岩体变形和破坏的结构效应

许多学者早已发现岩体的变形和破坏与试件尺寸有关,即随着试件尺寸增大,其变形模量变小,破坏强度降低。这种现象称为尺寸效应。 近来研究表明,所谓尺寸效应实际上是岩体结构效应和试验技术条件的反映。     

二滩坝址岩心裂饼现象及其断裂破坏机制

岩心裂饼是钻探过程中特有的岩石力学现象。1958年哈斯特首先报道过岩心裂饼现象,且发现岩饼的厚度与其直径的比值随初始应力的增加而减少,其后,库克则利用钻孔岩心饼化的程度评价岩体中的初始应力状态。     

排列洞室方向对岩体破坏机制和强度影响的试验研究

大型地下工程根据工程需要,由大小洞室组合成洞室群体构成。如何布置洞室群直接涉及洞室和洞室群体的稳定性、工程造价、处理措施等。为了探讨工程结构岩体稳定性的影响,我们组织了这项洞室群排列方向对工程岩体稳定性影响的室内岩体力学模型实验研究。     

排列洞室方向对岩体破坏机制和强度影响的试验研究

正 大型地下工程根据工程需要,由大小洞室组合成洞室群体构成。如何布置洞室群直接涉及洞室和洞室群体的稳定性、工程造价、处理措施等。为了探讨工程结构岩体稳定性的影响,我们组织了这项洞室群排列方向对工程岩体稳定性影响的室内岩体力学模型实验研究。     

青藏高原的形成和演化机制

青藏高原是地球上最高大和最雄伟的年青隆起区。对于它的形成和演化机制,一直是国内外地质和地球物理学者注意的问题之一。 近十年来,人们认为青藏高原的形成是由于相距千里之遥的印度板块向北漂移并与欧亚板块碰撞的结果。然而,根据作者对喀喇昆仑和喜马拉雅等地的野外考察及其深部地球物理资料的研究,提出青藏高原原来是一个统一的前震旦纪陆壳区,后经震旦纪以来多次的拉开和挤压碰撞而形成的新观点。这种拉开和挤压的运动方式,是深部鳗隆和慢拗的分异作用引起的。     

从昭通地震破坏实例看山区地震地面破坏特点

1974年5月11日3时25分,东经104度,北纬28.2度我国云南省昭通境内发生M=7.1地震。宏观震中为大关县以北,木杆公社钟(杜)家坪附近。震中烈度为IX度。震区为拔海2000米的滇东北高原地区,地面经受强烈切刻,山高坡陡,尤其震区西部,地形尤显陡峻。地形的坡度一般均在30°以上,主要河流的坡降平均为2.53%。该区地质情况比较复杂。地层分布主要为二迭纪阳新统灰岩,峨眉山玄武岩,三迭纪飞仙关砂页岩等等。     

加载速度对岩样全部变形特征的影响

利用编制的计算平面应变压缩岩样轴向、侧向、体积应变及泊松比的FISH函数,采用FLAC模拟了加载速度对剪切带图案及岩样全部变形特征的影响。在峰前及峰后,本构模型分别取为线弹性及莫尔-库仑剪破坏与拉破坏复合的应变软化模型。加载速度较低及适中时,岩样发生单剪切破坏,剪切带倾角及宽度不受加载速度影响,应力-轴向应变曲线及应力与侧向应变曲线软化段的斜率不依赖于加载速度;高加载速度使岩样发生X型剪切破坏,两种曲线软化段较平缓;在相同的轴向应变时,高加载速度使剪切带长度降低。随着加载速度的增加,岩样失稳破坏的前兆越来越明显,当加载速度较高时,前兆反而不明显,这是由于应力存在较大的波动,导致不正确地估计了应力峰值所对应的轴向应变。在应变软化阶段,高加载速度使侧向应变与轴向应变曲线、泊松比与轴向应变曲线及体积应变与轴向应变曲线变平缓,也使体积应变与轴向应变曲线的峰值及对应的轴向应变增加。     

表生环境汞的迁移和富集机制

层控矿床是国际矿床学界近十余年来讨论最热烈的问题之一。我国层控矿床十分发育,其中汞矿也具有典型的层控特征。这些矿床的成因研究目前正受重视,传统的成因观点也被怀疑。近几年,人们普遍认为中国多数汞矿应属“沉积-地下水热液”或“沉积改造”成因。但是,对于这种矿床成因观点的一些具体问题,例如在成矿的第一阶段中,元素的表生迁移搬运、元素的初步沉积富集或使这些元表生富集到形成矿床的机制等,直到目前,研究仍然甚少。本文的目的在于通过探讨,深化对汞矿成因的认识。     

攀西裂谷的力学成因机制和模型实验

裂谷是在引张力作用下产生的,并根据裂谷切割深度确定其类型。据世界上多数裂谷资料证实,它们均切穿了岩石圈。当然,也有切割不深的裂谷(只切穿沉积盖层)。从断块学说观点看来,裂谷的形成是受断裂体系控制的,以地幔上涌为动力,具全球规模,延伸数百至数千公里的狭长断陷带。     

