發(fā)布時(shí)間：2022-02-16 14:33

　　隨著土壤微觀結(jié)構(gòu)研究的深入,越來(lái)越多的學(xué)者致力于土壤數(shù)值結(jié)構(gòu)的模擬,相比于土壤樣本的試驗(yàn),數(shù)值模型可以克服樣本小、誤差大和效率低等缺點(diǎn),現(xiàn)已提出了許多土壤結(jié)構(gòu)的相關(guān)模型,其中四參數(shù)隨機(jī)生成法（QSGS）因?yàn)樯傻慕Y(jié)構(gòu)與土壤的真實(shí)結(jié)構(gòu)形態(tài)相似而被廣泛應(yīng)用于有關(guān)土壤物理化學(xué)性質(zhì)、傳熱性能或滲流性質(zhì)的模擬。但這一模型能否真實(shí)反映實(shí)際土體的孔隙結(jié)構(gòu)特征,目前尚缺乏實(shí)驗(yàn)證據(jù)及定量對(duì)比分析。為了評(píng)估QSGS模型用于模擬和表征土體微觀孔隙結(jié)構(gòu)的潛能,利用掃描電鏡（SEM）對(duì)6種不同孔隙率的土樣制備SEM圖像,以與QSGS模型進(jìn)行定量對(duì)比分析。采用數(shù)字圖像技術(shù)分析QSGS模型與土體中孔隙的形態(tài)特征和分布規(guī)律,基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)估算孔隙的質(zhì)量分維數(shù)和表面分維數(shù)。結(jié)果表明:（1）土壤結(jié)構(gòu)中的孔隙分布具有明顯的規(guī)律性,小孔隙所占數(shù)量較多,隨著孔隙度的減小,孔徑范圍被壓縮,質(zhì)量分位數(shù)逐漸增大。（2）QSGS算法生成的微觀結(jié)構(gòu)由孔隙度、生長(zhǎng)核的分布概率和方向生長(zhǎng)概率等參數(shù)控制,其中孔隙度對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)的影響更為顯著。生長(zhǎng)核的分布概率小于0.01時(shí)所生成的QSGS模型與實(shí)際土體具有相似的微觀孔隙形態(tài)和分布規(guī)律,以及相同的分... 

【文章來(lái)源】：武漢理工大學(xué)湖北省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同固結(jié)壓力下土壤SEM圖片

固結(jié)前灰度值直方圖

σv=200 kPa σv=400 kPa σv=800 kPa圖 2-4 不同固結(jié)壓力下軟黏土的 SEM 圖像二值化結(jié)果2.3 SEM 圖像的定量分析2.3.1 孔隙度微觀結(jié)構(gòu)單元的研究對(duì)象可以是單個(gè)的顆粒、孔隙、團(tuán)聚體。研究的特征包括單元體的大小、形狀、表面特征，單元體之間的排列和連接關(guān)系等，可以用要素的總面積、總周長(zhǎng)、平均面積、平均周長(zhǎng)和平均形狀系數(shù)來(lái)表征。本文利用圖像處理軟件 IPP 定量了分析土壤的微觀結(jié)構(gòu)。對(duì) SEM 二值圖像中二維空間分布的土體孔隙，孔隙度 P 定義為圖片里孔隙的面積與整幅圖像的面積之比值。表 2-1 列出不同固結(jié)壓力下 SEM 二值圖像的孔隙度 P 的量測(cè)結(jié)果，可見(jiàn)孔隙度 P 隨荷載等級(jí)增加而減小。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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