周期荷载下盐岩的疲劳变形及损伤特性研究

利用RMT－150C型岩石力学多功能试验机,进行了盐岩单轴循环荷载作用下的疲劳试验,研究了盐岩的疲劳强度、变形及损伤特性。试验结果表明,当上限应力大于“门槛值”时,盐岩疲劳破坏时的轴向应变可以分为初始变形、等速变形和加速变形3个阶段,呈疏－密－疏的发展过程。改变上限应力和平均应力会显著影响疲劳的进程,提高上限应力值和平均应力值,初始轴向变形和循环轴向变形的比率都会提高,疲劳破坏时的总循环次数显著减小。盐岩疲劳破坏终点的变形量同样受静态轴向应力-应变全过程曲线的控制,控制误差范围在10%左右。循环荷载作用下,盐岩的变形模量经历了一个先逐渐增加,后缓慢降低,最后加速减小的过程。对循环荷载作用下盐岩疲劳损伤演化规律进行了初步探讨     

考虑累积损伤效应的围岩变形特性研究

隧道爆破开挖诱发的动力扰动作用范围往往远大于其开挖进尺,同一部位围岩受到循环爆破开挖的多次扰动普遍存在累积损伤。对乌东德水电站左岸导流洞爆破开挖过程中的爆破振动和围岩变形监测进行了监测和数值分析,基于累积损伤理论,通过引入损伤判据及损伤变量,考虑计算中产生的不同程度的损伤区域的岩体参数劣化,并将劣化后的参数引入相应损伤单元进行后续开挖爆破数值模拟计算,从而对岩体爆破开挖累积损伤效应进行模拟。通过比较乌东德水电站导流洞的实测数据以及数值模拟计算结果发现,考虑累积损伤的计算结果无论是爆破振动速度还是围岩变形均更接近于实测值。对爆破开挖的分析模拟中应考虑围岩的多次循环爆破累积损伤效应。     

描述循环荷载作用下黏土累积变形的改进模型

软土地基在长期循环荷载作用下的变形特性十分重要,经验模型是动荷载引起的土体变形预测的实用方法,虽拟合方法众多,仍存在一定的局限性。根据典型结构性黏土的动力变形的曲线形态演化规律,通过引入指数型函数(1)Na?-与指数双曲线函数/(1)m mb N(10)c N的叠加融合,提出了一种能更好描述在循环荷载作用下黏土累积变形的改进模型,该模型既适用于具有应变极限值的"稳定型"应变曲线,也能拟合不同应力水平下的"破坏型"应变曲线。不仅如此,该改进模型对呈脆性破坏特征的强结构性黏土变形特性表征也具有明显的优越性,对于不同结构性土体与应力水平下土体的动力变形响应性状均能较好描述,具有很好的普适性。改进模型可近似计算土体的临界动应力,针对动荷载下的结构性黏土破坏突然且破坏前的轴向应变较小,认为宜用应变-振次曲线拐点对应的应变值来确定相应土体应变破坏标准。     

岩石疲劳损伤模型的参数估计方法研究

岩石是一种非均质的复杂地质材料,其疲劳损伤演化具有明显的3阶段发展规律。倒S型非线性疲劳累积损伤模型可以很好地描述这一规律。应用倒S型模型开展损伤计算和疲劳寿命分析的先决条件是确定出不同应力水平下的模型参数,而运用Levenberg-Marquardt法进行倒S型曲线拟合的结果表明,不用任何优化方法而随意选取参数初始值时迭代收敛到最优解的概率很低。因此,提出运用有限组合法估算初始值,即在参数可行域中均匀布点,以这些点为起始点分别实施一次Levenberg-Marquardt优化计算,取残差平方和最小的一组参数作为第2次Levenberg-Marquardt拟合计算的初始值。试验结果表明,以有限组合法估算参数初始值,Levenberg-Marquardt迭代计算总能收敛到最优解。     

