基于复数傅里叶分析的岩土颗粒细观特征识别与随机重构方法

摘要：

岩土细观特征的识别与分析是岩土力学研究的重要内容.基于傅里叶变换原理,将任意岩土颗粒的二维轮廓变换为傅里叶描述符与相位进行分析,建立了基于复数傅里叶分析的细观特征表征与重构方法.通过两组不同颗粒的傅里叶细观特征统计,研究了不同阶傅里叶描述符与细观特征参量的对应关系.结果表明:-12～0及16～20阶对应的傅里叶描述符决定颗粒的形状;-23～-11及1～15阶对应的傅里叶描述符与颗粒粗糙度密切联系;傅里叶描述符曲线峰值与颗粒的粒径显著线性相关;高阶傅里叶系数与阶数近似呈对数线性关系,低阶系数则由不同颗粒形状决定.采用建立的傅里叶描述符对应关系进行颗粒相似重构研究,发现重构颗粒的外轮廓及傅里叶统计参量与实际颗粒十分接近,且反映颗粒的粗糙度、纹理等细部特征,其成果可用于大量岩土颗粒与力学特性的相关性研究.

关键词：岩土颗粒、细观特征、复数傅里叶分析、随机重构

所属期刊栏目：37

分类号：TV16(水利工程基础科学)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划No.2015CB057903;国家自然科学基金No.51679071,No.51309089;江苏省基础研究计划自然科学基金No.BK20130846.The work was supported by the National Program on Key Basic Research Project of China 973 Program2015CB057903,the National Natural Science Foundation of China 51679071,51309089 and the Natural Science Foundation of Jiangsu Province BK20130846.

在线出版日期：2016-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2780-2786