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长安大学学报(自然科学版)
JOURNAL OF CHANG'AN UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)
2007 Vol.27 No.2 P.30-33

数字化期刊

软土路基微结构扫描电镜图像的分形

毛灵涛  薛茹  袁则循 

摘 要:根据分形模型的构造方法,提出了用于描述软土孔隙变化的孔隙度分维、孔隙分布分维和孔隙边缘形状分维,并以珠江三角洲地区某高速公路软土路基加固为例,用分形维数对土体扫描电镜(SEM)图像进行分析.研究发现,加固后3种分形维数均有不同程度降低,表明加固后孔隙的分布面积减小,结构单元体之间排列紧密,孔隙尺寸分布趋于均匀,孔隙边缘形状变得规整光滑.结果表明,软土中孔隙分布及形状具有分形特征,不同的分形维数,可以从不同角度反映土体的加固效果及力学特性变化.
关键词:道路工程;软土路基;土孔隙;土的微观结构;分形维数;图像处理
分类号:U416.1 文献标识码:A

文章编号:1671-8879(2007)02-0030-04

Fractal approach on soft soil subgrade microstructure SEM image

MAO Ling-tao  XUE Ru  YUAN Ze-xun 

基金项目:国家973计划重大项目(2002CB412701)
作者简介:毛灵涛(1974-),男,新疆石河子人,博士研究生,E-mail:mlt@cumtb.edu.cn.
作者单位:毛灵涛(中国矿业大学,煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京,100083) 
     薛茹(郑州航空工业管理学院,建筑工程管理系,河南,郑州,450015) 
     袁则循(北京城市学院,教育培训中心,北京,100083) 

参考文献:

[1]Tovey N K.A digital computer technique for orientation analysis of micrographs of soil fabric[J].Journal of Microscopy,1980,120(12):303-315.
[2]Tovey N K,Krinsley D.Mapping of the orientation of fine-grained mineral in soils and sediments[J].Bulletin of IAEG,1992,46(10):93-101.
[3]施斌.粘性土击实过程中微观结构的定量评价[J].岩土工程学报,1996,18(4):57-62.SHI Bin.Quantitative assessment of changes of microstructure for clay soil in the process of compaction[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,1996,18(4):57-92.
[4]Tyler S W,Wheatcraft S W.Fractal scaling of soil particle-size distribution analysis and limitations[J].Soil Sci Soc Am J,1992,56:362-369.
[5]Mcbrathney A B.Comments on "fractal distribution of soil aggregate-size distribution calculated by number and mass"[J].Soil Sci Soc Am J,1993,57:1 393-1 394.
[6]谢和平.分形几何及其在岩土力学中的应用[J].岩土工程学报,1992,14(1):14-24.XIE He-ping.Fractal geometry and its application to rock and soil materials[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,1992,14(1):14-24.
[7]Kozak E,Pachepsky Y A.A modified number-based method for estimating fragmentation fractal dimensions of soils[J].Soil Sci Soc Am J,1996,60:1 292-1 297
[8]刘松玉,方磊.试论粘性土粒度分布的分形结构[J].工程勘察,1992,(2):16-20.LIU Song-yu,FANG Lei.Fractionated structure of the cohesive soils grain size distribution[J].Geotechnical Investigation & Surveying,1992,(2):16-20.
[9]肖树芳.泥化夹层的组构及强度蠕变特性[M].长春:吉林科学技术出版社,1991.
[10]胡瑞林,官国琳,李向东,等.粘性土微观结构定量模型及其工程地质特征研究[M].北京:地质出版社,1995.
[11]张济忠.分形[M].北京:清华大学出版社,2001.
[12]胡瑞林.特殊土工程性质的微观机理定量研究[D].北京:中国科学院,2000.
[13]彭瑞东,谢和平,鞠杨.二维数字图像分形维数的计算方法[J].中国矿业大学学报,2004,33(1):19-24.PENG Rui-dong,XIE He-ping,JU Yang.Computer method of fractal dimension for 2-D digital Image[J].Journal of China University of Mining and Technology,2004,33(1):19-24.
[14]孔令伟,吕海波,汪稔,等.海口某海域软土工程特性的微观机制浅析[J].岩土力学,2002,23(1):36-40.KONG Ling-wei,L(U) Hai-bo,WANG Ren,et al.Preliminary analysis of micro-mechanism of engineering properties for soft soil in a sea area of Haikou[J].Rock and Soil Mechanics,2002,23(1):36-40.
[15]谢和平.孔隙与破断岩体的宏细观力学研究[J].岩土工程学报,1998,20(4):113-114.XIE He-ping.Macro-micro mechanics of the pore and the fracture rock masses[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,1998,20(4):113-114.

收稿日期:2006年1月10日

出版日期:2007年3月30日