冻土未冻水分形特征及其对评价冻土变形的意义
文献类型：学位论文
| 作者 | 覃英宏 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2008-05-10 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 张建明 |
| 关键词 | 分形维数 未冻水 高温高含冰量冻土 冻土变形 |
| 其他题名 | Fractal Characteristic of Unfrozen Water in Frozen Soils and Its Significance on the Evaluation of Frozen Soils' Deformation |
| 学位专业 | 岩土工程 |
| 中文摘要 | 冻土中未冻水在冻土力学中扮演着一个重要的角色，因此得到许多学者的研究。本论文首先是运用分形几何这种新的方法来度量冻土中未冻水的空间分布特征，然后分析这种空间分布特征对评价冻土变形的意义。 为了满足普适性，作者选用高温－高含冰量冻土作为研究对象。由于冰在冻土中的成像不同于未冻水和土颗粒，作者利用此特性并引入计算机图像学原理来计算冻土中冰的空间分布，从而求得冻土中未冻水的空间分布。然后利用集束维证明冻土中未冻水的空间分布具有分形特征。同时得出：高温－高含冰量冻土的分维数为2.2-2.8，冻土分维数和温度之间的关系是幂指数关系。 冻土中未冻水含量的变化主要是由温度变化引起的。温度变化直接导致冻土有效受力面积的变化，也导致冻土中冰胶结强度和冰颗粒强度的变化。这两种变化是冻土系统的两个重要影响因子，究竟是哪一个占主导地位？本文的研究结果表明，在负温域上存在一个临界温度，该温度受控于冻土的物理性质，如密度、总含水量等。当温度高于此临界温度时，有效面积的变化是影响冻土强度的主导因素；而当温度低于此值时，冻土中冰胶结强度和冰颗粒强度的变化对冻土系统的影响占主导地位。将以上两个因子结合起来，从热力学理论出发，作者导出冻土变形的基本方程，并对方程的简化形式进行计算。结合计算结果和未冻水分形特征作者证明：1）冻土的变形过程是冻土中未冻水分维数由低维向高维演化的过程，这种演化呈衰减的趋势；2）未冻水分形特征可以体现在冻土变形曲线上。本论文为开展冻土变形计算提供了一个新的方法，同时也提供了一个全新的视角来分析冻土的变形曲线。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 60 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21805]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 覃英宏. 冻土未冻水分形特征及其对评价冻土变形的意义[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：寒区旱区环境与工程研究所
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