土-水特征曲线的分形特性及其分析拟合-论文.pdf

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1、第35卷第9期岩土力学、，01．35No．92014年9月RockandSoilMechanicsSep．2014文章编号I1000-7598(2o14)09-2443-05土一水特征曲线的分形特性及其分析拟合陶高梁一，孔令伟，肖衡林2，马强2，朱志政2(1．中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，武汉430071；2．湖北工业大学土木工程与建筑学院，武汉430068)摘要：为了建立一种参数有明确物理意义的土一水特征曲线拟合方法，基于分形理论，给出了一种直接通过土一水特征曲线实测数据求解分维数的计算方法，建议了一种土一水特征曲线拟合分析的分形模型。为验证所建议

2、拟合方法的合理性，采用液压千斤顶制作了7个不同干密度黏性土试样，利用压力板仪测量了土一水特征曲线。基于土一水特征曲线实测值计算了分维数，在此基础之上对土一水特征曲线实测数据进行分析拟合。结果表明：分维数计算及拟合分析时，7个试样相关系数都集中在0．97～0．99之间，从而证明了土一水特征曲线具有良好的分形特性，建议的拟合方法效果较好。此外，研究发现，分维数、进气值随干密度几乎呈线性增加，据此建议了一种不同压实度下的土一水特征曲线预测方法，其预测结果与实测值吻合较好。关键词。土一水特征曲线：拟合分析；分形维数；分形模型中图分类号tTU411文献标识码：AFractalcharac

3、teristicsandfittinganalysisofsoil-watercharacteristiccurvesTAOGao．1iang，，KONGLing．wei，XIAOHeng．1in，MAQiang，ZHUZhi—zheng。(1．StateKeyLaboratoryofGeomechanicsandGeotechnicalEngineering，InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan430071，China；2．SchoolofCivilEngineeringandArchit

4、ecture，HubeiUniversityofTechnology,Wuhan430068，China)Abstract：Inordertoestablishafittingapproachforsoil—watercharacteristiccurves(SWCC)withclearphysicalmeanings，amethodiSpresentedtodirectlycalculatethefractaldimensionsthroughtheSWCCdatabasedOnthefractaltheory,andafracta1mode1ofSWCCisproposed

5、．Toverifytheproposedfiringmethod，sevenclaysampleswithdifferentdrydensitiesarepreparedusinghydraulicjacks，andthesoil-watercharacteristicCHIVESaremeasuredbyusingthepressureplateapparatus．BasedontheexperimentalresultsofSWCC，thefractaldimensionsarecalculated．Onthisbasis，fittinganalysisoftheSWCCd

6、ataisperformedbyusingthepresentedmethod．Theresultsshowthat，allthecorrelationcoeficientsofthesevensamplesrangefrom0．97to0．99，whichindicatesgoodfractalcharacteristicsofSWCCaswellasgoodfittingperformanceoftheproposedmethod．Inaddition，itisfoundthatthefractaldimensionsandtheairentryvaluesincrease

7、almostlinearlywiththedrydensity．Onthisbasis，apredictionmethodofSWCCatdiferentcompactiondegreesisalsoproposedandtested．Thepredictionresultsareingoodagreementwiththemeasuredvalues．Keywords：soil．watercharacteristiccurve；fittinganalysis；fractaldimensio