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周博、汪華斌原創性研究成果在國際巖土工程頂級期刊Géotechnique在線發表

發布者:黃勁松         發布時間:2017-05-18 09:13         瀏覽次數:
   5月17日,巖土工程領域國際頂級期刊Géotechnique在線發表了我院青年教師周博和汪華斌教授關于砂土顆粒形態的三維重構和多尺度表征的最新研究成果,論文題目為“ Three-dimensional sphericity, roundness and fractal dimension of sand particles”。 華中科技大學為該文第一作者和通訊作者單位,周博講師為第一作者,周博和汪華斌教授為共同通訊作者,第二作者王劍鋒副教授來自香港城市大學建筑與土木工程系。
   該團隊通過對近海石英砂和風化花崗巖殘積砂進行高精度的X射線CT掃描和圖像處理獲得兩類砂土顆粒的三維形態信息,采用球諧函數序列實現砂土顆粒三維形態的數學表達和準確重構?;谇蛑C函數重構的三維形態,提出了實用性的方法來計算砂粒的三維球度、三維圓度和三維分形維度,從而實現砂土顆粒三維形態特征的多尺度表征和量化。此研究結果得到了Géotechnique知名審稿人的高度評價:“ This paper is a very welcome contribution to the field of morphological analysis of geomaterials. I would be very happy to see the work published.”。Géotechnique創刊于1948年,是世界首屈一指的巖土工程領域期刊,發表巖土工程理論與實驗方面最高質量的研究成果和學術論文,該刊兩年影響因子為2.0,五年影響因子為2.5。


Volume visualization of μCT images, voxel-based surface reconstruction and SH-based reconstruction of a typical LBS particle and a typical HDG particle
   近些年,隨著高精度工業CT技術和計算機數值模擬技術在巖土工程中的發展和應用,從細觀尺度上觀察和研究巖土介質材料的物理力學行為成為該領域的前沿研究課題。細觀尺度上砂土顆粒的形態特征一直被認為是影響砂土在低應力狀態下力學特性的主要因素,其三維重構和定量表征則是量化這種形態效應的先決條件,同時也是砂性類介質材料本構模型和數值模擬研究的重要內容,進而有效地揭示多尺度砂土材料變形與破壞基本規律。因此,砂土顆粒形態的相關研究已成為近年來巖土工程領域的熱點和難點之一。汪華斌教授團隊,特別是青年教師周博近年來一直從事該課題的相關研究,致力于砂土顆粒三維形態的高精度CT掃描、圖像分析、數學表達、三維形態參數的定量表征、新型數值模擬方法以及三維打印技術的應用和研究,取得了豐富的研究成果,先后在地質和巖土領域的國際權威期刊如Engineering Geology, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics等發表原創性的研究成果。本項研究工作也先后獲得一項國家自然科學青年基金和兩項國家自然科學面上基金以及科技部“ 十二五”支撐計劃重點項目的資助。文章鏈接如下:http://www.icevirtuallibrary.com/doi/abs/10.1680/jgeot.16.P.207
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