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基于水平集方法的堆积体划分和力学特性研究

1.8万字 39页 原创作品，已通过查重系统


摘要

堆积体是一种非均质的岩土材料，与岩体相比，构成堆积体的物质成分有着很大的不同，且空间结构较为复杂，其物理力学特性既不同于岩体或土体，也不是岩体与土体物理力学性质的简单叠加。目前的现场实验和模拟研究都难以对其真实细观结构进行描述，无法从本质上揭示其力学特性和变形破坏的特征和规律。基于水平集的数字图像处理技术为堆积体的研究提供了便利。本文基于水平集方法，对堆积体的细观结构建模、力学特性和力学参数等一系列问题进行了探索和研究，主要研究工作和成果如下：
1、基于水平集划分原理提出一种新的数字图像处理技术，该技术先对数字图像进行预处理，获取堆积体二元介质的相关信息，再将二元化的介质由像素转化成模型，实现对堆积体图像的信息获取、分析处理并自动生成细观模型，为堆积体力学特性的研究提供新的建模方法。
2、采用颗粒流软件PFC2D作为数值模拟工具，运用压数值模拟试验对堆积体力学特性进行研究，分析其压缩特性，研究块石含量对其力学特性的影响等。
3、探求堆积体细观结构上的规律性。编制相应的石块信息搜索算法，实现对石块信息的准确快速搜索并对此进行统计分析，从而对其细观结构特征进行研究。
4、通过对比堆积体的土石成分的不同，比较其力学特性的差异。研究了堆积体土石含量对堆积体力学性质的影响。


关键词：水平集;细观结构;力学特性。