CT在岩土实验中的数值分析

本文利用ＣＴ对岩石、土壤、水体多种成分的冻结过程进行了实验研究。阐述了Ｘ射线与物质的相互作用，ＣＴ检查实验样品的数学原理。对图像的分辨率和伪影进行了讨论，对实验样品的最佳扫描条件进行了分析。为了定量分析岩土ＣＴ图像，以便深人地动态研究在不同实验过程中土样内部组织结构的变化，物质成份的迁移，需要针对扫描样品建立数值方程。通过对各种形状、尺寸、密度和组分的标准样品进行大量的ＣＴ扫描，对理论方程进行了验证。对扫描数据的统计分析说明，ＣＴ值随物质密度增加而线性增加，其斜率与物质成份有关；对于高密度的物质，ＣＴ值随着样品直径的减小而增加。为了以统一的数学模型描述实验样品的ＣＴ值，对理论公式进行调整、建立了半经验数值方程。利用数值方程可以定量分析岩土样品在冻结过程中的水份迁移，冻结澎胀变形；在外力作用下组织结构的变化；在温度变化过程中在冻结层面及未冻水的含量；在自然状态中材料的孔隙度等等工程科学研究中的问题。实验证明，ＣＴ用于岩土及其它材料科研中具有较高的价值。