一种基于分形维数的组合材料接触面粗糙度确定方法技术

本发明专利技术公布了一种基于分形维数的组合材料接触面粗糙度确定方法，包括如下步骤：首先借助三维激光扫描对接触面的表面形态进行确定，得到粗糙面的三维扫描影像和点云数据；然后将三维激光扫描试验得到的数据点导入Winsurf中生成接触面的粗糙表面形态；随后采用分形维数对组合材料接触面粗糙度进行量化，并利用改进的立方体覆盖法对分形维数进行计算；利用Matlab软件对其计算方法进行程序化处理，获得分形维数的计算程序；最后将数据点导入编写的计算程序中，得出接触面的分形维数，即接触面的粗糙度。该粗糙度确定方法不受组合材料种类和接触面形态的限制，还能高精度量化粗糙度，在工程中便于测定和应用。在工程中便于测定和应用。在工程中便于测定和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分形维数的组合材料接触面粗糙度确定方法


[0001]本专利技术涉及一种采矿工程中组合材料随机形态接触面粗糙度的确定方法。

技术介绍

[0002]矿山废料胶结充填是实现矿业绿色低碳开发的重要技术途径，而充填体与矿山岩石之间的接触面粗糙度是影响充填体胶结性能的重要因素之一。因此实现不同材料之间接触面的粗糙度的定量表征对评估充填体胶结性能具有重要意义。
[0003]现有接触面粗糙度表示方法大多数都是针对规则形态的接触面，主要有最大峰谷距法、灌砂法及改进的灌砂法、相对粗糙度法、定性分析方法等，而随机形态接触面的粗糙度表示方法尚未完善。由于采矿工程中爆破后的岩石表面多为不规则的随机形态，导致这些确定方法在实际工程中难以实现准确评估。因此亟需一种随机形态接触面的粗糙度的确定方法。
[0004]岩体结构面通常是是粗糙起伏凸凹不平的，其起伏变化特征千变万化，但是其分布具有分形特征。分形理论在研究复杂物体上具有显著优势。因此，可采用分形维数对岩石节理面与充填体表面之间的接触面粗糙度进行定量表征。目前对于计算分形维数的方法主要有三角形棱柱表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分形维数的组合材料接触面粗糙度确定方法，其特征在于，包括如下步骤：a.借助三维激光扫描对组合材料接触面的表面形态进行扫描，得到接触面的三维扫描影像和点云数据；b.将三维激光扫描试验得到的数据点导入Winsurf软件中生成接触面的粗糙表面形态；c.采用分形维数对接触面粗糙度进行量化，并利用改进的立方体覆盖法计算分形维数；利用Matlab软件对分形维数的计算过程进行程序化处理，获得分形维数的计算程序；d.将通过三维激光扫描和Winsurf软件得到的接触面数据点导入编写的计算程序中，得到接触面的分形维数，即接触面粗糙度。2.根据权利要求1所述的一种基于分形维数的组合材料接触面粗糙度确定方法，其特征在于，步骤a中，通过三维激光扫描获得任意接触面的三维影像和点云数据；三维激光扫描仪选用大尺度三维激光扫描仪器，其精度为0.1mm，量程为300mm，扫描的材料大小为150mm
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150mm(长
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宽)的长方体；三维激光扫描试验对材料的测量间距为δ，δ的取值范围在10
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4m～10
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1m的数量级上，其最大取值为9mm。3.根据权利要求1所述的一种基于分形维数的组合材料接触面粗糙度确定方法，其特征在于，步骤b中将得到的数据点导入Winsurf软件中生成接触面的粗糙表面形态。4.根据权利要求1所述的一种基于分形维数的组合材料接触面粗糙度确定方法，其特征在于，步骤c采用改进的立方体覆盖法对粗糙表面分形维数进行估算，操作步骤如下：(1)在平面XOY上建立正方形网格，网格中每格的尺寸与三维激光扫描试验的测量间距相同，均为δ；为了在计算分形维数时使接触面表现出分形特征，δ的取值范围在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志红，郭晏辰，郭利杰，李佳成，刘光生，彭啸鹏，
申请(专利权)人：矿冶科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：