本文關(guān)鍵詞：西域礫巖結(jié)構(gòu)特性及力學(xué)特性的試驗研究

  更多相關(guān)文章： 西域礫巖 分維特性 數(shù)字圖像處理 力學(xué)特性 顆粒流程序

【摘要】：摘要：西域礫巖屬第四系最新成巖地層,廣泛分布于塔里木盆地周緣、天山南麓和昆侖山北麓山前盆地中,其工程特性主要表現(xiàn)為：結(jié)構(gòu)組成差異大,顆粒級配不均勻；膠結(jié)性能不穩(wěn)定；室內(nèi)外試驗結(jié)果離散性強,力學(xué)參數(shù)難確定。隨著新疆地區(qū)大規(guī)模開展水利水電工程建設(shè),西域礫巖工程特性研究顯得必要而迫切,本文在借鑒與西域礫巖類似巖土體研究方法基礎(chǔ)上,開展室內(nèi)物理力學(xué)試驗,綜合利用物相分析方法、分形幾何理論、數(shù)字圖像處理技術(shù)、離散元數(shù)值模擬等方法,旨在探明西域礫巖變形破壞行為及劣化機理,揭示其細觀結(jié)構(gòu)特征及粒度分形規(guī)律,分析西域礫巖細觀破壞特征及抗剪強度影響因素。本文主要工作內(nèi)容和研究成果如下：(1)通過室內(nèi)篩分試驗,獲得西域礫巖顆粒級配特征曲線,圍繞其微結(jié)構(gòu)自相似性,建立分維計算模型,并探究“粗�！焙颗c平均分維值之間的關(guān)系,結(jié)果表明西域礫巖粒度組成具有良好的自組織特性。采用XRD與XRF試驗研究不同分布類型膠結(jié)物成分差異,研究成果有助于揭示西域礫巖顆粒分布規(guī)律。(2)西域礫巖結(jié)構(gòu)組成是影響其工程特性的重要因素,獲取西域礫巖斷面數(shù)碼照片,基于數(shù)字圖像處理技術(shù),利用圖像分割剔除無關(guān)信息,獲得二維意義下西域礫巖細觀結(jié)構(gòu)模型；利用邊緣檢測、特征測量方法,快速、精確獲取閉合圖像幾何形態(tài)參數(shù),結(jié)合分形幾何理論對西域礫巖內(nèi)部塊石分布、棱角性、定向性等進行統(tǒng)計分析。(3)針對西域礫巖復(fù)雜力學(xué)特性,進行室內(nèi)中型剪切試驗,獲得西域礫巖抗剪強度參數(shù),整理西域礫巖在直剪試驗中表現(xiàn)出的三種典型剪應(yīng)力——剪切位移曲線,依據(jù)破壞后試樣形態(tài)對其進行了相關(guān)分析。(4)采用顆粒流程序模擬西域礫巖直剪試驗,觀察試驗過程中西域礫巖細觀破壞過程,有助于加深對其力學(xué)行為的認識,著重分析“粗粒”含量及“細�！闭辰Y(jié)強度對西域礫巖宏觀抗剪強度的影響。
【關(guān)鍵詞】：西域礫巖 分維特性 數(shù)字圖像處理 力學(xué)特性 顆粒流程序
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU45
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言12-22
• 1.1 課題工程背景及研究意義12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 西域礫巖地質(zhì)成因研究14
• 1.2.2 與西域礫巖性能近似巖土體研究現(xiàn)狀14-20
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及方法20-22
• 2 西域礫巖顆粒分布特征研究22-42
• 2.1 西域礫巖微結(jié)構(gòu)的自相似性22-23
• 2.2 西域礫巖基本粒度組成23-26
• 2.3 分形幾何理論26
• 2.4 西域礫巖粒度分維計算模型26-27
• 2.5 西域礫巖粒度分形數(shù)據(jù)處理27-30
• 2.6 西域礫巖粒度分形特征分析30-35
• 2.7 膠結(jié)物成分物相分析35-40
• 2.7.1 試驗方法簡介36-37
• 2.7.2 試驗結(jié)果與分析37-40
• 2.8 小結(jié)40-42
• 3 基于數(shù)字圖像處理的西域礫巖細觀結(jié)構(gòu)研究42-60
• 3.1 數(shù)字圖像技術(shù)概述42-44
• 3.2 數(shù)字圖像處理常用方法44
• 3.3 本文所采用的數(shù)字圖像處理方法44-48
• 3.3.1 圖像增強44-46
• 3.3.2 OSTU圖像分割46
• 3.3.3 圖像形態(tài)學(xué)處理46
• 3.3.4 幾何特征提取46-48
• 3.3.5 像素與實際尺寸的轉(zhuǎn)換48
• 3.4 西域礫巖細觀結(jié)構(gòu)特征48-58
• 3.4.1 西域礫巖塊石粒度特征研究48-49
• 3.4.2 西域礫巖塊石分布分維研究49-50
• 3.4.3 西域礫巖塊石形態(tài)特征研究50-58
• 3.4.4 西域礫巖塊石定向性特征58
• 3.5 小結(jié)58-60
• 4 西域礫巖室內(nèi)中型剪切試驗研究60-78
• 4.1 室內(nèi)中型剪切試驗過程60-64
• 4.1.1 試樣選取60-61
• 4.1.2 試驗方案61
• 4.1.3 試樣制備61-62
• 4.1.4 試樣安裝及剪切62-64
• 4.2 試驗數(shù)據(jù)處理64-67
• 4.3 試驗結(jié)果分析67-77
• 4.3.1 聯(lián)合進水口組67-69
• 4.3.2 溢洪道右岸組69-71
• 4.3.3 溢洪道左岸組71-73
• 4.3.4 典型曲線分析73-76
• 4.3.5 變形及強度影響因素簡要分析76-77
• 4.4 小結(jié)77-78
• 5 基于PFC2D的西域礫巖數(shù)值試驗研究78-100
• 5.1 離散單元法簡述78-82
• 5.1.1 離散元法基本思想78-79
• 5.1.2 離散元法基本原理79-80
• 5.1.3 顆粒流數(shù)值模擬(PFC)基礎(chǔ)理論80-82
• 5.2 西域礫巖直剪試驗數(shù)值模擬82-86
• 5.2.1 選定顆粒參數(shù)82-84
• 5.2.2 直剪試驗數(shù)值模擬84-86
• 5.3 數(shù)值試驗分析86-98
• 5.3.1 西域礫巖細觀破壞過程86-95
• 5.3.2 西域礫巖剪切強度影響因素95-98
• 5.4 小結(jié)98-100
• 6 結(jié)論與展望100-102
• 6.1 主要結(jié)論100-101
• 6.2 展望101-102
• 參考文獻102-108
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果108-112
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集112

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