基于水平集方法的堆積體劃分和力學特性研究

1.8萬字 39頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘要

堆積體是一種非均質(zhì)的巖土材料，與巖體相比，構(gòu)成堆積體的物質(zhì)成分有著很大的不同，且空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其物理力學特性既不同于巖體或土體，也不是巖體與土體物理力學性質(zhì)的簡單疊加。目前的現(xiàn)場實驗和模擬研究都難以對其真實細觀結(jié)構(gòu)進行描述，無法從本質(zhì)上揭示其力學特性和變形破壞的特征和規(guī)律?；谒郊臄?shù)字圖像處理技術(shù)為堆積體的研究提供了便利。本文基于水平集方法，對堆積體的細觀結(jié)構(gòu)建模、力學特性和力學參數(shù)等一系列問題進行了探索和研究，主要研究工作和成果如下：
1、基于水平集劃分原理提出一種新的數(shù)字圖像處理技術(shù)，該技術(shù)先對數(shù)字圖像進行預(yù)處理，獲取堆積體二元介質(zhì)的相關(guān)信息，再將二元化的介質(zhì)由像素轉(zhuǎn)化成模型，實現(xiàn)對堆積體圖像的信息獲取、分析處理并自動生成細觀模型，為堆積體力學特性的研究提供新的建模方法。
2、采用顆粒流軟件PFC2D作為數(shù)值模擬工具，運用壓數(shù)值模擬試驗對堆積體力學特性進行研究，分析其壓縮特性，研究塊石含量對其力學特性的影響等。
3、探求堆積體細觀結(jié)構(gòu)上的規(guī)律性。編制相應(yīng)的石塊信息搜索算法，實現(xiàn)對石塊信息的準確快速搜索并對此進行統(tǒng)計分析，從而對其細觀結(jié)構(gòu)特征進行研究。
4、通過對比堆積體的土石成分的不同，比較其力學特性的差異。研究了堆積體土石含量對堆積體力學性質(zhì)的影響。


關(guān)鍵詞：水平集;細觀結(jié)構(gòu);力學特性。