静水压力艇下圆拱正对称失稳临界力的求解

按Ｒｉｔｚ法求得铰支和固支受水压力作用时,具有高精度的正对称失稳临界力的第３次近似值。在圆拱临界力的求解中,还可同时导得圆不以不同波数失稳的临界力的精确值。     

静水压力作用下圆拱正对称失稳临界力的求解

按Ｒｉｔｚ法求得铰支和固支圆拱受静水压力作用时,具有高精度的正对称失稳临界力的第３次近似值。在圆拱临界力的求解中,还可同时导得圆环以不同波数失稳的临界力的精确值。     

前陆背景下的两种正断裂现象及其相互作用模式

许多前陆盆地同时存在着下部的裂陷正断裂和上部的造山期的挠曲正断裂。作用在均质不分层和非均质分层板块中的挠曲正断裂具有不同的外观形态和形变的空间协调机制，前者断面陡直、贯穿深远；后者则呈坡坪式形态。裂陷正断裂和挠曲正断裂具有3种相互作用方式、差异甚殊的断裂总体形态和中性面分布位置不同的应力体制。Ⅰ类，挠曲正断裂局限在陆缘期或坳陷期层序中；Ⅱ类，裂陷期正断裂断至断陷期层序，且以裂陷正断裂为基础而存在，二者构成完整而独特的断裂组合；Ⅲ类，挠曲正断裂亦断穿至断陷期层序，但和裂陷正断裂并不存在直接关系。这三类关系对孔隙—裂缝网络体具有不同的影响，并和应力体制一道，对流体尤其是烃类的作用过程有差异很大的影响。地层在跨越同生正断裂和挠曲正断裂时所发生的厚度的变化，起因于二者在物源方向上的完全不同。     

滑面正应力近似方法对三维极限平衡法解的影响

采用楔形体与椭球滑面算例,研究了三维极限平衡法中滑面正应力近似方法对其计算结果的影响。使用线性插值近似滑面修正应力时,插值节点和网格数目的改变未对安全系数造成明显影响,但明显改变了修正应力的计算结果,网格交界处的修正应力易出现突变。采用移动最小二乘近似滑面修正应力后,安全系数基本不变,并且相对于线性插值,能在求解更少未知量的情况下获得更有规律的修正应力分布。算例表明,在采用线性插值和移动最小二乘近似计算滑面修正应力的情况下,安全系数基本不随滑面正应力的改变而变化,这与二维极限平衡法的相关研究结论基本相同,显示三维极限平衡法满足了平衡条件和合理性条件。     

边坡滑面正应力构成及分布模式选择

通过假定滑面的正应力分布来计算边坡安全系数,这是近年来极限平衡理论研究的一个突破,讨论滑面正应力的组成及合理假设模式对获得可靠、可信的安全系数具有重要意义。根据土条的力平衡条件得到滑面正应力是由滑体体积力（含坡面外力）和土条间作用力这两部分所贡献的,通过算例分析了不同条间力假设模式下的滑面正应力及其两个贡献分量的分布。研究表明：滑体体积力（含坡面外力）贡献分量占主导地位,而土条间作用力的贡献分量较小。安全系数对滑面正应力分布不敏感。因此,在滑面正应力分布函数的构造上无需过分追求与真实分布之间的吻合度,可采用以占主导贡献地位的滑体体积力（含坡面外力）贡献分量为核心函数,选用含两个待定参数的修正函数来逼近土条间作用力贡献分量的分布。研究成果规范了滑面正应力的假设模式,具有一定的理论和应用价值。     

压剪应力状态下岩石复合型断裂判据的研究

考虑岩石闭合裂纹壁面间存在的摩擦力对裂纹尖端应力场的影响,应用最大周向应力理论得到压剪复合裂纹的断裂角。在此基础上,依据岩石裂纹尖端双向受力时的破坏特征,结合最大周向应力准则与修正的格里菲斯（Griffith）强度理论,建立了考虑摩擦效应的闭合裂纹失稳扩展的岩石压剪断裂判据。研究结果表明：断裂角受裂纹和荷载方向的夹角、裂纹壁面之间的摩擦系数、侧压力系数的影响;当压剪裂纹的断裂角是某个定值时,纯II型裂纹的断裂韧度与纯I型裂纹的断裂韧度的比值只与岩石裂纹表面的摩擦系数取值有关,而与其他岩石力学参数无关。此研究成果可为压剪应力作用下裂隙岩体的失稳破坏提供参考。     

