不规则柱状节理岩体力学特性模型试验研究

结合Voronoi图随机模拟和3D打印技术制备不规则柱状节理网络模型，采用白水泥浆类岩石相似模型材料浇筑模型并拆模，然后分别采用白乳胶和502胶水作为黏结剂黏结柱体得到两组不规则柱状节理岩体试件，通过对其进行室内单轴压缩试验研究不规则柱状节理岩体强度特性和破坏模式。试验结果表明：不规则柱状节理岩体试件单轴抗压强度随柱体倾角的变化曲线呈现近似“J”型，表现出显著各向异性特征；不规则柱状节理岩体试件典型破坏模式包括沿柱状节理面的劈裂破坏、沿柱状节理面的剪切破坏和沿柱体的压裂破坏等3种，其部分破坏形态有异于规则柱状节理岩体试件。同时，通过与采用净水泥浆作为黏结剂的柱状节理岩体试验结果进行比较，结果表明：采用白乳胶和502胶水作为黏结剂时柱体间黏结强度更低，能够较好反映柱状节理面的弱化效应，试件力学响应与真实柱状节理岩体更为一致。     

机绘节理等密图的数据自动处理

按节理的极射赤平投影原理投影节理。求出节理的百分比值,选出特征百分比点。再据节理百分比值计算出基圆圆周上的百分比值为整值的百分比点,与特征百分比点一起形成点信息文件。并以此方法编写BASIC程序,处理节理的实测产状得到随机文件(点信息文件)。再运用已有的三角网法绘制等值线的程序处理该随机文件,在“APPLE—Ⅱ”微型计算机上实现了自动绘制节理等密图。     

计算机绘制节理等密图的原理与方法

介绍了节理在施密特网上的表示方法,以及极点的统计、计算方法;讨论了采用矩形网格法绘制节理等密图以及对等密图填充的算法;基于等密图圆形外边界和网格法矩形外边界之间的拓扑关系,以白色充填覆盖的方法解决了外边界问题;采用VC#开发了节理等密图程序.     

恢复沉积构造原始产状的优化程序

优化程序是根据原生节理研究的空间转换部分设计的.用该程序与以往发表的程序计算结果相同,但前者在内存和计算速度均较后者优越,尤其该程序可同时给出绘图程序,使该法更为完善和便于普及.文中还举例分析了龙王山古火山机构的喷发沉积环境.     

利用Surfer绘图软件绘制平剖图及平剖图数字化

本文利用Surfer绘图软件在画线和数字化功能的基础上,通过程序数据换算,绘制平剖图;又可将平剖图数字化通过程序数据换算,得到绘平面等值线图X、Y、Z三维数据,从而开发拓展了Surfer绘图软件功能。     

面向构造分析的赤平投影的计算机实现与应用

地壳中的矿产分布受一定的地质构造控制,正确认识区域构造与矿床构造特征,有助于对矿产资源进行科学预测与评价。在地质构造分析中,赤平投影是经常使用的分析方法,能定量计算节理的优势方位,直观、形象地展示节理的几何形态。运用构造分析理论,系统介绍通过吴氏网绘制节理赤平投影弧、通过施氏网计算节理优势方位的方法。使用C++语言实现了绘制赤平投影的程序,运用该程序处理胶西北多个金矿床的地质体产状数据,计算得到的优势方位走向符合实际区域地质构造。与Dips软件的处理结果进行比较,优势方位的误差在±2°以内,符合实际精度需求,验证了程序的正确性和实用性。     

基于三维形貌的岩石节理抗剪强度计算模型

JRC-JCS模型在岩土工程领域被广泛应用，但也存在一定缺陷：其一，粗糙度系数JRC的二维性不能综合表征节理表面形貌的各向异性；其二，抗压强度系数JCS不能全面反映材料属性对节理剪切力学行为的影响。借助三维激光扫描和3D打印技术，浇筑具有自然节理形貌的人工节理试样，对其进行常法向应力下的剪切试验。将试验结果和理论推导相结合，建立了含有三维形貌参数和抗拉强度参数的抗剪强度模型。通过室内试验以及模型对比，分析了法向应力和三维形貌特征对岩石节理的抗剪强度以及剪胀角的影响。结果表明：节理剪切是以张拉为主导的破坏模式，而不是单纯的压缩破坏。不同的三维形貌特征会得到不同的初始剪胀角。随着法向应力的增大，峰值剪胀角减小，通过研究剪胀效应中峰值剪胀角的变化规律，可用于计算岩石节理的抗剪强度。     

