基于摩尔-库仑准则的断续节理岩体复合损伤本构模型

针对工程实际中断续节理裂隙岩体的损伤本构模型,假设岩石微元强度服从Weibull随机分布,以摩尔-库仑破坏准则作为描述微元强度的表示方法,推导出细观损伤变量。利用能量和断裂力学理论,综合考虑节理几何特征及力学特性,推导宏观损伤变量计算公式。基于Lemaitre应变等效假设,考虑宏细观缺陷耦合作用,推导出复合损伤变量,建立了基于摩尔-库仑准则的宏细观缺陷耦合作用的断续裂隙岩体损伤本构模型。研究结果表明：（1）采用摩尔-库仑准则作为描述微元强度的统计分布变量建立的损伤模型能够较好地反映岩石内部缺陷分布和变形特征,该模型真实地反映岩石微元强度受应力状态的影响。（2）该模型建立的理论曲线与断续节理岩体的试验曲线吻合较好。（3）节理裂隙岩体宏观损伤变量及峰值强度随节理倾角的变化规律与综合考虑宏细观耦合作用下的损伤变量及裂隙岩体峰值强度随节理倾角的变化规律基本一致。（4）宏细观耦合作用下的等效弹性模量与节理贯通率呈非线性负相关;在节理倾角一定的情况下,损伤变量与节理长度呈非线性正相关;在贯通率较小时,岩体的宏观损伤变量与内摩擦角的关系呈线性负相关变化,贯通率达到一定程度,线性关系变成非线性关系。     

单轴加载过程中砂岩声学特性研究

岩体的声学特性与应力状态和破坏程度密切相关,通过岩体声学特性的变化来分析岩体应力状态进而评价工程稳定性是一种行之有效的工程措施。针对砂岩开展了单轴压缩试验,并在加载过程中同步进行3个方向的声波测试,获得了砂岩加载过程中3个不同方向声波波速与应力的演化规律。试验结果表明：随着应力的增加,轴向波速逐渐增大,横向波速表现出先增后减的趋势。考虑到不同方向声波测试结果的差异性,采用含不同倾角裂隙的石膏试样进行声波试验。结果表明,当裂隙方向与声波传播方向一致时,波速最大,与声波传播方向垂直时,波速最小;此外,为分析岩样波速与应力状态的相关性,建立了波速与体应变的关系,结果表明,随着体应变的增加,平均波速逐渐增大,在体应变达到最大值附近时,平均波速达到最大值,在体应变下降阶段,波速开始下降;根据轴向波速与应力的变化规律,得到了应力与波速的指数函数拟合公式,据此可以通过现场测试获得的波速预测现场岩体的应力范围,进而评价工程岩体稳定性。     

SH波作用下浅埋裂纹附近半圆形凸起的地震动

利用Green函数、复变函数及多极坐标法研究了浅埋裂纹附近的半圆形凸起地形对SH波的散射问题。首先求解出适合本问题的Green函数,即含有半圆形凸起的弹性半空间内任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移场的解答。然后,从半圆形凸起地形对SH波的散射问题出发,利用本问题的Green函数在基体内构造裂纹。最后给出了浅埋裂纹附近的半圆形凸起地形对SH波散射的位移场。通过算例讨论了裂纹对地表位移幅值的影响,结果表明裂纹在一定情况下具有减震作用。     

论赤平极射投影在山口岩水利工程中的应用

本论文首先简单介绍了水利工程中分析岩质边坡稳定性常用的一种图解法——赤平极射投影法,然后介绍了这种方法在山口岩水利工程稳定性分析中的具体应用,因其在该水利工程的坝基和岩质边坡稳定性分析中发挥了一定的作用,满足了工程实践的要求,故希望对其它水利工程坝基抗滑和岩质边坡的稳定性分析具有指导意义.     

