作为一种典型的地质材料，岩土介质(岩石和土)具有结构性且十分复杂，对其宏观物理力学特性影响显著, 呈现出明显的尺寸效应。
然而，对岩土介质复杂结构特征进行精确的数学描述与表征进而研究对其宏观物理力学行为的影响、揭示对宏观物理力学行为起控制作用的内禀机制往往十分困难。
因此，目前多采用经典连续介质力学理论, 忽略岩土介质内部复杂孔、裂隙结构等缺陷, 以点单元为基础进行理想化处理将其视为密实的宏观连续介质加以分析，而实际岩土体为断续/多孔介质, 不同于金属材料，此时评价连续介质力学理论与方法适用性的基本概念：代表性体积单元(RVE)和表征单元体(REV)的存在性及其确定就成为上述问题研究的关键, 也是岩土力学与工程领域的一个基本科学问题。
9月3日，矿大周国庆教授团队在《中国科学：科学技术》首发论文《岩土孔隙率表征单元体及其分形近似判据》，研究从复合材料微细观力学、岩土力学与工程领域分别分析了代表性体积单元(RVE)和表征单元体(REV)的异同, 以后者为主要研究对象给出岩土介质REV研究的三层次分类。
泡沫混凝土试样REV三维数字模型及孔隙/骨架体素数据示意图
进一步以第三层次分类中的孔隙率、孔隙大小及分布分形维数为约束, 引入分形几何理论描述岩土介质复杂孔隙结构, 通过理论公式推演及与已有文献研究结果对比， 提出了一种孔隙大小分布满足分形幂律特征条件下岩土介质孔隙率表征单元体(P-REV)尺度确定的近似判据, 即岩土介质选择其内部最大孔隙孔径5倍的立方体单元即可作为微细观尺度孔隙结构(孔隙率)研究的REV。
后续通过低阶概率函数等统计分析方法进行了验证，结果表明， 以该近似判据确定的砂岩、泡沫混凝土等岩土试样P-REV与其他方法确定的结果基本吻合。可以给出具有代表性意义的统计结果，并在表征精度与计算效率之间提供合理的平衡点。
