半无限空间中圆形孔洞周围SH波的散射

建立了求解在含有圆形孔洞的弹性半空间中SH波散射与圆形孔洞附近动应力集中问题的解析方法。利用SH波散射的对称性和多极坐标的方法，构造了一个可以预先满足半空间自由表面上应力自由边界条件的圆形孔洞对SH波散射的波函数。利用这一波函数，则可将该问题转化成对一个圆形孔洞散射的求解问题。该问题的解答最终又可归结为对一组无究代数方程组的求解问题，并可利用截断有限项的方法对其进行计算，最后给出了有关圆形也洞附近动应力集中问题的算例和数值结果，并讨论了波数与圆孔至自由边界距离变化对动应力集中的影响。     

SH波对无限介质土中衬砌结构的动应力集中

运用复变函数法和保角映射法对无限介质土中的衬砌结构进行分析.通过引入两个势函数将弹性介质的控制方程解耦成两个Helmholtz方程.利用所得势函数的通解,得到无限土介质和衬砌结构的位移和应力的表达式,利用无限介质与衬砌结构之间的连续性条件和衬砌结构内边界上的边界条件,可确定波函数展开式中的末知系数,并给出动应力集中系数的数值结果.     

为什么1999年台湾集集地震的同震滑移在破裂平面上表现为向西北方向增大？

1999年集集地震使台湾中西部褶皱逆冲带内的车笼铺逆序逆断层（简称CTF断层）发生了破裂。该破裂的一个重要特征为：计算出的滑移量自车笼铺断层的底部至近地表，沿板块自南东向北西会聚方向，呈现由小到大接近线性增加的趋势。根据长周期和地震周期两个不同时间尺度上应力和位移的研究结果，对同震滑移分布规律的成因给出了一个新的解释模式。在最近的0．5百万年内，造山带前缘的聚合速率被前锋带3条主要的逆断层——彰化断层（简称Ch．F断层）、车笼铺断层和双塘断层（简称Sh．F断层）——来调节。根据先前已发表的平衡地质剖面研究成果，我们估算了彰化断层和车笼铺断层分布调节5％～30％、30％～50％造山带前缘长周期的滑移量。上述长期聚合速率的差异以及震间和震后位移模拟结果表明，车笼铺断层与震间应力载荷方向斜交和彰化断层、车笼铺断层深部递增的无震蠕变，这两个因素共同影响着同震滑移独特的线性分布特征。许多早期对滑移量分布特征及其成因的解释主要考虑到了物质属性、软弱层的滑动作用、场地效应、断层几何学以及地震波动力学等因素的影响。至于各因素对滑移量分布特征的影响程度仍不太清楚。考虑到车笼铺断层倾角的影响，采用了应力集中区的动力学模型来解释同震滑移的总体分布特征。值得一提的是，最近的研究表明集集地震前应力在空间上的不均匀分布可能对同震滑移的分布起到重要的作用。地震活动性分析结果表明，历史大地震不能够解释应力分布的不均。根据我们的研究方法，认为Oglesby和Day（2001）提出的车笼铺断层北面存在一高应力集中区，反映了因车笼铺断层斜交引起的震间耦合在纬向上的变化规律。     

剪切带型金矿中金沉淀的力化学过程与成矿机理探讨

剪切带型金矿是一种重要的金矿床类型,有关该类型金矿的成因问题已开展了大量研究,但对于剪切带中金的沉淀析出机制和成矿过程仍存在较大争议,对于赋矿部位的构造属性与矿床关系的研究尚显薄弱。对此笔者整理分析了近年来国内外有关剪切带型金矿的研究进展,并结合我国胶东金矿的研究实例,运用断层阀和力化学理论分析发现,无论是脆性还是韧性剪切带,无论是脉型还是蚀变岩型金矿,其成矿的关键部位均与构造应力集中而导致的脆性破裂(特别是R、T、R’破裂的产生)和碎裂作用以及(多期)岩体侵位密切相关,并且脆性破裂所导致的压力骤降从而引发流体闪蒸的力化学过程可能是造成金沉淀析出成矿的有效机制,其中多期岩体侵位所提供的流体是成矿的物质基础。此外,从国内外实例可以看出,剪切带中的脆性破裂不仅发生于脆性或脆韧性构造域,也可以发生在较深层次的韧性构造域中,尽管韧性域中产生脆性破裂的原因还不十分清楚,但这可能是韧性剪切带成矿的关键机制之一。最后,综合岩体、流体、剪切带三者对成矿的耦合作用,文中提出剪切带型金矿的成矿机理为:(多期)岩体侵位-热液活动-构造剪切-应力集中-脆性破裂(碎裂)产生-压力骤降-流体闪蒸-元素(金)析出,如此循环往复方可形成大型剪切带型金矿。     

