砂性土渗流的分形特征研究

杨靖¹，汪吉林¹

(1.中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏,徐州,221008)

摘要:针对砂性土颗粒结构的复杂性和不规则性,从颗粒级配和达西定律出发,基于分形几何理论,通过颗粒分析和渗透试验,建立了砂性土颗粒级配分形维数与不均匀系数的关系,从而揭示了级配分形维数的物理意义;通过线性回归,进一步探讨了级配分形维数与渗透系数之间的相关关系.研究发现:级配越好,不均匀系数越大,分维越小,渗透系数也越小.结果表明,级配分形维数是刻画砂性土的颗粒组成及其级配特征的有效参数,直观定量地描述了土的渗透性能,从而为多孔介质以及断层破碎带等裂隙介质的渗透性研究提供了一种较好的研究思路.

关键词:砂性土; 分维; 颗粒级配; 渗透系数; 多孔介质; sandy soil; fractal dimension; grain composition; permeability coefficient; porous medium;

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