考虑土体非均质和各向异性的锚索极限抗拔力研究

考虑土体的非均质性与各向异性,结合预应力锚索锚固段土体的破裂形式,利用非线性强度准则,根据极限状态下力的平衡原理,推导出一个可考虑土体非均质性、各向异性与非线性破坏性质等多种因素影响的锚索极限抗拔力计算公式,并通过理论计算,分析土体非均质性、各向异性以及非线性强度系数对锚索极限抗拔力的影响。计算研究表明,土体的非均质性与各向异性对锚索抗拔力的影响显著,随着土体非均质常数的增加,锚索极限抗拔力不断提高,而随着各向异性系数与非线性强度系数的增加,抗拔力则有所下降;当土体非均质常数与各向异性系数提高时,土体破裂范围不断增大,研究结果可为锚索锚固体的设计提供一定参考。     

基于滑动面应力假设下的三维边坡稳定性极限平衡法研究

基于滑动面法向应力的简单计算模式及Mohr-Coulomb强度准则,多个计算参数被使用对滑动面应力进行合理假设,并依据三维滑动体所满足的静力平衡条件,推导三维边坡稳定性极限平衡解答。同时,在三维边坡稳定性分析中,以往研究成果被采用对滑动面剪应力方向进行假定,且基于所采用极限平衡方程数目的不同,由此实现三维边坡极限平衡非严格法、准严格法和严格法。经与经典算例对比,验证了方法的可行性,并分析了三维非对称滑动体时非严格法、准严格法和严格法之间所得结果的差异。研究表明:非严格法所得计算结果偏小,其分析得到的边坡稳定性较为保守;准严格法与严格法计算所得结果接近,故采用不完全满足滑动体所有静力平衡条件的准严格法同样能得到较为可靠的安全系数。此外,所提方法构建了合理的滑动面应力假设,且求解过程简单,无需迭代计算,便于编程,从而利于工程应用。     

细观尺度下岩石沿晶断裂应力强度因子计算研究

大量的细观试验研究发现,岩石破坏主要是裂纹沿着岩石晶体颗粒边界的扩展造成的（沿晶断裂）,裂纹沿弯折晶界的扩展则构成了不同材料边界上翼裂纹的扩展。基于以上细观试验结果,建立奇异单元的有限元模型,通过对节点位移的数值外插法,得到了岩石材料沿晶断裂翼裂纹应力强度因子,并研究了晶粒几何特征和材料非均质性（Dundurs参数）对裂纹扩展的影响。研究表明：在均质情况下,晶粒的几何形状在接近正六边形的情况下最适合裂纹扩展。随着非均质性的增强,各主翼裂纹比和晶粒几何角度所对应的KI值都要较均质模型的结果更高,最大的KI 所对应的晶粒的内角角度也有所增加。综合所有计算结果可以看出,岩石中晶粒的非均质程度越高,越利于岩石破裂。     

正削式隧道门围岩和衬砌应力计算及设计方法研究

对无明显墙式结构的正削式隧道门,现行规范没有现成的设计方法及结构检算模式。采用三维有限元数值分析方法,针对两种在洞口段的不同施工方法（明挖工法和暗挖工法）,对隧道门洞口段的力学特性及设计方法进行了研究。研究结果表明：洞口段长度取42 m进行整体设计比较合理;在洞口28 m范围内的浅埋段,拱顶围岩压力随着埋深的增大而逐渐增加,且暗挖工法产生的围岩压力最大,铁路规范计算结果次之,明挖工法产生的压力最小;采用明挖工法施工时,在纵向上,洞口段42 m范围内衬砌拱顶表现出纵梁弯曲特征,部分仰拱处于弯拉状态,内力呈空间效应,均需要对横、纵向内力进行结构检算;采用暗挖工法施工时,只需进行横向内力检算即可。在成洞条件允许的情况下,建议使用暗挖工法进行隧道洞口段施工,可有效改善隧道洞口段结构受力。     

