基于微扰法的二维fBm分形粗糙面电磁波透射问题研究

1

作者 薛琳娜 朱小敏 田炜 《延安大学学报（自然科学版）》 2010年第1期44-49,共6页

采用二维fBm分形函数来模拟二维实际粗糙面,根据微扰法研究了该分形粗糙面下方介质2中的电磁散射,给出了透射波的散射系数,数值计算讨论了分维、介质介电常数、粗糙面参数和入射波频率对透射系数的影响,得出了二维fBm分形粗糙面透射系... 采用二维fBm分形函数来模拟二维实际粗糙面,根据微扰法研究了该分形粗糙面下方介质2中的电磁散射,给出了透射波的散射系数,数值计算讨论了分维、介质介电常数、粗糙面参数和入射波频率对透射系数的影响,得出了二维fBm分形粗糙面透射系数的分形特征、基本特征、分区特征和随频率变化的特征并对有关结果进行了详细分析。 展开更多

关键词 电磁散射 二维fbm分形粗糙面 微扰法 透射系数

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二维fBm分形分层介质粗糙面电磁波透射特征研究 被引量：1

2

作者 任新成 郭立新 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期233-237,共5页

该文运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁波透射问题,推导出不同极化状态的透射波散射系数公式。采用二维fBm分形粗糙面来模拟实际的分层介质粗糙面,结合其功率谱导出了平面波入射时的透射系数计算公式。通过数值计算得到... 该文运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁波透射问题,推导出不同极化状态的透射波散射系数公式。采用二维fBm分形粗糙面来模拟实际的分层介质粗糙面,结合其功率谱导出了平面波入射时的透射系数计算公式。通过数值计算得到了HH极化状态下二维fBm分形分层介质粗糙面透射系数随透射波的散射角变化的曲线,分形特征、基本特征、随频率变化的特征。结果表明分维、底层介质介电常数、中间介质介电常数和厚度、粗糙面参数及入射波频率对透射系数的影响是非常复杂的。 展开更多

关键词 电磁波透射 二维fbm分形粗糙面 分层介质 微扰法 透射系数

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二维随机粗糙面的fBm模拟及其统计特性 被引量：2

3

作者 柯熙政 吴振森 郭立新 《电波科学学报》 EI CSCD 1998年第2期167-172,共6页

数值模拟在物理建模中具有相当重要的地位。本文基于对二维分形布朗运动（fBm）的研究，根据fBm的特征，阐述了用二维fBm函数模拟随机粗糙面的方法。由于很多电磁散射问题与粗糙面的各阶矩有很大的关系，我们导出了二维随机粗糙面的统... 数值模拟在物理建模中具有相当重要的地位。本文基于对二维分形布朗运动（fBm）的研究，根据fBm的特征，阐述了用二维fBm函数模拟随机粗糙面的方法。由于很多电磁散射问题与粗糙面的各阶矩有很大的关系，我们导出了二维随机粗糙面的统计参量与分维（FractalDimension）D的关系。基于对二维fBm的小波分析，提出了在时一频相空间估计分维D的方法。这种方法比较简单而切实可行，不但适合于粗糙面整体分维的计算，更适合于局部分数维的计算。所有结果均经过了计算机数值模拟检验。 展开更多

关键词 二维随机粗糙面 fbm函数 小波分析 电波传播

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二维分形粗糙面电磁散射的分形规律研究 被引量：1

4

作者 郭立新 吴振森 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第10期1405-1411,共7页

采用二维归一化带限Brown分形函数来模拟二维分形粗糙面,利用基尔霍夫近似给出了该粗糙面的电磁散射场和散射强度方差的计算公式,主要讨论了散射场分布与分维的关系,获得了散射场波峰拟合线的斜率与分维D满足线性关系这一重要规律。

关键词 二维分形粗糙面 电磁散射 分形规律 基尔霍夫近似

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一维带限Weierstrass分形粗糙面透射波散射系数特征研究 被引量：9