合肥地区上更新统黏土中节理的几何学特征与构造意义

城市大规模工程建设揭露了蕴含在土层中的丰富变形信息,调查发现合肥地区上更新统黏土中发育有数量众多的节理,节理成组产出,呈现不同交切、配套关系。通过对大量的调查数据进行统计分析,并绘制各调查点的节理玫瑰花图,将研究区内节理发育与断层分布逐一对比分析,结果显示合肥地区上更新统黏土中广泛发育的节理产状与场地附近的主要断层产状有关。走向玫瑰花图显示节理优势分布方位与场地附近主要断层走向近似一致;如果场地附近有多条断层交汇,土层中节理有以北西向较为优势的特征。     

节理岩体力学性能不确定性分析方法研究

基于连续介质损伤力学框架,通过损伤张量和有效应力来描述节理岩体的力学性能,自主研发了基于损伤力学模型的有限元程序（CD-FEM）,用于节理岩体等效力学性能研究。同时,采用Karhunen-Loeve（K-L）展开来分解随机输入场,用混沌多项式来表示随机输出场,采用概率配点法生成配点,再由连续损伤有限元分析系统CD-FEM求解确定性方程组,最终得到输出域的统计数据,从而提出了一种将随机分析与基于连续损伤力学模型的数值分析方法解耦进行节理岩体不确定性力学行为分析的方法。利用该方法,对一典型节理岩体在加载条件下的力学行为进行不确定性分析,并与蒙特卡罗方法进行对比,结果表明,所提方法的计算量大大减少,极大地提高了节理岩体力学性能不确定性分析的效率,可应用于对节理岩体在不同载荷条件下的不确定性进行分析。     

节理岩体等效损伤流变模型初步研究

对节理岩体等效损伤流变模型进行了初步研究,假设岩石为各向同性体各向同性损伤,节理面的法向和切向损伤不同,分别建立了岩石和节理面流变损伤演变函数。假设材料无损,计算应力采用有效应力,推导了节理岩体等效损伤流变模型有限元计算公式,编制了相应的有限元程序。算例分析表明,采用的节理岩体等效损伤流变模型是可行的,可较好地反映节理岩体的损伤演变过程。     

极射赤平投影中的数学方法

本文提供了严格依据赤平投影原理并利用空间解析几何知识推导出的公式计算方法，可以写出已知产状的线或面的赤平投影方程，也能计算两线所共的面，两面的交线，线或面之间的夹角以及它们的平分线或平分面，可以进行真倾斜和视倾斜的换算，倾斜和侧伏的换算；模拟线面绕轴的旋转以及恢复节理的原始产状；最后阐述用计算机进行节理统计和绘制极点等密图的原理。所用的向量表示方法直观表达了相关构造要素之间的空间关系，可用于计算机辅助教学，也能用于生产实践，精度可达0.01°。     

铀矿地质成果数据2000国家大地坐标系转换方法研究

通过对铀矿项目地质成果数据中的空间数据进行分析,把数量庞大的数据分为单点空间数据和图形空间数据两类。在EXCEL软件平台下,使用VBA编写空间数据平面四参数程序,实现四参数模型计算和所有单点坐标的2000国家坐标批量转换。又由于90%的铀矿地质成果图采用MapGIS格式,故采用EXCEL结合VBA在MapGIS二次开发平台上编写程序,实现对MapGIS格式图件的2000国家坐标系的批量转换。选择鄂尔多斯市巴音青格利铀矿地质普查项目进行空间数据2000国家大地坐标的转换,并对结果进行精度分析。结果表明:此方法在生产中精度可靠且容易操作,可以快速准确地完成铀矿地质资料空间数据的2000国家坐标系转换,值得在其他铀矿勘查地区推广。     

