0I:10133745ism001-06x200L04.00亚 第23卷第4期 北京科技大学学报 Vol.23 No.4 2001年8月 Journal of University of Science and Technology Beljing Aug.2001 松散岩体的分形特征 李长洪 北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083 摘要构造了松散岩体的块体颗粒分形模型，用分形理论研究了松散岩体的块体颗粒分 维、孔隙分维、孔隙度及它们之间的关系，得到相应的计算公式该模型得到了工程实例的验证 关键词 松散岩体：分形理论：分维 分类号 TU4513:TD231.1 岩土工程在我国乃至世界得到了迅猛的发 1松散岩体分形模型构造 展，与此同时岩土工程事故及自然地质灾害也 频繁发生，例如，河流是坝渗透溃决、交通隧道 将1个边长为L的正六面体作为初始元. 塌方、资源开采引起的地面沉陷、山体滑坡和泥 生成元就是将正六面体进行27等分，去掉体心 石流等.作为岩体加固技术之一的注浆技术被 和各棱中间的13个小立方体，剩下的只有14个 广泛地应用于岩土工程之中.但由于岩土介质 小立方体（即N,=14,S,=L3),见图1所示.将 构造的复杂性和多变性以及浆液自身性质的复 上述操作重复下去直至无穷，使剩下的小立方 杂性等"，致使注浆理论研究落后于工程应用. 体边长S不断减小，数目逐渐增多，最后，由立方 由于浆液在多孔松散岩体中的渗透扩散流动规 体的集合形成门杰Menger))海绵体. 律和浆液胶结充填区域的加固体强度和变形特 为了模拟松散岩体的块体颗粒和孔隙度， 征等都与松散岩体块度的几何形状、空间分布、 可以将其看作是越来越小的岩块不断粘结在 孔隙度等有密切的关系.因此，应用分形理论来 较大的块体上.将上述海绵体模型构造中剩下 研究松散岩体的碎块几何形状、空间分布特征 的小立方体看作是松散岩体的孔隙，而去掉 和孔隙度是十分合理的.对松散岩体的注浆 的小立方体看作是构成松散岩体的骨架，由 加固工程设计、注浆工艺和工程应用研究有重 此形成的空间结构体模型称为松散岩体的分形 大的理论指导意义 模型. 图1松散岩体分形模型构造图 Fig.1 Structure pattern of fractured rock mass's fractal model 收稿日期20010302李长祺男，38岁，刚教授，博士 *国家自然科学基金资助课题No.50074002)DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2001．04．002