推测火力发电厂地震易损性的计算方法

发电厂的地震易损性研究对于电力系统的震害防御和地震经济损失风险分析工作具有重要意义。本文提出一种推测火力发电厂地震易损性的计算方法。根据美国关于火力发电厂的研究成果和中国变电站地震易损性矩阵,假定在火力发电厂与变电站的震害指数期望值相同时,其分布的离散性也相同的前提下,利用Beta分布函数和对数正态分布的累积函数,计算了火力发电厂在不同地震烈度下的地震易损性矩阵,拟合了基于地震动峰值加速度的火力发电厂地震易损性曲线,确定了基于地震动峰值加速度的火力发电厂地震易损性矩阵。结果表明：该方法计算得到的火力发电厂地震易损性适用于我国以燃煤和天然气作为燃料的火力发电厂。     

南海海盆扩张机制的动力学模拟

南海处于印度-澳大利亚、欧亚和太平洋三大板块汇聚中心,地理位置独特,地质作用复杂,经历了拉张、张裂到海底扩张的演化过程,是水平拉张和地幔上涌共同作用下的被动扩张结构。以南海中央海盆的地质构造为背景建立二维有限元模型,对具有先存薄弱带情况下岩石圈在水平拉张力和上涌力共同作用下的减薄扩张情况进行动力学模拟。计算结果表明:(1)岩石圈在受到拉张作用时,薄弱带和断层的存在会使该区域发生应力集中,优先减薄破坏;(2)岩石圈在单纯的拉张力条件下很难发生破坏,如果同时施加一个较小地幔上涌力反而能引起较大的变形,说明地幔上涌力在海盆扩张中起着重要的作用;(3)由于下地壳的流变性,下地壳比上地壳发生了更大程度的减薄,而且下地壳的流变特性比薄弱带的存在更有助于海盆的扩张。     

岩石破坏过程磁场效应实验研究及其对地震预报的意义

地震前岩石圈存在可观测的磁场前兆异常, 岩石破坏过程的磁场效应规律却鲜有研究.本文设计建立了岩石破坏磁场效应监测实验系统, 测试分析了岩石破坏过程磁场与载荷、声发射、电磁辐射之间的关系, 探讨了岩石破坏磁场产生机制与岩石破坏磁场效应对地震预报的意义.结果表明: 岩石在受载破坏过程能够产生磁场, 磁感应强度与载荷变化存在良好的对应关系.在受载前期, 磁感应强度波动增加, 受载中后期, 磁场强度显著增加; 主破坏发生时, 磁场强度快速增加并达到最大值.磁感应强度与累积声发射计数平均相关系数达到0.825, 呈高度相关, 表明磁场变化能够反映岩石的变形破坏阶段和状态.岩石破坏磁场的产生主要与电性变化有关, 运动电荷或电流的变化产生了磁场.岩石破坏磁场与电磁辐射同属于电磁信号, 磁场是一种极低频、连续、脉冲式的信号, 信号频率一般为0~20 Hz; 电磁辐射是一种瞬态、阵发性的电磁波, 信号频率一般为kHz~MHz.相对于电磁辐射, 磁场前兆异常先出现, 岩石破坏的磁场监测结果对于评估地震的临震预报具有显著的意义.

     

西藏某水电站左岸坝肩边坡地震稳定性分析

地震作用下岩质高边坡的稳定性历来是边坡稳定性研究中的重点,难度比较大。总结了对地震边坡进行工程地质分析的方法,并结合西藏某拟建水电站所在区工程地质条件,对地震作用下该水电站的边坡的稳定性进行工程地质分析;建立数值模型,采用有限差分程序FLAC 3D对地震作用下该边坡的动力稳定性进行分析。由工程地质分析可知,该边坡在地震作用下整体处于稳定状态;拟静力法计算可知,地震对该边坡的稳定性有一定影响;通过地震动力时程分析可知,地震对边坡顶部和坡面附近的影响较大,因而这些地方危险较大;同时还分析了地震波频率、振幅对稳定性的影响以及断层对地震波传播的影响规律。     

岩脉多次侵入条件下斜坡变形破坏模式及稳定性分析

岩质斜坡受到花岗岩脉的多次侵入,坡体结构和岩体结构均有较大的改变,因此斜坡的变形破坏模式和稳定性均有可能发生变化。本文以雅砻江中游楞古水电站坝址区嘎夏帕斜坡为例,对多次花岗岩脉侵入条件下斜坡的变形破坏模式和稳定性进行分析。嘎夏帕斜坡原本为陡倾中薄层砂岩组成的逆向坡,岩体完整性较好,稳定性较高; 由于受到花岗岩脉的多次侵入,坡体变成砂岩和岩脉互层的结构,在岩脉挤压作用下,大部分岩体呈碎裂状,完整性差,坡体的变形模式由弯曲-倾倒式变为挡墙溃决式。中部完整性较好的砂岩成为挡墙,和前部岩脉一起阻止后部大方量碎裂状岩体下滑,但是随着前部脉体的失稳破坏,斜坡有可能发生挡墙溃决式整体滑坡。并通过数值模拟软件3DEC进行了验证,计算结果与定性分析一致。本文的结论可以为此类斜坡的稳定性分析和防治提供理论支持,具有一定的参考价值和实际意义。     