5

作者 任新成 郭立新 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期590-595,共6页

采用一维归一化带限Weierstrass函数模拟一维分形粗糙面,根据微扰法研究了粗糙面下方介质2中的电磁散射,结合分形粗糙面的自相关函数和功率谱导出了不同极化状态下一维带限Weierstrass分形粗糙面透射波散射系数计算公式.通过数值计算得... 采用一维归一化带限Weierstrass函数模拟一维分形粗糙面,根据微扰法研究了粗糙面下方介质2中的电磁散射,结合分形粗糙面的自相关函数和功率谱导出了不同极化状态下一维带限Weierstrass分形粗糙面透射波散射系数计算公式.通过数值计算得出了不同极化状态下一维带限Weierstrass分形粗糙面透射系数的分形特征、基本特征、分区特征和随频率变化特征.结果表明分维、粗糙面高度起伏均方根和入射波频率对分形粗糙面透射波散射系数有显著影响,在其他条件不变的情况下,分维越大、粗糙面高度起伏均方根越大、入射波频率越大,透射系数就越大. 展开更多

关键词 电磁散射 一维带限Weierstrass分形粗糙面 微扰法 透射系数

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二维分形界面的远区散射场 被引量：3

6

作者 王敏锡 李敬 任朗 《电波科学学报》 EI CSCD 1997年第4期380-384,390,共6页

采用分形函数来模拟二维粗糙表面，首先给出了分形函数模拟的计算公式，然后进行了数值计算。通过改变分形函数中的各个参数值去模拟不同粗糙度的表面，从而得到多种情况下的远区散射场的分布。

关键词 二维粗糙面 分形函数 散射系数 电磁波

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基于改进二维分形模型的海面模拟方法 被引量：5

7

作者 何四华 吴春光 丛滨 《兵器装备工程学报》 CAS 2017年第5期155-158,共4页

针对粗糙海面的非线性和自相似性特点,在带限Weierstrass分形函数的基础上,建立了改进二维分形模型,描述了表面谱与空间波数之间的正幂率和负幂率关系,针对P-M海谱给出了分形参数的定量描述,实现了对粗糙海面的模拟。仿真结果表明,模型... 针对粗糙海面的非线性和自相似性特点,在带限Weierstrass分形函数的基础上,建立了改进二维分形模型,描述了表面谱与空间波数之间的正幂率和负幂率关系,针对P-M海谱给出了分形参数的定量描述,实现了对粗糙海面的模拟。仿真结果表明,模型能够生成不同风速下的海面模型,反映了小尺度波浪的细微结构和大尺度波浪的浪涌特性,不同尺度的组成波之间具有较好的自相似性,可以较好地模拟粗糙海面背景。 展开更多

关键词 Weierstrass分形函数 P-M海谱 改进二维分形模型 粗糙海面

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结构面三维形态测量及表面粗糙度分形分析

8

作者 潘凯 谭洵 +1 位作者 吉锋 蔡国军 《人民黄河》 CAS 北大核心 2014年第3期129-131,共3页

针对结构面表面形态各异、难以获得的问题,采用自行研制的结构面三维形态测量装置——变阻式结构面三维形态测量仪,对硬性结构面表面形态进行三维测量,实现了三维曲面形态的图形化。针对结构面粗糙度系数JRC值估测不准,导致结构面精确... 针对结构面表面形态各异、难以获得的问题,采用自行研制的结构面三维形态测量装置——变阻式结构面三维形态测量仪,对硬性结构面表面形态进行三维测量,实现了三维曲面形态的图形化。针对结构面粗糙度系数JRC值估测不准,导致结构面精确评价困难的问题,运用分形几何理论进行分析,获取粗糙度系数JRC与分形维数D的函数关系式,并与经典Barton理论相结合,建立了结构面表面三维分形表述的剪切强度模型。实例验证表明,该理论计算模型具有一定应用价值。 展开更多

关键词 硬性结构面 三维形态 粗糙度系数 分形维数

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一维带限Weierstrass分形粗糙海面电磁后向散射的微扰法研究

