Micromorphology characterization and reconstruction of sand particles using micro X-ray tomography and spherical harmonics
Micromorphology characterization and reconstruction of sand particles using micro X-ray tomography and spherical harmonics
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使用微 X 射线断层扫描和球谐函数对砂粒进行微形态表征和重建
DOI：
10.1016/j.enggeo.2014.11.009
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发表时间：
2015-01
影响因子：
7.4
通讯作者：
Zhao Budi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhou Bo;Wang Jianfeng;Zhao Budi
由地质作用产生的颗粒微观形态是决定天然砂力学性质的基本特征。基于微X射线计算机断层扫描（μCT）数据，提出了一种利用球谐函数对颗粒微观形貌进行三维表征和重构的数学方法。天然砂颗粒的基本几何性质，体积和表面积，和两个经验的工程指标，球形度和棱角度，是使用球谐分析的调查的主要焦点。通过验证球谐分析对层析成像数据，它被证明是一个强大的技术，用于再现颗粒微观形态的形状不规则性和表面纹理。该方法的精度取决于μCT的分辨率和所用的最大谐波度。最后，通过使用主成分分析的扫描颗粒的球谐描述符，两种不同的沙子组装组成的统计重构颗粒的随机形状，但主要的形态特征成功地产生。该方法将为今后真实的砂土的有效离散元模拟提供参考。
The particle micromorphology created by geological processes is an essential characteristic in determining the mechanical properties of natural sands. Based on micro X-ray computed tomography (μCT) data, we introduce a mathematical procedure using spherical harmonics to characterize and reconstruct the particle micromorphology in three dimensions. The basic geometric properties of natural sand particles, volume and surface area, and two empirical engineering indices, sphericity and angularity, are the main focus of the investigation using spherical harmonic analysis. By validating the spherical harmonic analysis against the tomography data, it is shown to be a robust technique for reproducing particle micromorphology in terms of the shape irregularity and surface texture. The precision of the method depends on the resolution of the μCT and the maximum harmonic degree used. Finally, by using principal component analysis for spherical harmonic descriptors of the scanned particles, two different kinds of sand assemblies consisting of statistically reconstructed particles with random shapes but major morphological features are successfully generated. This approach will be useful for the efficient discrete element modeling of real sands in the future.
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DOI：
10.1201/b10345-5
发表时间：
2010-11
期刊：
Encyclopedia of Autism Spectrum Disorders
影响因子：
--
作者：
Kim-Anh Lê Cao;Z. Welham
通讯作者：
Kim-Anh Lê Cao;Z. Welham
影响因子：
5.2
作者：
M. Taylor;E. Garboczi;S. Erdoğan;D. Fowler
通讯作者：
M. Taylor;E. Garboczi;S. Erdoğan;D. Fowler
影响因子：
5.8
作者：
E. Bowman;K. Soga;W. Drummond
通讯作者：
E. Bowman;K. Soga;W. Drummond
影响因子：
5.2
作者：
K. Iwashita;M. Oda
通讯作者：
K. Iwashita;M. Oda
DOI：
10.1680/geot.1995.45.1.159
发表时间：
1995-03
期刊：
International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts
影响因子：
--
作者：
L. Vallejo
通讯作者：
L. Vallejo