云南永胜古滑坡堰塞湖沉积物粒度多重分形特征及其指标适用研究

本文以云南永胜县下院滑坡堰塞湖沉积物为研究对象,依据粒度测试结果采用传统粒度指标与分形理论相结合的方式对其沉积环境进行系统化研究,探讨各传统指标在堰塞湖沉积解析中的适用性,探索多重分形理论在沉积学中的应用价值。研究结果表明:①堰塞湖沉积物粒度统计参数明显不同于其他环境下的沉积物,具有河湖相沉积独特的分布曲线形式、分选状态和分形特征。优势粒级在分形计算中起主导地位,全局分形维数与分选系数有着良好的对应关系。不同的分形维数对应着不同的堰塞湖沉积条件,分形维数在堰塞湖粒度解析中有着很好的运用前景;②多重分形结果显示2种不同时期的堰塞湖沉积物均以高聚集度组分为主体,表明粒径分布集中,反映出堰塞湖沉积过程中水动力的稳定性,沉积来源的唯一性,进一步证明了该堰塞湖曾长期存在。细粒组沉积粒径分布范围较窄,分布相对集中,优势粒组多但单个含量低,尾端含量低,内部分异较大;粗粒组分布呈局部集中整体分散的趋势,高聚集度粒组数量少但含量高,低聚集度粒组数量多但单个含量低,呈现中间高,四周低的特点。③多重分形分析表明Δα、Δf在沉积物粒度分析中能够解析粒组内部分布特征,具有传统指标不可替代的作用,D_(0)和D_(1)两者结合可作为沉积环境解析的替代指标,与其他q阶多重分形联合可进一步作为堰塞湖解析指标,而D_(1)/D_(0)和D2则存在一定局限。

全断面隧道施工围岩变形多重分形特征研究

以马尾山隧道工程为依托,根据多重分形理论,采用多重分形维数谱宽度表征围岩变形的不规则程度,采用广义分形维数谱曲线表征围岩变形的均匀程度,采用信息维数与容量维数的比值(D1/D0值)表征变形数据的离散程度,分析了围岩变形的多重分形特征。分析结果显示:隧道拱肩不同测点围岩变形多重分形维数谱曲线均呈非对称抛物线形;同一监测断面不同测点谱宽度差别明显,表明其围岩变形不规则程度不一;相较于测点L1,测点L2的广义分形维数谱曲线更陡,表明该处围岩变形不均匀程度更高;测点L1,L2的D1/D0值接近,表明围岩变形数据离散程度相差不大,测点L4,L5围岩变形数据离散程度明显高于测点L3,L6。分形理论分析结果与现场监测的变形数据一致。