9

作者 田炜 闫翔 《延安大学学报（自然科学版）》 2010年第4期46-50,共5页

运用微扰法研究了平面电磁波入射随机粗糙海面的后向散射问题,结合一维带限Weier-strass分形粗糙海面的功率谱,导出了一维带限Weierstrass分形粗糙海面后向散射截面的数学表达式,进一步得出了不同极化状态下后向散射系数的计算公式。通... 运用微扰法研究了平面电磁波入射随机粗糙海面的后向散射问题,结合一维带限Weier-strass分形粗糙海面的功率谱,导出了一维带限Weierstrass分形粗糙海面后向散射截面的数学表达式,进一步得出了不同极化状态下后向散射系数的计算公式。通过数值计算得到了两种情形下后向散射系数随入射角的变化曲线,讨论了粗糙面高度起伏均方根、分维、空间基频、标度区间、海水温度、入射波频率对后向散射系数的影响。得到了一维带限Weierstrass分形粗糙海面后向散射系数的基本特征、分形特征、随频率变化特征。 展开更多

关键词 电磁后向散射 微扰法 一维带限Weierstrass分形粗糙面 后向散射系数

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结构面粗糙度系数的三维分形表征 被引量：3

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作者 游志诚 王亮清 +1 位作者 葛云峰 杨艳霞 《人民长江》 北大核心 2014年第19期63-67,共5页

结构面粗糙度对结构面的抗剪强度有重要影响,进而影响工程岩体的变形破坏行为。基于高精度三维激光扫描技术,以贵州某水库拱坝基岩结构面为研究对象,现场采取泥质白云岩结构面、白云岩结构面、泥质白云岩与白云岩接触面三类优势结构面... 结构面粗糙度对结构面的抗剪强度有重要影响,进而影响工程岩体的变形破坏行为。基于高精度三维激光扫描技术,以贵州某水库拱坝基岩结构面为研究对象,现场采取泥质白云岩结构面、白云岩结构面、泥质白云岩与白云岩接触面三类优势结构面并对各岩样结构面表面进行扫描,获取三维形貌数据,建立了数字高程模型。采用MATLAB软件编写立方体覆盖法程序,进而精确求取每个结构面的三维分形维数,同时采用均方根方法估算每个结构面的三维粗糙度系数,然后建立两者之间的关系式。研究结果为将结构面粗糙度系数表征方法从二维拓展到三维提供了一种新思路。 展开更多

关键词 结构面粗糙度系数 结构面 分形维数 三维激光扫描仪

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一维带限Weierstrass分形粗糙面电磁散射的微扰法研究

11

作者 孙乐 任新成 +1 位作者 田炜 牛文军 《延安大学学报（自然科学版）》 2014年第4期19-22,25,共5页

运用微扰法研究了平面波入射粗糙面的电磁散射问题。采用一维Weierstrass分形粗糙面模拟实际的粗糙面,结合其功率谱密度导出了散射系数计算公式;通过数值计算得到HH极化状态下散射系数的角分布曲线,讨论了分维、标度区间、空间基频、粗... 运用微扰法研究了平面波入射粗糙面的电磁散射问题。采用一维Weierstrass分形粗糙面模拟实际的粗糙面,结合其功率谱密度导出了散射系数计算公式;通过数值计算得到HH极化状态下散射系数的角分布曲线,讨论了分维、标度区间、空间基频、粗糙面高度起伏均方根以及入射波频率的变化对散射系数的影响;得到了平面波入射一维带限Weierstrass分形粗糙面散射系数的分形特征、基本特征、分区特征和随频率变化的特征。 展开更多

关键词 电磁散射 一维带限Weierstrass分形粗糙面 微扰法 散射系数

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岩石-混凝土两相介质胶结面粗糙系数的分形描述 被引量：15

12

作者 朱珍德 邢福东 +1 位作者 渠文平 陈卫忠 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期20-25,共6页