拉剪应力状态下岩体裂隙扩展的断裂力学机制及物理模型试验

开挖卸荷岩体裂隙面通常处于拉剪应力状态。在裂隙应力和变形状态分析的基础上,采用线弹性断裂力学理论和物理模型试验研究了拉剪应力状态下裂隙扩展的力学机制。岩体裂隙在拉剪应力状态下沿裂隙面间的滑动抗剪摩擦力消失,裂隙起裂沿Ⅰ型张拉裂隙断裂韧度KⅠ最小的方向起裂,并最终发展与卸荷拉应力方向垂直;拉剪应力状态下岩体的总位移方向平行于拉应力方向,通过合理的位移假设,基于能量及线弹性断裂力学理论,求解了拉剪应力状态下分支裂隙扩展过程中尖端的动态应力强度因子和扩展长度判据;通过拉剪应力状态下单裂隙扩展物理模型试验验证了理论推导的正确性。     

泥页岩非构造裂缝形成机制及特征

泥页岩非构造裂缝是泥页岩中常见的裂缝类型。非构造裂缝对页岩气成藏与保存评价具有重要意义。在前人研究成果基础上,考虑泥页岩本身固有的特性,初步提出泥页岩裂缝的分类方案,划分了非构造裂缝的类型,并总结各类非构造裂缝的形成机制。依据野外露头和岩心观察,描述了泥页岩非构造裂缝的特征。初步分析认为,在泥页岩非构造裂缝中,成岩层理裂缝、欠压实超压裂缝和生烃超压裂缝与页岩气成藏和保存关系密切。     

北京市平原区北部孙河断裂的地热地质特征

依据北京孙河断裂区的重力、电阻率测深及可控源音频大地电磁测深(CSAMT)等勘查资料的推断解释,结合多眼地热井钻探揭露的地热地质成果,认为孙河断裂是一条宽3 km左右的断裂带。地热地质构造剖面揭示孙河断裂具有多期活动性,晚侏罗世以来至少发生过两期先逆后张性质的构造活动。剖析了孙河断裂对后沙峪地热田侏罗系火山岩构造裂隙热储地热地质条件的控制作用,进一步分析了孙河断裂带区域的地热地质条件,认为后沙峪地热田西南部是构造凸起型储热构造,北西向延伸的孙河断裂带区域是后沙峪地热田的地热资源富集区。     

混凝土开裂对地基板弯矩的影响

当前地基板的配筋设计均按弹性体计算得到的弯矩进行，这在理论上是不合理的，因为地基板是高次超静定问题，地基板开裂后其弯矩会有较大的改变。笔者通过合理模拟地基板裂缝开展过程及土．结构的相互作用，采用非线性有限单元法对地基板进行了分析，着重讨论了不同计算方法及裂缝对地基板弯矩的影响。计算结果表明，按平面问题计算得到的弯矩比按空间问题大40％左右，地基板开裂后弯矩减小，且裂缝越多，弯矩减小越多。     

深基坑工程中的咬合桩受力变形分析

对于深基坑工程问题的研究,围护结构大多简化为线弹性梁单元模型,该分析方法不能准确反映钢筋混凝土结构的实际受力情况。以杭州地铁一号线试验段秋涛路车站深基坑为工程背景,建立能够考虑钢筋与混凝土实际受力情况的非线性三维实体模型,对咬合桩这一特殊形式围护结构的受力机制进行了分析。通过与现场实测结果比较和分析,验证了计算方法的正确性,为今后类似工程的设计计算、开挖施工提供了理论依据。     

埃塞俄比亚欧泊充填处理及鉴定特征研究

埃塞俄比亚WOLLO地区产出的欧泊品种丰富,但火欧泊和水欧泊不稳定,易因外界温度或水分变化形成较多裂纹,严重影响其稳定性及加工性能。因此,本实验对埃塞俄比亚WOLLO地区产出的多裂纹火欧泊、水欧泊样品进行了充填处理,并对充填前、后的样品进行了显微放大观察和红外光谱、相对密度、紫外荧光的测试及分析,总结出了有机充填欧泊的一些鉴定特征。测试及分析结果显示,在2800-3100cm叫范围内红外吸收峰为有机充填欧泊的主要鉴定特征,表面及内部显微充填特征、偏小的相对密度、裂隙处的蠕虫状及空洞缺陷处的斑块状强蓝白色荧光可作为辅助鉴定特征。从样品的充填及测试分析结果可见,埃塞俄比亚WOLLO地区产出欧泊的有机充填方案可行,比较明显的开放裂隙易被充填。