右江地区新生代断裂活动及构造变形机制的物理模拟分析

右江地区北西向断裂起源于晚古生代右江盆地内发育的同沉积断裂，这些断裂近等间距平行分布，新生代以来发生了多期次左旋走滑活动，进而导致了右江地区整体发生简单剪切变形。利用三维沙箱模型展开了物理模拟实验，对新生代右江地区的变形机制进行了分析。实验结果表明，早期在红河断裂的左旋剪切错动和印支地块的顺时针旋转联合作用下，右江地区北西向断裂复活，并发生明显的左旋走滑活动；随后川滇地块发生东南向的挤出运动，对右江地区产生侧向挤压，导致了右江地区北西向断裂新一轮的快速左旋走滑活动，同时还导致了右江地区西部的地壳压缩增厚。实验证实新生代右江地区的简单剪切变形以及北西向断裂的走滑活动是印支地块和川滇地块挤出运动共同作用的结果，同时也是印度-欧亚板块碰撞产生的连锁反应之一。      

喀喇昆仑断裂的变形特征及构造演化

喀喇昆仑断裂的变形特征、形成时代、构造演化以及它的构造意义一直存在着争议。在喀喇昆仑断裂东南段阿伊拉日居山地区,沿断裂出露具右旋剪切应变的糜棱岩和糜棱岩化片麻岩-花岗岩,显微构造研究表明其存在高温右旋剪切变形特征,并伴随淡色同构造花岗岩的产生,同构造结晶锆石所记录的U-Pb同位素年龄,暗示了喀喇昆仑断裂的形成时代在23-25Ma以前,其连续变形作用持续到-12Ma,之后伴随阿伊拉日居山的快速隆升以及噶尔盆地开始形成。综合分析表明喀喇昆仑断裂生长过程可能是由南东向北西扩展的过程,是印度板块与欧亚大陆持续碰撞的结果。断裂的累积位移量至少为280km,其长期平均滑移速率约为11mm／a。通过块体间运动学分析,表明在-23-25Ma以后青藏高原物质以约16．2mmn/a的速率向-N108°方向挤出。     

天津地区地壳物性界面的计算及深部构造特征

利用天津地区重力及航磁资料,对不同深度上密度界面、磁化率等进行了反演计算。结果显示,本地区平均深度约6.5 km的密度界面与新生代底部的起伏基本一致。由此认为本区新生代以来地壳发育过程比较连续且稳定,西南部地区曾经有较明显的火成岩活动。结合该地区航磁异常的分层计算与对比,认为本地区的地壳结构受渤海湾裂谷盆地的对“倾牌组式构造”所控制,该地区西北部存在有北东向展布的深大断裂,其深部延展与本区大部分已确认的断裂深部延展方向基本一致且朝向东南。其活动性值得重视。     

小波断裂分析处理磁异常推断构造效果浅析 ——以安徽全椒隆兴地区为例

本文运用小波断裂分析对研究区1:10000高精度磁法数据进行处理,较好地指示勘查区构造情况.采用二维小波断裂分析研究区磁异常,选择合适的尺度因子,获得水平细节磁异常、垂直细节磁异常和对角细节磁异常,磁异常边界对勘查区构造走向特性反映效果良好.根据对角细节磁异常,推测了研究区构造位置.因研究区已知的铅锌重晶石矿脉多见于构造附近,所以运用小波断裂分析推断构造对研究区找矿具重要意义.     

郯庐断裂南段主断裂韧性剪切带形成历时时限的探索

为求得此前未曾测得过的郯庐断裂韧性构造事件的过程时间 ,选定居于安徽省肥东县桴槎山隶属郯庐断裂南段主断裂韧性剪切带糜棱岩为研究对象。运用显微构造物理化学方法 ,首先测算形成糜棱岩的差异流动应力 ,以进行应变速率 ( ε)的求算 ;然后 ,用等浓度线法和晶胞参数法分别测算糜棱岩化过程中岩石体积应变量 (fV) ;再根据公式t =-lnfV/ ε ,计算出糜棱岩化过程时间 (t)。结果得出该糜棱岩带的形成时限为几十万年 (0 19～ 0 94Ma)的时间跨度 ,不同方法测定时限的精度差值在半个量级左右。     

初论构造应力-应变系统的复杂性

地球内部构造应力主要集中于岩石圈上层。通过岩石变形的微观机制与宏观表现的研究 ,可以看出 :构造应力应变作用绝不仅仅是一种简单的、线性的力学过程 ,而是多圈层相互作用、受多种物理和化学因素控制的、非线性作用过程。地球构造应力场在不可逆演化过程中是一种具有某种阵发式变化的复杂系统。