针对润扬长江公路大桥南汊悬索桥锚碇胶结面抗剪强度(抗剪强度的大小与胶结面粗糙度紧密相关)取值问题,采用室内控制粗糙系数试验的方法,测试了不同粗糙度的花岗岩与混凝土胶结面的抗剪强度.从形态数学原理出发,建立了均方根坡角法(ARM... 针对润扬长江公路大桥南汊悬索桥锚碇胶结面抗剪强度(抗剪强度的大小与胶结面粗糙度紧密相关)取值问题,采用室内控制粗糙系数试验的方法,测试了不同粗糙度的花岗岩与混凝土胶结面的抗剪强度.从形态数学原理出发,建立了均方根坡角法(ARMSS)测算岩石与混凝土胶结面轮廓线的分维数,定量描述其粗糙程度.岩石与混凝土胶结面粗糙系数(JRC)可由分形维数D与分形截距A来确定,通过分形分析可以定量估计岩石力学中的JRC值. 展开更多

关键词 两相介质 胶结面 粗糙系数 分形描述 分形维数

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非均匀卵砾石粗糙床面的分形特征 被引量：3

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作者 钟亮 张建梅 +1 位作者 许光祥 潘云文 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2017年第4期15-22,共8页

针对传统方法刻画粗糙床面总体特征存在缺陷的问题,将分形几何理论引入非均匀卵砾石粗糙床面特征研究,以卵砾石床面激光扫描试验资料为基础,探讨了分形尺度区宽度与中值粒径d50的关系,分析了覆盖基准面对分形维数的影响,研究了床面整体... 针对传统方法刻画粗糙床面总体特征存在缺陷的问题,将分形几何理论引入非均匀卵砾石粗糙床面特征研究,以卵砾石床面激光扫描试验资料为基础,探讨了分形尺度区宽度与中值粒径d50的关系,分析了覆盖基准面对分形维数的影响,研究了床面整体与局部分形维数的特征与联系,获得了分形维数随床面颗粒组成及高程统计参数的变化规律。结果表明:分形尺度区宽度与床面颗粒中值粒径d50有关,上临界尺度可取为1.5d50;分形维数与覆盖基准面位置有关,覆盖基准面距平均床面的距离越大,分形维数越大且逐渐失真,为有效量化和区分床面粗糙特征,覆盖基准面宜取平均床面;粗糙床面分形维数具有良好的稳定性,局部分形维数变异性很小,并与整体分形维数接近;粗糙床面的分形维数与颗粒大小、级配组成及床面高程统计参数有关,中值粒径越大,颗粒组成越均匀,床面高程极差、标准差、偏度(绝对值)和峰度越大,分形维数越小。 展开更多

关键词 非均匀卵砾石 粗糙床面 分形尺度区 覆盖基准面 分形维数

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弯曲河段床面粗糙高度的分形研究 被引量：2

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作者 江磊 周银军 +1 位作者 陈前海 陈正兵 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2018年第3期28-33,共6页

根据水槽试验的结果,从河床表面物理形态特征入手,分析了粗糙高度ks与河床表面分形维数D的关系,并进一步分析了D与糙率系数n的关系。结果表明床面粗糙高度ks可通过床面三维起伏度r来表达,r与D之间遵循幂指数的增长关系,即ks与D之间定量... 根据水槽试验的结果,从河床表面物理形态特征入手,分析了粗糙高度ks与河床表面分形维数D的关系,并进一步分析了D与糙率系数n的关系。结果表明床面粗糙高度ks可通过床面三维起伏度r来表达,r与D之间遵循幂指数的增长关系,即ks与D之间定量函数关系式可通过幂指数函数表达。因此描述n与D之间的定量函数关系也可进一步建立起来。在忽略其他影响因素的条件下,床面形态分形维数D和水流条件R均会引起糙率系数n值的变化,两者作用效果相反。因此n值的变化趋势取决于两者之间的对比关系;同时公式中的两系数a、b的变化对n值的变化亦存在相反的作用,但系数b的影响远大于系数a的影响。 展开更多

