密排卵砾石粗糙剖面分形特征的试验研究

摘要

山区河流床面结构卵砾石粗糙剖面特征对水流泥沙运动规律具有重要影响,为克服传统方法描述粗糙剖面总体特征存在缺陷的问题,本文将分形几何理论引入密排非均匀卵砾石粗糙剖面特征研究,以床面激光扫描试验资料为基础,探讨了分形尺度区宽度与中值粒径d50的关系,分析了粗糙剖面分形特征的各向异性,研究了分形维数频率分布及其与颗粒组成的关系,获得了分形维数随剖面高程统计参数的变化规律.结果表明:粗糙剖面分形尺度区宽度与床面颗粒的中值粒径d50有关,上临界尺度可取为d50;粗糙剖面分形特征具有不同程度的各向异性,中值粒径相同时,级配组成越宽,各向异性指数总体越大;分形维数频率分布具有双峰特征,中值粒径越小,颗粒组成越均匀,双峰分布越明显;分形维数随床面高程极差、标准差和峰度的增大而增大,随偏度的增大而减小.