实时观测煤岩破裂：CT图像分形描述揭示压缩过程

本文主要探讨了"煤岩破裂过程CT图像的分形描述"这一主题，发表于2012年的《北京理工大学学报》第32卷第12期。作者刘京红、姜耀东、赵毅鑫和祝捷来自中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室以及力学与建筑工程学院，他们采用先进的工业CT检测系统，对中国煤矿的煤岩单轴压缩破坏过程进行了详细的实时观测。分形理论在此研究中发挥了关键作用，通过分析CT扫描图像，研究人员得以量化煤岩试样的裂纹损伤扩展破裂过程中的分形维数。 研究结果显示，CT图像的计盒维数随应力的增加呈现出与煤岩单轴压缩试件应力-应变曲线相一致的趋势，这表明分形维数可以作为衡量煤岩破坏程度的一个有效指标。具体来说，他们发现半型高斯函数能够很好地捕捉和描述煤岩在单轴压缩荷载作用下，分形维数随荷载变化的规律。这种发现对于理解煤岩的力学行为和预测其稳定性具有重要意义，因为它揭示了复杂断裂过程中的自相似性特征。 关键词包括"煤岩", "破裂过程", "CT图像", "分形维数", 和 "高斯函数"，这强调了论文的核心研究内容和方法。论文被归类在中国科学分类号TU457下，文献标志码为A，文章编号为1001-0645(2012)12-1219-04，表明该研究在煤岩工程领域的学术价值和重要性。 这项研究提供了一种新颖的方法来通过CT图像分析煤岩破裂过程的微观特征，这对于提高煤矿开采的安全性和效率具有实际应用价值。同时，它也深化了我们对岩石力学行为的理解，为后续的理论研究和实践操作提供了科学依据。