含双裂隙岩石裂纹演化机理的离散元数值分析

采用离散单元法探讨了预制双裂隙岩石的裂纹演化机理。用近期从试验资料提取的无胶结厚度含抗转动能力的岩石微观力学模型和相应的离散单元法商业软件,模拟了含不同预制倾角的双裂隙岩石试样在单轴压缩作用下裂纹的扩展与贯通规律,揭示了裂纹演化的宏微观机理。同时,将离散元法DEM岩石试样的裂纹的扩展和贯通规律以及强度特性与室内试验结果进行了比较分析。结果表明,预制裂隙之间以及端点处的拉应力集中是导致裂隙岩石破坏的主要原因,且DEM数值试验得到裂纹的演化规律与室内试验结果较为一致。含30°的预制裂隙的岩石试样最容易起裂,含75°的预制裂隙的岩石试样最困难起裂,造成此种现象的原因可能是裂纹在垂直于主应力方向上的长度不同导致试样受拉区域大小不同。     

膨胀土裂隙图像处理及特征提取方法的改进

裂隙特征作为膨胀土裂隙研究的基础,其定量化描述有助于进一步研究裂隙对膨胀土工程性质的影响。以膨胀土平面裂隙为研究对象,使用数码摄影获取膨胀土裂隙图像,通过优化和改进裂隙图像处理方法及裂隙特征提取方法,获得膨胀土裂隙的各特征参数。对于裂隙图像处理方法,采用改进的局部阈值二值化方法,相比大津法能更好地将裂隙和背景区分开来,而通过标记连通区域的方法有效去除了裂隙二值图像中全局分布的细小杂点,同时,利用闭运算填充了裂隙图像中细小的孔洞和缺口,上述处理方法使裂隙二值图像更清晰可靠。对于裂隙特征提取方法,基于对裂隙端点和交点的快捷识别能力,选择了查找表方法作为裂隙条数统计的基础;改进了端点识别算法以去除毛刺,提高了裂隙长度统计的精度;采用改进的最小外接矩形算法进行裂隙宽度的统计,提高了计算精度,节省了计算时间;尝试采用玫瑰花图进行裂隙方向统计,更直观明了地分析裂隙方向及条数的变化规律。     

含交叉裂隙节理岩体单轴压缩破坏机制研究

对含交叉裂隙相似材料试件进行单轴压缩试验,用Abaqus对含交叉裂隙节理岩体进行应力分析,研究了含交叉裂隙节理岩体单轴压缩下的破坏机制。结果表明：交叉裂隙的主裂隙与加载方向呈30°、45°时,主裂隙是裂隙扩展及破坏的控制裂隙,此时含交叉裂隙岩体强度高于含单向裂隙岩体,是由于主裂隙裂尖最大环向应力σθmax低于单向裂隙;主裂隙与加载方向呈0°或90°时,次裂隙是控制裂隙;主裂隙与加载方向呈0°时,大部分次裂隙裂尖σθmax及裂尖最大应力强度因子KⅡmax高于单向裂隙,因此,此时大部分含交叉裂隙岩体强度低于含单向裂隙岩体;在主裂隙与加载方向呈90°工况组中,主、次裂隙夹角为45°时,次裂隙裂尖KⅡmax最大,所以此工况组中此时强度最低。     

内蒙古边家大院铅锌银矿地质特征和控矿因素

边家大院矿床成因类型根据目前勘查成果认为是与浅成-超浅成侵入岩(脉)有关的热液型脉状铅锌银矿床,主要矿化产于砂板岩、闪长岩中。平面上成矿元素具有明显的分带性,自西向东有斑岩型锡(钼、铜)矿化→隐爆角砾岩型锌(铅、银)矿化→脉状充填型银(铅、锌)矿化;本文根据矿床地质特征分析,对控矿因素进行了总结,认为隐伏的石英斑岩脉(体)是本矿床成矿热源中心,也是成矿流体的主要来源;脉状铅锌银矿体受低次序密集裂隙(断裂)带的控制,并与岩脉、岩脉群密切相关,以脉状充填形式产于其中。     

