岩石变形破坏的熵突变过程与破坏判据

在岩石的变形破坏过程中,当进入不稳定的破裂发展阶段之后,系统不断调整结构抵抗外力的扰动,裂纹向局域集中的有序方向发展,应变能不断耗散,并以应变能的耗散为媒介,使系统与外扰动所追加的负熵流产生能量流通,也使系统熵值和系统的维数逐次降低,这一阶段岩石系统远离平衡态,岩石的破坏是系统熵的突变过程。基于这一认识,并在验证应变能分布与结构块度分布模式的一致性的基础上,推导出包含了结构因素和能量分布的熵表达式;对熵表达式进行平衡分析获得局部突变的分岔集,得到了岩石局部破坏的熵折迭突变破坏准则;同时,探讨了熵表达式所表征的结构有序度的尖点突变性,解出岩石系统的分岔集,这个分岔集就是岩石系统熵突变的整体破坏准则。     

东南极晚新元古—早古生代构造热事件及其在冈瓦纳超大陆重建中的意义

在东南极大陆内部及边缘发育3条晚新元古代—早古生代造山带,即东非造山带（南延部分）、普里兹造山带和罗斯造山带。东非造山带的南延部分主要出露于吕措—霍尔姆湾—毛德王后地—沙克尔顿岭地区,其内发育蛇绿岩、榴辉岩相超镁铁岩及逆冲—推覆构造,因而被解释为东、西冈瓦纳陆块拼合的缝合线。罗斯造山带主要出露于横贯南极山脉地区,其内保存有大陆裂解、洋壳俯冲和地体增生的地质纪录,代表冈瓦纳超大陆的活动大陆边缘。普里兹造山带主要出露于普里兹湾和登曼冰川,因其位于从前假设的统一东冈瓦纳陆块的内部,加之缺少蛇绿混杂岩、岛弧增生杂岩和高压变质岩（如蓝片岩或榴辉岩）等与大洋板块俯冲作用密切相关的岩石,所以当前存在着碰撞造山成因和板内改造成因两种不同的认识。普里兹造山带构造性质的确定不仅决定了冈瓦纳超大陆的汇聚过程和方式,也制约了罗迪尼亚超大陆的形成和演化过程。因此,开展普里兹造山带的研究对于揭示新元古代—早古生代的全球构造演化具有重要的科学意义。     

动载下3条断续裂隙岩样的裂缝贯通机制

采用含3条断续预制裂隙的类砂岩模型试样进行单轴动力加载试验,对不同裂隙空间位置条件下断续裂隙岩体中裂隙的贯通机制进行了研究。静、动荷载下的对比研究成果显示：不同空间位置的裂隙贯通方式存在较大差异,且对动载的响应不同;动载下分支裂纹扩展及贯通具有惯性效应,即动载下裂尖次生共面、次生倾斜裂纹起裂后易朝原起裂方向快速发展,动载下易在两预制裂隙内端部产生直接贯通。这与静载下岩桥处的贯通常通过分支裂纹拐折扩展、相连不同,这也是导致裂隙试样中低应变速率下强度增大（即速率效应）的主要原因。同时,试验结果也表明：含裂隙试样静、动荷载下裂隙间的多次贯通是导致其呈现出渐进破坏特征的主要原因。     

岩石圆孔结构破坏过程变形场演化的实验研究

采用自行设计的岩石材料破坏过程变形场监测系统(Geo-DSCM系统),观测了受单轴压缩的岩石圆孔结构破坏过程中的变形场演化。圆孔结构由大理岩方板在中心钻孔加工而成,以0.02 mm/min的位移加载速度进行单轴压缩至破坏。实验结果表明,载荷水平较低时圆孔结构的拉应力集中部位发生变形集中现象;当载荷水平接近加载曲线的峰值点时,变形集中在两条共轭的与加载方向成一定角度的局部化带上;之后,变形的集中迁移到其中一条带上集中,结构最终在此带上形成宏观裂纹而破坏。     

