基于分形理论的人工骨料比表面积计算方法——以白鹤滩水电站为例

发布时间：2021-10-12 15:27

　　分形理论目前已经越来越广泛地应用于岩石力学问题中。骨料比表面积常可通过图像处理技术计算得到,但操作步骤繁琐,存在一定误差,且无法将骨料比表面积和骨料级配联系起来。基于分形理论,对骨料的粒径分布、级配、体积、表面积进行相关分析,推导出了一种骨料比表面积计算方法。结合白鹤滩水电站旱谷地料场人工骨料,计算了不同级配粒径成品料的比表面积。结果表明:80～150,40～80,20～40,5～20 mm级配成品料比表面积分别为22.57,30.75,60.44,150.06,计算值与实测值较为吻合;骨料粒径对骨料分形维数和比表面积都有较大的影响,级配骨料越细,其比表面积越大,两者呈幂函数相关;计算结果与软件处理结果误差为10%左右,说明利用分形理论可准确计算人工骨料的比表面积。 

【文章来源】：人民长江. 2020,51(04)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

成品料粒径分布曲线

骨料平均粒径与分形维数关系

从图3中可以看出:骨料粒径越细,其比表面积越大,两者成幂函数相关。通过分形维数公式计算,80～150 mm级配成品料比表面积为22.57;40～80 mm级配成品料比表面积为30.75;20～40 mm级配成品料比表面积为60.44;5～20 mm级配成品料比表面积为150.06。计算结果显示骨料比表面积受级配骨料粒径影响较大。将通过分形公式计算得出的比表面积和软件处理计算出的比表面积进行比较。发现两者趋势基本一致,但计算结果存在一定偏差。相对误差基本在10%左右,但5～20 mm级配成品料的计算结果误差较大,接近18%。误差存在是由于计算模型的误差和以及软件处理的误差。在计算中假定骨料的表面光滑,且为球形。理论上这些假定会使计算结果偏小,但是在实际计算结果基本都比软件测量偏大,说明计算模型还存在一些误差。

【参考文献】：
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本文编号：3432832