关键词 河床表面分形维数 粗糙高度 床面形态 水流条件

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二维加糙明渠流理论床面的确定方法 被引量：2

15

作者 毛冉冉 程年生 卢叶盛 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期9-14,共6页

确定粗糙明渠流的理论床面对分析流速分布的特性具有学术价值。针对二维半圆柱体加糙床面,通过改变水深、流量和粗糙元间距,开展了一系列水槽实验研究。运用粒子图像测速技术进行流场测量,首先获取经时间和空间平均后的流速垂线分布资料... 确定粗糙明渠流的理论床面对分析流速分布的特性具有学术价值。针对二维半圆柱体加糙床面,通过改变水深、流量和粗糙元间距,开展了一系列水槽实验研究。运用粒子图像测速技术进行流场测量,首先获取经时间和空间平均后的流速垂线分布资料,然后分析了理论床面位移随雷诺数等多种水力参数的变化关系。为能综合反映水深、粗糙元高度及其间距等参数的影响,应用水力半径概念,提出了新的特征长度。分析结果表明:相较于其他参数,该特征长度可以更好地描述理论床面位移的变化。 展开更多

关键词 明渠 紊流 二维粗糙元 水力半径 理论床面

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基于小尺度量测值的岩体结构面粗糙度系数分析 被引量：1

16

作者 朱代洪 李磊 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2002年第1期56-59,共4页

介绍了R/S分析法的基本原理 ,对H .E .Hurst经验关系式进行了修正 ,建立了以小尺度的量测结果来反映大尺度范围内岩体结构面粗糙度系数的计算式 .

关键词 R/S分析法 岩体结构面 粗糙度系数 自相似性 分形维数

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调频引信粗糙面目标与干扰信号识别 被引量：8

17

作者 郝新红 杜涵宇 陈齐乐 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1946-1955,共10页

为有效识别调频(FM)引信地面目标回波信号和数字射频存储(DRFM)转发式干扰信号,提出了一种对地调频引信粗糙面目标与干扰信号识别方法。建立了对地调频引信粗糙面差频信号模型,利用二维距离-速度提取方法提取其差频频率和多普勒频率,采... 为有效识别调频(FM)引信地面目标回波信号和数字射频存储(DRFM)转发式干扰信号,提出了一种对地调频引信粗糙面目标与干扰信号识别方法。建立了对地调频引信粗糙面差频信号模型,利用二维距离-速度提取方法提取其差频频率和多普勒频率,采用差频频率峰值带宽和多普勒频率峰值带宽2个特征量识别地面目标回波信号和DRFM转发式干扰信号,并使用蒙特卡罗仿真和非参数假设统计检验对其进行了验证。结果表明:差频频率峰值带宽和多普勒频率峰值带宽的展宽幅度与引信天线照射范围内粗糙面的大小呈正相关,多普勒频率峰值带宽的展宽与载频成正比,利用峰值带宽特性可有效区分粗糙面目标回波信号和DRFM转发式干扰信号。 展开更多

关键词 调频(FM)引信 粗糙面目标 二维距离-速度提取 数字射频存储(DRFM)干扰 非参数假设检验

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鱼鳞状床面粗糙特性

18

作者 潘云文 刘欣 杨克君 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第1期10-17,共8页

为探讨颗粒排列的空间趋向对床面结构的影响,人工铺制了12组鱼鳞状床面,依托激光扫描技术获得其精确数字高程,基于统计学理论与分形理论对所铺床面的粗糙特性进行分析。结果发现:鱼鳞状床面相对高程频率分布具有负偏双峰特征,主峰近似... 为探讨颗粒排列的空间趋向对床面结构的影响,人工铺制了12组鱼鳞状床面,依托激光扫描技术获得其精确数字高程,基于统计学理论与分形理论对所铺床面的粗糙特性进行分析。结果发现:鱼鳞状床面相对高程频率分布具有负偏双峰特征,主峰近似正态且较为“高大”,次峰却极为“矮小”;卵石粒径增大,各床面高程变异函数的基台值与变程均增大;床面高程方差与变异函数基台值在量化鱼鳞状床面粗糙特性方面是基本等价的;卵石粒径越大,床面高程方差越大,变异函数基台值越大,床面越粗糙,反之亦然;鱼鳞状床面二维特征方向无标度区上限随卵石粒径的增大而单调增大,其值可近似取为0.5d50(d50为中值粒径),然而同一床面各二维特征方向上的无标度区上限是大致相同的;就同一二维特征方向而言,随着卵石粒径的增大,床面分形维数基本减小,床面结构复杂性减弱;鱼鳞状床面粗糙特性具有明显的方向性,尤其是在与水流方向的角度成0、π/4与π/2的3个方向上,其粗糙特性明显不同。 展开更多

