露天矿排土场岩石粒度分布的分形特性与分维数研究

"露天矿排土场散体岩石粒度分布的分形特征 (2003年)"，作者: 谢学斌，潘长良，来源: 中南大学资源与安全工程学院 本文主要探讨了露天矿排土场散体岩石粒度分布的分形特性，并利用分形几何理论进行了深入研究。分形理论是一种描述自然中具有自相似结构现象的数学工具，其核心概念是分维数，它可以量化描述不规则形状的复杂性。 在排土场的岩石粒度分布中，分维数被发现与排土场的高度有关，且随着排土场高度的增加，分维数也随之增大，但不超过3。这表明在不同高度的排土场中，岩石的粒度分布呈现出不同的分形结构。分维数的增大致使散体中细颗粒的比例增加，平均粒径减小，这意味着更细小的颗粒在总体中占据了更大的比例。 此外，研究还揭示了分形量测尺度与粒级粗细之间的关系。在固定分形量测尺度下，分维数越大，意味着散体中的细颗粒更多，粒径更均匀。反之，如果分维数保持不变，粒级的粗细会随着量测尺度范围的变化而变化，这为理解和预测排土场的粒度特性提供了新的视角。 分维数与散体剪切强度参数之间存在一定的相关性，这对于理解和评估排土场的稳定性至关重要。散体的剪切强度与粒度分布紧密相关，通过分维数可以定量描述岩块粒度的粗细含量，从而为排土场的安全管理和工程设计提供依据。 在实际应用中，分维数可作为统计分析排土场粒度资料的关键参数。通过对排土场岩石粒度分布的分形分析，可以更准确地了解其内部结构，为排土场的优化设计、安全评估和环境保护提供科学的数据支持。 关键词涉及排土场管理、散体岩土力学性质、粒度分布以及分维数计算。这项研究属于自然科学领域，特别是地质工程和矿业工程的范畴，对提升露天矿排土场的管理效率和安全性具有重要意义。 本文通过对露天矿排土场散体岩石粒度分布的分形特性进行深入探讨，强调了分形几何理论在理解和描述这类复杂系统中的应用价值，为相关领域的工程实践提供了理论基础和实用工具。