强震地面破坏效应及其形成的地质条件

强震作用下地面的变形和破坏是一个广泛的震后效应。它直接危及广大人民群众的生命财产和工程设施的安全。工业和民用的厂房、军工设施、地下建筑、铁路、公路、桥涵、农田水利设施和水工建筑物、海底通讯设备等等,在强震作用下由于地面变形而破坏的,比比皆是。强烈的地震,常常因为地面的强震效应使地震的灾害大大地加剧。例如,1960年智利地震(M=8.5)主要的震害是由于山崩和滑坡引起的,最大的滑坡体达3000万立方米。     

根据岩石应力-应变曲线组分析岩石变形破坏的数值方法

在研究岩石变形破坏时,现在采取的弹塑性分析,多是根据岩石在不同的应力状态下的典型破坏现象,提出强度理论(破坏准则),进而在导出岩石的本构关系基础上进行分析计算的。一般说来,岩石在不同应力状态下,基本破坏形式可分下面三类:(1)脆性拉伸破坏,(2)剪切破坏,(3)塑性流动破坏。这三种破坏类型,基本上可以归结为流动和断裂(拉断和剪断)两种破坏形式。     

岩石在动载作用下的破坏与强度

研究岩石的动载性能,在凿岩爆破上有重要意义。分段式霍布金生杆已应用于研究岩石对波动载荷的效应。作者使用改型的霍布金生杆法对岩石试件在动载下的破坏强度作了试验研究。冲击试验台配合微处理机作高速数据显示与处理,借助应力波在弹性杆中的一维理论对数据进行解释。测定了多种岩石静载与动载的强度,并对岩石试件尺寸及加载速率的影响也作了试验。     

沉积环境对煤系岩石强度的影响

分析了平顶山矿区煤系中形成于不同沉积环境的64组岩石样品的沉积特征和强度,结果表明,岩体的强度与沉积环境有着密切的成因联系。岩体强度的变化主要受控于岩性、沉积环境中能量的高低、水动力条件的变化幅度和生物发育程度4项因素。     

水-岩化学作用对岩体变形破坏力学效应研究进展

水—岩化学作用对岩体变形破坏力学效应的研究涉及力学和化学两方面,也即为地球化学与岩体力学两个研究领域的交叉。针对水化学作用对岩体力学性质的影响机理,较系统地总结了该研究领域中的现状和研究新进展,分析了其研究方法,指出了今后的研究方向和主要研究内容,并认为此方面的研究将在工程地质学中占重要地位。     

灌溉作用下浅表层黄土滑坡变形破坏机理实验研究

为有效减少泾阳地区大面积灌溉活动诱发黄土滑坡对社会和经济带来的巨大损失,开展灌溉型滑坡室内实验研究,研究坡度在灌溉条件下对黄土滑坡变形破坏过程影响,具有重大的现实意义。本次实验设计了可用于坡顶和坡面的灌溉装置,同时进行了45°斜坡和60°斜坡的两组室内灌溉模型实验,且每组斜坡内埋设体积含水率传感器、基质吸力传感器和孔隙水压力传感器三种传感器记录其内部变化。通过对两组实验过程及结果进行对比分析,进而得出灌溉条件下浅表层黄土滑坡的变形破坏规律,总结出该类滑坡的破坏模式及其诱发机理。实验结果表明,实验前期随着体积含水率不断增大,基质吸力逐渐减小至基本稳定,土体强度随之减小;实验后期上部土体饱和,斜坡产生的变形和土体排水不畅产生了超孔隙水压力,有效应力随之减小,土体强度减小至最小,导致滑坡产生。同时,坡度越大,滑坡越易发生,滑面深度和滑动距离越小。     

竖井变形破坏机理与对策研究

在竖井变形破坏工程调查基础上，从徐淮地区地质背景和工程动力特性出发，论述了人类工程活动与地质环境相互作用的关系；提出了该地区竖井非采动变形破坏的区域性、滞后性和层控性三大特点。根据竖井破坏形态、时、空展布特征和动力学过程，并依据不同特征提出了徐淮地区竖井变形破坏“三因素综合破坏”观点，即地质体薄弱部位、负摩擦力和水平荷载的综合作用。还进行了竖井变形破坏动力学过程的物理模拟实验和三维线弹性、弹塑性数值模拟分析，对矿区初始地应力场和竖井与围土（岩）二次应力场，即地层失水沉降作用下，或水平地应力作用下，或失水沉降与水平地应力及重力共同作用下，研究土体浅部和深部变形时土岩与井壁的相互作用，揭示了徐淮地区竖井变形破坏的机理。另外，在系统科学理论指导下，结合徐州张小楼千米竖井工程实例，从六个方面开展了竖井变形破坏规律及对策研究，为防治竖井失稳提出了可靠的途径。     

地堑形成的力学机制

地堑是受地壳断裂体系控制的狭长断陷带,其空间分布常常按一定的规律排列组合而成为地堑系或地堑带。近年来地球物理与地质相结合的研究表明,地球不仅沿垂向分成若干壳层,而且这些壳层沿横向还划分为若干块体,它们的成分、力学性质和厚度等都不尽然一样。因此,地球无论从整体或局部来看,都不能认为它是均一的。