隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展,粉煤灰的年排放量及累積堆存量日益增加,其對環(huán)境造成的影響日益受到人們的重視,綜合利用粉煤灰變得刻不容緩。近年來,在我國高速公路建設中,粉煤灰的綜合利用日益增多。粉煤灰路基的壓實度及穩(wěn)定性與粉煤灰自身的滲透率密切相關。而國內外對于粉煤灰滲透率的研究,大都局限在試驗階段。因此,如何合理有效地評價粉煤灰的滲透性很有意義。本文運用數(shù)字圖像處理技術,結合分形理論,對粉煤灰的滲透率進行了系統(tǒng)研究,得到了基于分形理論的粉煤灰滲透率計算公式。 
    本文首先綜合論述了多孔介質微觀孔隙結構的研究方法以及有關粉煤灰滲透率的試驗研究方法。在此基礎上,運用數(shù)字圖像處理技術,利用粉煤灰孔隙與顆粒具有不同的灰度值的原理,通過閥值分割的方法將粉煤灰孔隙從顆粒背景中提取出來作為研究對象,并獲得粉煤灰的孔隙結構相關參數(shù)(如孔隙數(shù)量、孔隙當量圓直徑、孔隙圓度、孔隙面積等),然后結合分形理論,提出了粉煤灰孔隙半徑分布分形模型,并求得粉煤灰孔隙半徑分布分形維數(shù),最后分析研究了不同干密度下粉煤灰孔隙半徑分布分形維數(shù)的區(qū)別。 
根據(jù)修正的Hagen-Poiseulle方程,結合線性滲流方程—達西定律,建立了基于分形理論的粉煤灰滲透率理論計算公式,并由此公式計算了不同干密度下粉煤灰的滲透率。最后對粉煤灰滲透率分形理論計算公式中的相關參數(shù),如區(qū)間 ? 和區(qū)間??的孔隙半徑分布分維數(shù)D1、D2,孔隙迂曲分形維數(shù)DT,最大孔隙直徑λmax以及拐點孔隙直徑λg進行參數(shù)分析,研究各個參數(shù)對粉煤灰滲透率的影響情況。 
    通過室內變水頭試驗得到了不同干密度情況下的粉煤灰試樣的滲透系數(shù),然后通過滲透系數(shù)與滲透率的轉化關系得到了不同干密度情況下粉煤灰試樣滲透率的試驗值,最后將其與不同干密度情況下粉煤灰滲透率的分形理論值相比較,驗證基于分形理論的粉煤灰滲透率計算公式的準確性,并對煤灰滲透率的分形理論值與試驗值產生差別的原因進行闡述。
     關鍵詞：粉煤灰孔隙結構  滲透率  數(shù)字圖像處理技術  分形理論  變水頭滲透試驗