岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (1): 349-358.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0182CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0182

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四参数随机生长法参数对多孔介质建模的影响

李明1, 2   

  1. 1.福建理工大学 土木工程学院,福建 福州 350118;2.福建理工大学 地下工程福建省高校重点实验室,福建 福州 350118
  • 收稿日期:2025-02-21 接受日期:2025-05-08 出版日期:2026-01-11 发布日期:2026-01-08
  • 作者简介:李明,男,1988年生,博士,讲师,主要从事地下工程安全评价方面的研究工作。E-mail: lm20080808@126.com
  • 基金资助:
    福建省自然科学基金资助项目(No.2024J08073,No.2024J08213)。

Influence of quartet-parameter structure generation set method parameters on porous media modeling

LI Ming1, 2   

  1. 1.College of Civil Engineering, Fujian University of Technology, Fuzhou, Fujian 350118, China; 2. Key Laboratory of Underground Engineering of Fujian Provincial Universities, Fujian University of Technology, Fuzhou, Fujian 350118,China
  • Received:2025-02-21 Accepted:2025-05-08 Online:2026-01-11 Published:2026-01-08
  • Supported by:
    This work was supported by the Natural Science Foundation of Fujian Province, China (2024J08073, 2024J08213).

摘要: 四参数随机生长(quartet-parameter structure generation set,简称QSGS)法是目前较常用的多孔介质建模算法,多孔介质的分形维数和孔隙自相关距离是评价建模效果的两个重要指标,目前缺乏关于QSGS法建模参数与多孔介质分形维数、孔隙自相关距离间关系的研究。首先,提出了一种生长核分布概率归一化处理方法,在此基础上设计了一套不同网格尺寸N、孔隙率φ 、归一化生长核分布概率 pη 组合下多孔介质建模的数值模拟方案;然后,基于数值模拟结果分析了Dλ 随建模参数Nφ pη 的变化规律,并基于正交试验分析了建模参数的敏感性;最后,构建了建模参数Nφ 、 pη Dλ 的拟合关系。结果显示,建模参数Nφ 、 pη 均有一定程度的影响,且φ 的影响最大, pη 的影响其次,N的影响最小;λ 的最主要影响因素是 pη,其他参数的影响较小。所构建的多元回归拟合模型精度较高,可以用于指导QSGS法的建模。

关键词: 四参数随机生长法, 分形维数, 自相关距离, 多元回归拟合

Abstract: The quartet-parameter structure generation set (QSGS) method is a commonly used modeling algorithm for porous media. The fractal dimension D and pore autocorrelation distance λ  of porous media are important indicators for evaluating modeling effect. There is currently a lack of research on the relationship between the parameters of the QSGS method and the fractal dimension, as well as the pore autocorrelation distance of porous media. A method for normalizing the probability distribution of the cores of growth phase is proposed, and a set of numerical simulation schemes for modeling porous media with different grid sizes N, porosities φ and normalized distribution probability pη  is designed on this basis. Then the variations of D and λ  with the modeling parameters N, φ and pη are analyzed based on the numerical simulation results, and the sensitivity of the modeling parameters is analyzed based on the orthogonal tests. Finally, the fitting relationships between the modeling parameters Nφ 、 pη  and Dλ are established. The results show that the modeling parameters Nφ  and pη all have a certain degree of influence on D, and the degree of influence is φ 、 pη  and N in descending order. The main influencing factor of λ  is pη , and the other parameters have less influence. The constructed multiple regression fitting models have high precision and can be used to guide the modeling of the QSGS method.

Key words: quartet-parameter structure generation set method, fractal dimension, autocorrelation distance, multiple regression fitting

中图分类号: TU 411
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