山东蓬莱近海岸的地应力状态及断层稳定性评价

为查明蓬莱近海岸的地应力状态,开展了2个钻孔（深度小于200m）的水压致裂地应力测量工作,并与长岛附近海域3个钻孔的地应力状态进行了对比,采用回归分析方法,分析了该地区地应力随深度变化的特征,结合最大剪应力与平均主应力之比（μ_m）和侧压力系数（K'）探讨了研究区的断层稳定性。结果表明:蓬莱近海岸和长岛海域的地应力状态基本一致,最大水平主应力方向主要表现为北东东至东西向,这与华北的区域应力场相一致;水平应力的梯度大于环渤海圈的平均地应力梯度;研究区浅部三向主应力相对大小以S_H > S_h > S_v为主,这有利于逆断层的活动;研究区K'值和μ_m值均较高,分布区间分别为:2.76~3.98和0.47~0.59;陆区断层与区域应力方向均以较大角度相交,处于稳定的状态;海域的北西西向和北东向断层与区域应力场的方向夹角较小,如果区域应力持续增强,将有利于走滑断层的活动,这与震源机制以走滑型地震为主相符。研究结果对研究区内断层稳定性的评价和重大工程的设计及施工都具有重要参考意义。      

略论引潮力的交变应力效应及其地球动力学意义

地球在日、月引潮力作用下,产生周期性引潮力与西向引潮力。周期性引潮力所致构造应力达到104Pa左右的量级,属对称循环交变应力,对应于105Pa量级的静态构造应力,对地震等构造过程能起显著的触发作用。西向引潮力所致西向剪应力达到105Pa左右的量级,属脉动循环交变应力,对应于106Pa量级的静态构造应力,对岩石圈、软流圈水平运动有显著的驱动意义,是构造运动基本驱动力之一。     

重大工程选区工程活断裂调查要点及评价刍议

本文从重大工程选区活动断裂中专门划分出"工程活断裂",并重点提出了活动年龄、地震活动和现代活动速率等三大主要确定标准,以及野外调查基本要求,从而对相关工程做出综合评价。      

元谋断裂晚第四纪活动特征及其构造应力分析

利用冲沟、山脊等断错构造地貌的卫星遥感图像解析,结合野外构造地貌观测以及断层露头剖面的研究,详细分析了元谋断裂一平浪-江边段的晚第四纪活动特征。研究结果表明,元谋断裂一平浪-江边段在晚更新世末期-全新世以左旋走滑活动为主,兼有一定正断层分量,其晚第四纪走滑速率大致为 0.45～2.60mm/a,其中一平浪-大龙潭一带,水平滑动速率约2.00mm/a,垂直滑动速率为0.07mm/a;   木莲旧-秧田井一带,水平滑动速率接近0.53mm/a,垂直滑动速率为0.06mm/a;   乐胜古-江边一带,水平滑动速率接近1.42mm/a,垂直滑动速率为0.04mm/a。同时表明,断裂表现出至少两期明显活动的分段性特征：  较早期活动时间大致为 50.87±4.32～53.23±5.89kaB.P.,为一平浪-秧田井段的最新活动时间,且一平浪-江边整段均活动;   在秧田井-江边段,断裂最新活动时间应晚于17.92±1.52kaB.P.。2008年8月30日的攀枝花61级地震的震源机制解也显示出与元谋断裂晚第四纪左旋走滑的活动特征一致。     