超旱生植物红砂与珍珠光合生理生态日变化特征初探

超旱生植物红砂与珍珠长期生活在严酷的生境中,形成了独特的生物学特性和生理生态适应性。在自然条件下研究了两种超旱生植物的光合生理生态日变化特征。结果表明,红砂和珍珠光合作用受环境变化影响明显,具有一定的可塑性:①在土壤含水量（SWC）、光、温、湿等条件较好的8月22日,两植物净光合速率（Pn）、蒸腾速率(Tr)日变化呈不明显双峰型。Pn红砂高于珍珠,日平均分别为(7.74±0.79)μmol\5m-2\5s-1 和(5.64±0.75)μmol\5m-2\5s-1;Tr也是红砂高于珍珠,日平均分别为(24.38±3.07)mmol\5m-2\5s-1和(15.41±2.01)mmol\5m-2\5s-1;水分利用效率（WUE）则相反,日平均珍珠大于红砂,分别为0.35 μmol·mmol-1和0.31 μmol·mmol-1。②在SWC、光、温、湿等条件较差的9月28日两植物Pn、Tr日变化呈单峰型,且值明显小于8月22日,而WUE则高于8月22日。通过对两种超旱生植物小枝水势、叶片气孔导度及叶绿素荧光参数生理特性变化的分析,得出两植物光合作用受到气孔和非气孔等多种环境及自身因子的影响。     

花椒品种抗冻性比较研究

秦安1号、油椒和大红袍是甘肃省花椒主产区的主要栽培品种。对其一年生休眠枝在不同低温（0～-40℃）处理不同时间（24～72 h）,通过测定相对电导率、超氧物岐化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）含量,对花椒品种休眠枝的抗冻性进行了比较研究。结果表明,各品种休眠枝的相对电导率和MDA含量从低到高均依次为:秦安1号＜油椒＜大红袍,品种间差异性均达到显著水平（P＜0.05）;SOD活性秦安1号略高于油椒,二者差异性虽未达到显著水平,但均显著高于大红袍（P＜0.01）;相同温度下,3品种休眠枝的相对电导率、MDA含量均随低温持续时间的延长而升高,大红袍休眠枝上升更加明显。SOD活性均随处理时间的延长而降低。引起各花椒品种休眠枝低温伤害的临界温度范围为-15～-20℃。从相对电导率、MDA含量和SOD活性的变化综合分析,供试的3个花椒品种中,秦安1号的抗冻性最强,油椒次之,大红袍抗冻性最弱。     

聚苯乙烯轻质混合土的压缩变形特性试验研究

聚苯乙烯轻质混合土是一种新型的填土材料,国内对其压缩变形特性的试验研究较少。在无侧限抗压强度试验基础上,分析了聚苯乙烯轻质混合土的破坏应变、变形系数与抗压强度的关系;依据单向固结压缩试验,分析了不同配比条件混合土的压缩变形特性,得到压缩屈服应力和压缩模量,可为工程应用提供参考依据     

岩土材料不同应力路径下脆性变化的二元介质模拟

试验研究表明,岩土材料在加卸荷时表现出不同的变形破坏特性,卸荷时脆性增加。建议了一个可以描述材料脆性变化的脆性指数 ,并验证了B指标能较好地描述岩土材料在加卸荷时的脆性变化。应用二元介质模型,对岩样在卸载周围应力过程中的应力-应变关系进行了模拟,表明这一模型不但可以模拟岩样在低围压下的应变软化到高围压下的应变硬化现象,而且可以模拟岩样在卸载周围应力过程中的变形破坏过程,特别是对于表现为应变软化的岩样,可以反映出应力峰值前后卸围压时的变形破坏过程的差别。     

岩石变形破坏过程中渗透率演化规律的试验研究

利用伺服试验机对灰岩和砂岩进行了应力应变全过程渗透性试验,研究了岩样变形和破坏过程中的轴向应变与渗透率之间的关系,分析了岩样环向应变对渗透率的影响规律,探讨了岩样变形破坏前后渗透压差随时间的变化关系。结果表明,岩样渗透率与应力状态密切相关,渗透率的峰值滞后或超前于应力应变峰值,这与岩石介质本身的特性有关;渗透率-环向应变曲线与渗透率-轴向应变曲线有相同的变化趋势,但岩石环向变形比轴向变形更能灵敏地反映渗透率的演化规律;岩样变形破坏峰值前后的渗透压差与时间均遵循负指数关系。最后对岩石变形破坏过程中的渗透机理作了讨论。     

碎石桩加固双层地基固结简化分析

碎石桩复合地基在工程上的应用非常广泛,其应力应变性状的研究已很深入,固结问题也得到了不同程度的研究,但已有的解析式大多较复杂,工程中难以应用。将桩间土径向整体作为一个研究对象,从而避开单独考虑因施工造成的涂抹作用的影响,根据排水量与体变等效原理,用平均超孔隙水压力的概念推导出碎石桩加固双层地基简化的固结计算式。由该方法可直接得到碎石桩和桩间土不同深度的平均超孔隙水压力和平均固结度,也可计算复合地基整体固结度。所推得的解析式简洁,且实用性强。