关键词 鱼鳞状床面 粗糙特性 统计参数 变异函数 分形维数

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多尺度粗糙度对波导传输性能的影响

19

作者 李娜 《电子机械工程》 2012年第1期21-25,32,共6页

文中针对波导内壁存在的粗糙度对波导传输性能的影响问题进行了建模、仿真研究。首先,基于改进的二维分形函数,建立了波导内壁粗糙度的多尺度数学模型。基于此模型,以数值积分和有限元法为数学工具,分别推导出了考虑粗糙度影响的波导内... 文中针对波导内壁存在的粗糙度对波导传输性能的影响问题进行了建模、仿真研究。首先,基于改进的二维分形函数,建立了波导内壁粗糙度的多尺度数学模型。基于此模型,以数值积分和有限元法为数学工具,分别推导出了考虑粗糙度影响的波导内壁局部和整体的功率损耗公式。作为对理论结果的验证,进行了一个针对矩形波导的仿真实验。分别将二维分形函数、多尺度粗糙度模型和三角波作为粗糙度的模拟函数,将得到的功率损耗结果与用经典文献中提供的计算方法得到的结果进行对比,结果表明本文所建立的多尺度粗糙度模型的结果在高频时更接近经典文献数据。随后,又对多尺度粗糙度模型的两个主要参数对功率损耗的影响程度进行了对比,结果显示粗糙度表面密度对功率损耗的影响较小,而分维数的影响较大。随着表面粗糙度均方根值的增大,功率损耗的比值也逐渐增加,最大值可达光滑表面功率损耗的1.8倍。 展开更多

关键词 表面粗糙度 多尺度模型 二维分形函数 功率损耗 有限元方法 矩形波导

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基于NDB试样的脆性岩石拉剪复合断裂行为研究 被引量：4

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作者 任利 吴世勇 +4 位作者 周济芳 艾婷 刘洋 张茹 张朝鹏 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期41-47,共7页

岩石复合断裂机理一直是岩石力学领域的研究热点。首先,利用新提出的单边切槽深梁(NDB)试样开展从纯Ⅰ型到纯Ⅱ型全复合度加载下的砂岩复合断裂试验,获得了系列载荷复合度下的砂岩复合断裂强度及砂岩断面。其次,研究砂岩复合断裂强度与... 岩石复合断裂机理一直是岩石力学领域的研究热点。首先,利用新提出的单边切槽深梁(NDB)试样开展从纯Ⅰ型到纯Ⅱ型全复合度加载下的砂岩复合断裂试验,获得了系列载荷复合度下的砂岩复合断裂强度及砂岩断面。其次,研究砂岩复合断裂强度与随载荷复合度的变化行为,讨论了岩石复合断裂强度特征,并使用最常用的最大切应力(MTS)准则、最小应变能密度因子(MSED)准则、最大能量释放率(MERR)准则和改进的R(IR)准则预测了砂岩复合断裂强度。最后,使用激光扫描仪获得砂岩复合断面并进行断面重构,利用分形理论定量刻画岩石复合断裂面的粗糙度,研究岩石在复合载荷作用下的内在破裂机制。结果表明:砂岩等效断裂韧度随载荷复合度的增加逐步减小,IR准则与MERR准则可很好地预测砂岩复合断裂强度,MTS和MSED准则严重高估了Ⅱ型为主的砂岩复合断裂强度;砂岩断面不同复合载荷作用下的砂岩断面分统计特征具有统计意义上的相似性,一定程度上预示着不同复合载荷作用下的砂岩试件具有相似的内在破裂机制;考虑到脆性材料的强度特点,结合复合载荷作用下裂缝扩展行为,可确定拉剪复合载荷加载下岩石内在断裂机制的确为拉破坏。 展开更多

关键词 复合断裂 断裂强度 断裂韧度 粗糙面 分形维数

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