大地震前后实测地应力状态变化及其意义——以龙门山断裂带为例

实测地应力状态在连续地震事件前后的变化特征,对于应用地应力实测数据探索开展地震预报等研究有重要意义,但一直以来缺少典型实例研究。以龙门山断裂带西南段的跷碛和映秀地区为研究区,利用该地区汶川地震前至芦山地震后获得的地应力实测数据,分析了表征地应力状态的特征参数在汶川和芦山地震事件前后变化特征,探讨了其对地震预报研究的意义。研究表明,跷碛地区地应力状态特征参数K_HV、K_Hh和μ_m变化表现为芦山地震后值（QQ-14）大于汶川地震前（QQ-99）,QQ-99结果大于汶川地震后值（QQ-09）,而主应力梯度系数变化为QQ-09>QQ-14>QQ-99;分析认为K_HV、K_Hh和μ_m变化规律能准确反映汶川和芦山地震事件前后跷碛地区构造应力场演化特征,而仅用主应力随深度变化梯度系数变化特征,不能完全准确地反映构造应力场调整变化情况;映秀地区,除K_Hh外,主应力随深度变化梯度系数、K_HV和μ_m均表现为汶川地震后结果大于震前,其变化反映的应力场调整变化特征需要补充数据检验;利用地应力状态参数变化规律开展地震预报探索研究时,长期的、可对比的高质量地应力测量数据是研究有所突破的关键。研究成果对于龙门山地区构造应力场和减灾防灾研究有重要意义,对于应用地应力数据探索开展地震预报研究等有参考价值。      

胶东东部米山断裂变形带应力应变分析及其控矿特征研究

米山断裂是一多期变形的断裂。早期以韧性变形为主，后期以脆性变形为主，断裂变形具有准对称性，西盘变形强度大于东盘变形强度，变形强度决定了断裂带的蚀变及矿化特点。蚀变的分带结构与断裂的不同的矿化特征都与断裂的变形有关。因此，米山断裂的成生与发展，对胶东东部的成岩成矿具有重要作用，它控制了燕山早期花岗岩的侵入。韧性变形作用是金矿成矿的必要条件。     

高应力状态下的黄土抗剪强度特性研究

土体抗剪强度包络线在一定的应力范围内可近似看做直线, 一般工程中直剪试验正应力和三轴试验围压常为0～400kPa, 试验可得出以黏聚力c和内摩擦角确定的强度。在黄土地区, 人工和自然边坡可超百米, 坡内应力自低到很高变化范围大, 对该类高边坡需考虑强度参数随应力状态的变化。本文先通过线弹性有限元模拟一黄土高边坡应力场。以潜在滑面上关键点的应力为固结应力进行三轴压缩试验(NCTC)。为了对比分析, 又进行了100kPa、200kPa、300kPa、400kPa围压下的三轴压缩试验(CTC)。结果表明, 考虑黄土高边坡应力状态时, 由总应力莫尔圆得到的强度包络线为曲线, 直线型莫尔-库伦强度准则不适用; 而有效应力莫尔圆的到的强度包络线可为直线, 其有效强度参数高于CTC试验。在-应力空间中, NCTC试验总强度包络线和有效包线均位于CTC试验强度包线之上, 抗剪强度高, 这同固结应力高且为偏压固结有关。     

鸭绿江断裂带的主要特征及其研究意义

鸭绿江断裂带是郯庐断裂带东侧的一个次级断裂,也是辽宁东部规模较大的断裂带,具有多期活动特点,先后经历了晚印支-早燕山期(T3-J1)左行平移韧性剪切活动、中燕山期(J2-3)早期低角度伸展滑脱和晚期挤压逆冲活动、晚燕山期(K1)至末燕山期(K2)左行正走滑活动、末燕山晚期-喜马拉雅早期(N)右行走滑活动等4个阶段.它控制着侏罗纪、白垩纪岩浆岩、沉积盆地和矿产的分布,也控制着白垩纪中酸性、中基性火山岩喷发.该断裂带为切割地壳硅镁层的深断裂.最大左行平移20 km,最大垂直断距4 km.该断裂带两侧地质构造特征可以对比,对其研究具有重要的指导意义.     

断裂带的动力学分析--"利用断层面上擦痕的观察、测量计算主应力轴状态"方法简介

介绍采用计算机程序"利用断层面上擦痕的观察、测量计算主应力轴状态"来求得区域构造古应力场状态,进行动力学分析的有关注意问题;野外如何进行数据的采集和室内如何分析、计算每个点的局部应力场状态.介绍如何从局部分析区域应力场特征及区域应力场演化与构造变形、构造演化的关系及意义.     

利用几何学方法判定东坪金矿区的断层性质及位移量

论述了利用单纯几何关系确定断层性质及位移量（两盘标志层或矿层对位置）的方法,对矿山探矿与采矿工程的布置有重要的现实意义。