冲击荷载作用下岩石破坏机理预测

将岩石看作由彼此之间有内摩擦的颗粒团组成。利用力学模型分析了在冲击荷载作用下岩石破坏过程,阐述了岩石破坏后的力学行为。认为冲击荷载区域的变形近似为一维变形状态。冲击荷载作用在岩石中产生的应力波可以看作类似于冲击波的短波,在波阵面附近的某个狭窄区域内将发生参数的急剧变化。根据岩石介质中粒子运动速度的强弱应力状态发生由弹性状态向内摩擦状态的转变,最终达到流体力学状态。     

深埋隧洞卸荷过程中围岩应力变形的时间效应

深埋圆形隧洞围岩的应力应变状态是深地下工程设计的重要参考依据。针对岩体内部的缺陷引起的应力集中和松弛,建立了局部附加应力与缺陷尺度和卸载时间之间的联系,得到圆形隧洞在卸载时围岩破坏前遵循的一系列方程,进而推导出围岩变形的解析积分表达式。将围岩应力应变的时间效应分为卸载阶段和应力松弛阶段,通过逐步逼近法分别求解了围岩的应力和变形的近似解析表达式。该近似解析式考虑了岩体内部缺陷处应力集中的影响和卸载的时间效应,可用来考察不同半径处缺陷应力集中和卸载快慢对应力变形状态的影响。计算表明,围岩内部在卸载过程中和卸载完成后均存在局部附加拉应力集中,围岩变形在卸载完成后仍会进一步增加。     

地下爆炸地震效应的评价标准探讨

在对地下爆炸地表震动特性进行分析的基础上,对地下爆炸地震效应的评价标准进行了分析与探讨,通过解析的方法,建立了地下爆炸地表运动计算模型和震动反应谱。计算结果表明：地下爆炸地表运动存在两组波群,在评价波对于建筑物的作用时应当考虑到第2波群中粒子运动的周期比第1波群的粒子运动周期长1.5～2.0倍;地面建筑物的响应取决于建筑物的固有频率、阻尼和地震的频率、振幅;对于小当量一次性爆破,震动频率高而震动时间短,可以忽略地表震动频率对结构的影响;但是对于大当量爆炸地震安全问题,不应当忽略频率的影响;对于双层建筑物,第2层结构的不稳定运动有大振幅的特点。     

爆炸波在准饱和砂土中的传播规律

在文献[1]所建立的饱和砂土动力分析模型的基础上,将该模型编制成分析模块并与通用岩土分析软件FLAC接口。模拟分析饱和砂土在爆炸压缩波荷载作用下波的传播特性,分别考虑了准饱和砂土各组分含量等因素对饱和砂土中波传播的影响。数值模拟结果表明,准饱和土中含有的少量气体对爆炸压缩波传播以及饱和砂土动力特性具有重要影响。     

城市地下管线共享平台建设模式探讨

针对地下管线信息孤立建设、分散管理的现状,提出了省、市、县三级地下管线信息共享建设的设计模式,深入分析了不同级别的地下管线信息管理和应用的需求,设计了省、市、县三级地下管线共享平台的建设框架,对地下管线信息集成管理、共享应用具有一定的指导意义。     

爆炸作用下岩石破裂块度分布特点及其物理机理

就岩石在爆炸载作用下破坏块度分布的物理机理进行了分析。从分析可以看出,岩石破坏块度的对数正态分布与材料的多重破坏有关。在封闭爆炸情况下这种分布描述爆心附近岩石破坏块度的分布,此处材料处于静水压力状态,应变率很高,材料的破坏为多重破坏。而Rosin-Rammler分布主要描述离爆心较远处岩石破坏的块度分布,此处岩石的破坏主要是由环向拉力引起的径向裂纹所致,以单重破坏为主。     

减震装置提高防护门抗力的理论分析

在端部采用减震装置可提高防护门的抗力,而且该减震装置会影响防护门的振动特性和动力响应,因此对其在爆炸载荷作用下的动态响应分析非常重要。本文建立了具有减震装置防护门的计算模型,推导出了结构在爆炸荷载作用下的解析计算式,分析了化爆和核爆荷载作用下减震装置对振动的影响规律。结果表明,由弹性支承和阻尼器组成的减震装置可以明显降低结构的动力系数,从而提高防护门的抗力,但提高的效果与弹性支承的刚度、载荷作用时间的长短以及振动衰减的程度相关。     

岩爆与峰后岩石力学特性

峰后岩石特性是产生岩爆的根本原因;地质力学因素是产生岩爆的外部因素。从地下工程开挖过程中围岩部分的能量释放、集聚、转移入手,揭示了高地应力是产生岩爆的重要外因;岩爆产生的时空特点是在破坏后塑性软化阶段,并从非线性岩石力学理论角度,研究了此阶段岩爆条件。得出以下结论：一是块系结构岩体变形稳定性与块体几何特性、尺度大小,以及破坏后物理性质有关;二是判断岩体是否发生岩爆,可采用： 和 < 判据。     

长应力波对于深部隧道衬砌的作用

应力波与隧道衬砌的相互作用问题为岩石力学的一个十分复杂的问题,到目前为止还没有得到圆满的解决。对于考虑介质与结构弹塑性性质的课题,解析解更难以求得。研究表明长波与深地下硐室的作用问题可以用拟静法解答。本文用拟静法研究了考虑岩体塑性性质时长纵波与地下硐室的相互作用问题。并获得了确定长应力波对于隧道支护作用的解析解。     

关于地质材料内部构造层次的若干模型

材料的内部结构对于材料的宏观行为有显著的影响。同时外部作用也会对于材料的内部结构产生影响，在岩石及岩体的破坏过程中也会形成新的结构，并进而对于材料的宏观行为产生影响。因此在研究地质材料的变形与破坏时必须考虑其内部构造。本文对这方面的某些模型进行了回顾，并对需要研究的问题作一些的展望。