基于重整化群方法的红层软岩损伤破坏逾渗阈值研究

逾渗现象广泛存在于大自然中,当物体中起决定性作用的关键变量变化至某一阈值时,其状态发生突变,此时关键变量的临界值称为逾渗阈值。岩石在水的作用下的损伤破坏过程中存在着逾渗现象,可通过重整化群的方法来研究。本文针对华南地区广泛分布的红层软岩,探讨了其在损伤过程中的逾渗现象与破坏的本质关联。通过对典型红层软岩的微观结构分析,概化出红层软岩的骨架构件和胶结物构件,建立红层软岩的重整化群模型的基本单元,将基本单元进行组合,建立出红层软岩的重整化群模型。根据重整化变换规则,推导计算出其逾渗阈值。研究表明:当红层软岩在荷载条件下的破坏临近逾渗阈值时,其内部结构发生大量破坏,软岩内部从无序损伤突变为有序损伤,继之损伤破坏加剧,由稳定破坏向非稳定破坏突变,最终导致其失稳破坏。研究对揭示红层软岩损伤破坏机理具有重要意义。     

高水压条件下大理岩破坏机理试验研究

锦屏二级水电站深埋隧洞中大理岩洞段处于高水压力和高应力环境中, 该段在施工过程中多次发生严重突水灾害。对该段大理岩的高水压条件岩石力学试验表明, 高水压条件下, 岩石应力-应变曲线在峰值应力附近出现明显平缓段, 应力降大, 岩石峰值强度及脆性破坏后破碎程度随水压力升高而升高, 岩石试件以压致拉裂破坏为主。基于高水压条件下裂纹周边应力解析分析, 认为裂隙中高水压力存在降低了裂隙尖端附近高应力集中效应, 与加载方向一定小夹角范围内的微裂隙尖端附近最大拉应力集中程度接近, 这使得岩石中应变能可进一步积累、压致拉裂型微裂隙数量进一步增加, 岩石呈脆性破坏, 并且破碎程度明显增加。研究工作对深埋隧洞突水灾害防治及强降雨诱发高速滑坡灾害预防具有重要的理论和现实意义。     

边坡渐进破坏机理及稳定性分析

在滑坡稳定分析基础上, 建立了推移式滑坡渐进破坏分析法。在机理分析基础上提出了临界状态条块或单元和相应决定方法, 以及两种破坏模式, 模式Ⅰ:整个滑体沿弱面发生破坏, 模式Ⅱ:后缘沿弱面发生破坏, 而前缘局部沿滑体发生剪切破坏, 两种破坏模式临界状态点逐步由后缘向前缘移动。研究了推移式滑坡变形规律, 提出了模式Ⅰ和Ⅱ渐进破坏过程中, 滑面上每一点的时间与位移均呈现不同的S形曲线特征, 对于整个滑体而言, 滑面上每一点的位移与高度关系, 在不同时刻呈现不同的抛物线特征, 提出了滑面位移与时间的关系呈两种类型:非稳定时间曲线和稳定时间曲线。研究了现行滑坡稳定性系数计算特点, 提出了稳定性计算综合下滑力-抗滑力、主推力和基于位移变化的方法。研究了滑坡运动特点, 提出了主滑方向的定义。研究了滑坡有限元稳定计算, 分析了引起滑坡有限元计算不收敛原因, 提出了滑坡有限元计算滑面边界法, 滑面既可以施加理想弹塑性边界, 计算稳定系数可和传统的极限状态相比较, 又可施加不同的应力-应变边界, 获得真实的应力和位移场, 并计算相对应的稳定系数, 对于潜在滑面以概率法、能量法和现场勘查法确定。     

受载原煤中瓦斯的扩散规律

为研究受载原煤中瓦斯的扩散规律,以原煤煤样为实验对象,利用自主研发的含瓦斯煤热流固耦合实验系统,在恒温的三轴加载条件下,进行了加载-吸附-解吸-再加载直至煤样破坏过程中的瓦斯解吸实验。研究结果表明,受载原煤的解吸量随时间变化规律符合颗粒煤瓦斯解吸的数学模型;在恒温恒围压下,随轴压的增大,受载原煤瓦斯的解吸量呈下降趋势;当轴压大于峰值强度后,瓦斯解吸量随轴压迅速增大;受载原煤煤样压密、线弹性阶段瓦斯解吸-运移速度随应力增大而线性减小;当煤样处于屈服阶段和峰值破坏阶段瓦斯解吸-运移速度随应力增大呈指数式增长。研究成果对瓦斯抽采,瓦斯突出机理研究有一定的理论价值。     

横向弯剪作用下生态复合锚杆变形破坏机理模型试验研究

生态复合锚杆在横向弯剪作用下的变形特征与破坏模式等方面缺乏科学认识,还未从试验、理论等方面进行过机理性研究。首先介绍了生态复合锚杆模型试验的制作与试验过程,然后通过对试验数据进行分析,揭示横向弯剪作用下生态复合锚杆竖向变形量、轴向应力、弯矩、界面剪应力等的演化规律与特征,最后结合本次试验研究成果对后续试验方案的优化提出建议。结果表明：生态复合锚杆的轴向应力、弯矩、剪应力均在剪切面附近出现峰值集中现象,且数值向远离剪切面减小非常迅速;生态复合锚杆的轴向应力、弯矩、剪应力随荷载的增大而增大主要发生在弹性变形阶段;生态复合锚杆的拉拔荷载主要由铝管及铝管复合材料界面来承受,并且可以预见其抗弯强度在其进入塑性变形阶段后并无明显增长。