多重干濕循環(huán)下的土壤裂縫網(wǎng)絡(luò)幾何與分形特征
本文選題:干濕循環(huán) + 裂縫網(wǎng)絡(luò) ; 參考:《節(jié)水灌溉》2017年06期
【摘要】:通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)研究了多次干濕循環(huán)下土壤干縮裂縫開閉規(guī)律,采用數(shù)字圖像處理技術(shù)與Matlab測(cè)量功能,分析了不同含水率下土壤裂縫網(wǎng)絡(luò)幾何與分形特征,旨在研究干濕循環(huán)過(guò)程中裂縫形態(tài)特征、其網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性及自相似性變化規(guī)律。結(jié)果表明,在干濕循環(huán)作用下,裂縫穩(wěn)定時(shí)的土壤裂縫面積率和平均寬度逐漸減小,干濕循環(huán)對(duì)裂縫的作用效果隨著循環(huán)次數(shù)的增加而減弱;穩(wěn)定狀態(tài)下的裂縫骨架長(zhǎng)度幾乎不受影響,且在裂縫發(fā)育過(guò)程中其長(zhǎng)度較面積率、平均寬度提前到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài),表明裂縫發(fā)育后期主要以寬度增長(zhǎng)為主;裂縫網(wǎng)絡(luò)連通性增強(qiáng),于第3次干濕循環(huán)后趨于穩(wěn)定。首次干燥過(guò)程中裂縫網(wǎng)絡(luò)分形特征曲線比受干濕循環(huán)作用后平滑,土壤經(jīng)歷干濕循環(huán)后,形成裂縫骨架網(wǎng)絡(luò)時(shí)所對(duì)應(yīng)的含水率提前,而穩(wěn)定狀態(tài)下的裂縫網(wǎng)絡(luò)分形維數(shù)隨著干濕循環(huán)次數(shù)增加呈遞減的趨勢(shì)。
[Abstract]:The opening and closing laws of soil dry-shrinkage cracks under repeated dry-wet cycles were studied through laboratory experiments. The geometry and fractal characteristics of soil cracks network under different moisture content were analyzed by using digital image processing technology and Matlab measurement function. The purpose of this paper is to study the characteristics of fracture morphology, the network complexity and the variation of self-similarity during dry-wet cycle. The results showed that under the action of dry and wet cycles, the area rate and average width of soil cracks decreased gradually when the cracks were stabilized, and the effect of dry and wet cycles on cracks decreased with the increase of cycle times. In the process of fracture development, the length of fracture skeleton is almost unaffected, and the average width reaches the stable state earlier than the area ratio in the process of fracture development, which indicates that the width of fracture is mainly increased in the later stage of fracture development, and the connectivity of fracture network is enhanced. It tends to be stable after the third wet and dry cycle. In the first drying process, the fractal characteristic curve of crack network is smoother than that of dry and wet cycle, and the moisture content corresponding to the formation of crack skeleton network is earlier than that of soil after dry-wet cycle. The fractal dimension of fracture network decreases with the increase of dry-wet cycle times.
【作者單位】: 河海大學(xué)南方地區(qū)高效灌排與農(nóng)業(yè)水土環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;河海大學(xué)水利水電學(xué)院;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51579069);國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51179050)
【分類號(hào)】:S152
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】
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【相似文獻(xiàn)】
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1 衛(wèi)軍;余t,
本文編號(hào):1873583
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