裂纹端部的力学研究

本文计算并讨论了忽视旋转的传统理论所不能给出的裂纹端部场与场源的相互作用，首先利用弹性力学方法计算了共线裂纹组端部的应力场及位移场，然后应用旋转理论给出共线裂纹组端部的扭转力通解，对单裂纹和双裂纹情形做了重点讨论．     

不均匀地基应力集中与地基计算

受浅埋岩层影响，土质地基易产生应力集中。一方面，应力集中程度过大易使地基发生强度破坏，另一方面，应力集中促使厚度偏薄地段产生较大的沉降，从而使整个地基的变形趋向协调。笔者根据多年的工作实践，以叶戈罗夫（К.К.ЕГоров) 关于应力集中理论为基础，以工程为实例，分析了不均匀地基中应力集中程度与基础宽度，压缩层厚度的关系，计算了应力集中对地基强度与变形的影响，提出了在不均匀地基的计算过程中不宜应力集中问题。     

地震构造活动的模拟试验

本在活动构造考察及研究的基础上，采用先进的精密仪器仪表，在模拟试验中自控制监测构造活动情况，深入研究地震前后的断裂运行特征及其与地震的关系，这对圈定地震危险区和判定可能发生强震的破裂段，为国民经济建设提供可靠的依据，对逐步实现地震预报，最大限度地减轻地震灾害，均具有重要实际的意义     

连拱隧道施工对洞口仰坡影响的三维数值分析

以江西某高速公路一浅埋偏压连拱隧道为例,采用Marc有限元程序对其出口段进行了动态施工的三维数值模拟。从施工过程中的应力集中、塑性区的分布形态和发展规律、仰坡轴向地表位移的分布特征等方面,系统研究了偏压连拱隧道施工对强风化岩体洞口仰坡的影响作用机制。结果表明:在模拟施工过程中塑性区和应力集中区只出现在洞体附近,可能的仰坡失稳往往是隧道施工失稳的累进性响应;洞口仰坡的轴向水平位移前缘大、后缘小,垂直位移后缘大、前缘小;隧道上方和近山脊一侧仰坡位移比近山谷一侧大,仰坡失稳往往从隧道上方和埋深较大一侧开始。     

基于LS-DYNA的贯通式潜孔锤反循环钻头强度的优化分析

通体花键式贯通式潜孔锤反循环钻头在实际施工中尾部较易损坏,影响反循环钻头的使用寿命。为提高反循环钻头的使用寿命,对反循环钻头尾部结构进行了优化设计,并采用非线性动力学仿真软件LS-DYNA对改进前后的反循环钻头进行了仿真分析。分析结果表明：由于在冲锤的高频冲击作用下,反循环钻头尾部易出现较大的局部应力集中,导致钻头体出现疲劳破坏;通过对钻头尾部结构设计优化后,与通体花键式反循环钻头相比,新结构钻头在无泄风槽情况下,应力集中值减小44%,在有泄风槽的情况下,应力集中值减小19%。数值模拟分析表明,优化后能大幅度提高钻头寿命。     

红山煤矿石门揭突出煤层综合防突技术

煤矿井下石门揭煤诱发的煤与瓦斯突出是一种十分复杂的矿井地质动力灾害,严重威胁着煤矿安全高效生产。选取辽宁红山煤矿为工程背景,运用FLAC3D模拟分析矿井南翼瓦斯突出危险区石门揭12煤过程中围岩力学响应特征,揭示石门揭煤突出机理,提出瓦斯预抽措施配以改进金属骨架的综合防突技术方案。研究结果表明:石门揭12煤期间,工作面超前支承压力随石门掘进动态前移,距煤层6 m范围内,工作面前方围岩掘进扰动强烈,煤体出现明显应力集中现象,垂直应力为15~19 MPa,已超过煤体强度。同时,石门工作面围岩变形量急剧增大,顶板下沉位移为15~92.22 cm,煤体弹性变形能积聚;工作面围岩塑性区范围也迅速扩展,在石门中线垂直剖面上的面积为10~50 m2,裂纹贯通形成碎煤射流通道。综合模拟结果可知,石门揭12煤过程中煤体承载较高集中应力和瓦斯压力,且储存大量弹性变形能,极易诱发突出。基于此,在传统瓦斯预抽防突措施的基础上,对现有金属骨架防突技术进行改进,使其同时具备瓦斯预抽、煤体固化和超前支护的综合防突作用,并通过现场应用取得了良好效果,为类似条件石门揭煤防突研究提供重要借鉴和参考。