滑脱断层曲率在金矿成矿规律研究中的应用

滑脱断层在金矿成矿过程中是一个重要的控矿因素。根据陕甘川邻接区的金矿分布位置与滑脱断层的关系，得出陕甘川邻接区中滑脱断层曲率大于4的密集区是金矿分布的远景位置。探讨了滑脱断层曲率与矿床分布的规律且分析了断层曲率的数学计算方法，并编制了自动追踪断层求曲率的软件，将它应用于陕甘川邻接区金矿预测中并获得成功。     

用距离交会算法进行测点坐标改正

在野外数据采集过程中,时常会遇到由控制点数据错误产生测点位置错误问题。总结分析了可能出现的多种情况,归纳出了错误的类型。并且提出了采用距离交会算法对测点坐标进行改正的新方法,导出坐标数据改正的数学模型,总结出了用一种数学模型解决控制点坐标有误、无控制点坐标等多种错误类型的测点坐标改正方法及其注意事项。并用VC 编写了相应的程序工具,经实验数据验证了它的可行性和正确性。该方法的提出和应用,可提高外业测绘工作的效率,具有较高的实际应用价值。     

三维图视任意交互剪裁技术

本文应用了面表、环表、顶点表表链数据结构描述了三维空间立体图形，讨论了二维屏幕坐标转换立体空间坐标的算法及其关键技术，解决了在三维背景图上任意交互剪裁的三维图视显示技术。并在ＳＵＮ工作站上以图形用户界面（ｍｏｔｉｆ）软件为平台，实现了程序软件系统设计     

Structural data extraction from stereographic or equal area projections using image processing

Structural orientation data from the field are commonly represented on stereographic or equal area projections, and the raw data are usually not accessible to other workers for integration into larger datasets or comparative study. We have developed a technique for retrieving raw planar structural data from the above projection types using image analysis techniques. The principle involves two steps: (i) conversion of the foliation pole plots in the image into Cartesian coordinates, and (ii) inversion of the data soobtained into a geographic reference frame. The process involves either scanning of the target projection, or cropping of the projection figure from a pdf file using image processing software, followed by tracing of the data points and generation of an image file that can be subsequently input into a MATLAB supported program, “StrucExtract”. The results from the program are displayed in the form of dips and dip directions. The program has been tested with synthetic and natural examples, and may be invaluable for retrieval of structural data from older structural literature.     

钻井岩心定向或岩石露头定向样品的古地磁数据处理程序

本程序适用的范围很广,包括钻井岩心采样,岩石露头采样.坐标系则包括样品坐标,层面坐标与地理坐标.处理内容则包括逐步退磁结果数据表;退磁曲线;正交矢量图,赤平极射投影及其放大图.     

用OpenGL绘制物化探数据等值线

在Visual C 6．0环境下调用OpenGL库用网格法绘制标准物化探数据等值线，以图示形式给出数据集的二维和三维方式的等值线图，并给出相应的数字高程模型图，方便用户分析和理解数值分布情况。用线性内差法计算所有网格边上的等值点，横边上的等值点到前一个最近网格点的距离存放在二维数组X中，纵边上的等值点到下一个最近网格点的距离存放在二维数组Y中。调用自编的搜索函数在网格边上搜索等值线的线头，用追踪函数对这个线头所在线上的点进行追踪，并把追踪到的等值点的坐标按顺序存放在二维数组DW中，用OpenGL中绘制Bezier曲线的方法分段连接DW数组中的等值点，并按颜色从红到蓝递变的顺序在屏幕上绘制等值线。     

高斯-克吕格投影坐标转换成地理坐标的一种方法

在地质勘探现场工作中经常会遇到地理坐标和投影坐标转换的问题。本文通过对地理坐标和投影坐标原理的简要分析,根据高斯一克吕格投影平面下投影坐标转换成地理坐标的高斯反算公式,分析算法原理、设计算法流程,编制程序,并用MAPGIS软件进行比对分析,发现该程序能较好、有效地满足实际应用需求。     

基于VBA实现设计点位编号和坐标提取

针对实际生产需要,探讨利用计算机实现化探设计点位坐标提取和填写样品编号,重点介绍用VBA编程填写样品编号。这里还介绍了VBA语言及主要函数功能、程序流程及主要程序编码。通过实际应用表明,该程序流程合理、过程简单、运行速度快,有效改善了野外生产的精度及效率。