探地雷达探测技术在奉先寺保护工程中的应用

为了查明龙门石窟奉先寺周边岩体裂隙、岩体破碎带分布以及奉先寺顶部覆盖层厚度,为奉先寺的渗水治理提供基础资料,将探地雷达无损检测技术应用于奉先寺保护工程。探测结果显示,奉先寺顶部岩体较完整,神仙洞与卢舍那大佛之间裂隙和破碎带较多,形成了交叉网络渗水通道;奉先寺顶部覆盖层呈凹形分布,厚度在1~2.2m之间,有利于雨水的贮存和滞留。此次工程实践表明,将探地雷达技术应用于奉先寺岩体裂隙和覆盖层厚度调查是可行的,探地雷达在岩土文物保护中有巨大的应用前景。     

裂隙参数分析在岩体力学和水力学习性研究中的应用

岩体的力学和水力学习性主要取决于其中裂隙的发育程度。一定成因的裂隙具有一定的发育规律,这一规律既具确定性又具随机性。本文详细讨论了表示岩体裂隙发育程度特征参数的量测和分析方法,重点论述了裂隙参数分析在研究岩体渗透习性、岩体中裂隙网络计算机模拟及岩体弹性参数分析等方面的应用。     

四川自一里水电站气垫式调压室围岩渗透性评价

结合自一里水电工程气垫式调压室设计厂房区岩体渗透性研究,提出了从定性分析到定量计算与评价,系统刻画岩体渗透性与分区评价,以满足气垫式调压室设计要求的实用方法.该方法以基础地质与水文地质研究为背景,从系统全面的裂隙测量与统计分析中,获取岩体裂隙空间发育规律和裂隙方向、隙宽、迹长、间距和裂隙率等统计特征值,运用裂隙岩体渗透张量理论,得出分布式岩体渗透主值和综合渗透系数;在此基础上,进行岩体渗透性分区与评价.评价得出:花岗岩夹变质砂岩透镜体的厂区岩体渗透性总体随深度变化,受接触带影响局部渗透性呈强弱交替变化;区内裂隙岩体的渗透性分3级,近地表浅层岩体渗透性较强,综合渗透系数为n×100m/d～n×10-1m/d,调压室区为中等～弱渗透性岩体,渗透系数为n×10-2m/d～n×10-4m/d.     

唐《西洱河图》与全新世中期以来洱海水系变迁

《西洱河图》为唐时南诏国人所绘制的一幅洱海地图,其中保存了洱海湖水南流的珍贵信息。文章采用第四纪地质学、地貌学、历史学和考古学等方面的材料、成果与研究方法,证明该图所显示的古洱海湖水南流的情况是真实可信的,古洱海湖水可以循波罗江道、定西岭裂隙南流,并由此复原了全新世中期以来洱海湖水南流通道的变迁过程:第1阶段(约8465~6950 cal.aB.P.),洱海湖水南流时间较短;第2阶段(约6950~2560 cal.aB.P.),洱海湖水绝大部分时间南流,流量较大;第3阶段(约2560 cal.aB.P.~1111A.D.),洱海湖水南流,流量变小;第4阶段(约1111A.D.至今),洱海湖水南流水道完全阻塞。最后指出,全新世中期以来,洱海出现的高水面主要与洱海的另一出水口———西洱河断裂带裂隙的堵塞有关,而洱海水面出现的快速下降现象,亦主要与西洱河断裂带裂隙的通畅有关。研究结论不但为长期不得其解的全新世中期以来洱海湖面的大幅度升降之谜提供了较好的解释,而且也可以纠正学术界在汉代“叶榆河”、“仆水”、“劳水”问题上出现的错误认识。     

冻融循环对土体分散性的影响及微观机理分析

以吉林乾安地区土样为研究对象,通过对经历不同冻融循环次数的原始土样及改性后土样进行分散性测试和电镜扫描试验,利用MATLAB图像处理软件、CIAS裂隙定量分析程序对土样裂隙进行定量处理,探究循环冻融作用下土体分散性的变化规律与土体裂隙参数之间的关系及其微观机理。结果表明：(1)未经明矾处理的土样分散性随冻融循环次数的增加而增加,经明矾处理的改性土样在有限次(20次)冻融循环条件下分散性不发生变化;(2)冻融循环作用下结构单元体破碎,使土样中细粒含量增加从而使土体分散性增强,同时新形成的裂隙将土体切割成大小不一形状各异的块体,进而加剧了土体的分散性;(3)裂隙参数中,裂隙分形维数与土体分散性等级值相关性较好,裂隙率次之;(4)明矾中的铝离子替代了土颗粒表面的钠离子,增大了土颗粒之间的吸引力,从而降低了土体的分散性,且试样分散性受冻融循环条件的影响较小,因此明矾可作为一种良好的改性剂用于治理季冻区分散性土。