一种基于分形理论的粗粒料缩尺方法技术

本发明专利技术提出一种基于分形理论的粗粒料级配的缩尺方法，适用于水利、土木工程粗粒料的颗粒级配缩尺，可有效减弱粗粒料缩尺效应。自然形成的砂砾料以及经过参数设计生成的爆破堆石料，颗粒级配基本符合Talbot级配曲线，其粒度符合分形分布，具有优良的压实性能。本发明专利技术方法基于分形理论，通过引入级配参数和分形维数，提出了原级配粗粒料在指定最大控制粒径dmax条件下的物理力学条件基本一致的缩尺级配公式。具体步骤为：①计算原级配的分形维数D0；②通过最大控制粒径dmax对应级配料的相对密度试验，确定其临界分形维数Dl；③根据D0与Dl的关系，计算级配参数A；④将级配参数A和D0代入级配公式，即得到缩尺后的目标级配。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种基于分形理论的粗粒料缩尺方法，其特征在于具体步骤如下：(1)具有分形特性粗粒料的确定：以原级配粗粒料级配曲线为依据，选取级配曲线上的代表性点Z（di,pi），其中：di为筛孔直径，pi为原级配小于某筛孔直径di的质量分数，验证原级配粗粒料是否具有分形特性，若计算相关系数R大于相关系数检验表中对应的值，则粗粒料具有分形特性，确定相关系数R的值；R=Σi=1m(x0i-x‾0)(y0i-y‾0)Σi=1m(x0i-x‾0)2Σi=1m(y0i-y‾0)2;式中：m为样本个数；x‾0=1mΣi=1mx0i;y‾0=1mΣi=1my0i;x0i=lg(di/d0max)；y0i=lgpi/100；pi为原级配小于某筛孔直径di的质量分数，%；d0max为原籍配料最大粒径，单位为mm；(2)具有分形特性原级配粗粒料的分形维数D0的确定；将具有分形特性粗粒料的代表性点Z（di,pi）通过下式，即得到分形维数D0；lg(pi/100)=(3?D0)lg(di/d0max)；（3）确定临界分形维数Dl；通过控制不同级配粗粒料的最大粒径dmax相同，对不同级配粗粒料进行相对密度试验，求得最大和最小干密度，将求得值转换为孔隙率n，得出最大孔隙率或最小孔隙率与分形维数D的关系曲线，该曲线峰值点对应点即临界分形维数Dl;n=1-ρdρs式中，ρd为干密度，g/cm3；ρs为颗粒比重，g/cm3；n为孔隙率；（4）缩尺标准的确定：将原级配粗粒料的分形维数D0与临界分形维数Dl进行比较，根据分形维数D0与临界分形维数Dl的关系，计算级配参数A的值；A=0,D0≤DlP5k-100(5d′max)3-D01-(5d′max)3-D0,D0>Dl;式中，d′max为缩尺料最大粒径，单位为mm；P5k为缩尺时控制的细粒含量，以使缩尺级配料物理力学性质与原级配保持一致，其最大值不超过P5l，即P5l=100(5d′max)3-Dl;（5）缩尺级配确定：根据级配参数A和分形维数D0的值，即得到缩尺后的目标级配p“i；p′i=A+(100-A)(did′max)3-D0....

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晟，武利强，魏匡民，鲁传银，邓石德，冯树荣，叶发明，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：