毛细水作用下非饱和土压缩过程的微观非连续变形数值分析

研究非饱和土微结构的动态演化规律对认识非饱和土宏观物理力学行为的本质有重要意义。然而目前岩土学界对此尚不清楚。文章提出利用毛细水算法进行非饱和土压缩数值试验,研究其宏观变形过程中土水作用与孔隙的演变规律。首先参考黄土骨架颗粒的形态和优势颗粒的大小,建立了540 μm×400 μm理想的非饱和土微观结构模型;其次利用毛细水模型计算某一含水率下水分分布及毛细力,并将此毛细力施加于土粒之间;然后施加外荷载,对含水率为5%、10%、18%的3个模型土样进行压缩模拟。模拟结果表明：模拟获得的压缩曲线与同工况试验曲线表现出了相同的变化规律,表明该模拟一定程度上能够反映土体在压缩过程中的宏观变形特征;在压缩过程中,随土体的变形,饱和度和基质吸力分别呈上升和下降趋势,且变化程度与含水率有关,表现为含水率越高,饱和度涨幅越大,而基质吸力却在土样干燥和近饱和时降幅较大;土体孔隙结构的演化形式与体积含水率有关,低含水率时孔隙以收缩变形为主,高含水率时以大孔隙压密为更小类型的孔隙为主。模拟结果可作为实验结果的有益补充,加深对土体宏观变形行为的认识。     

地下洞室地震动力响应的岩体结构控制效应

为了评价在层间错动带C2影响下白鹤滩地下洞室群尾调室在地震作用下的稳定性,针对其在试验中表现出来的明显的延性及法向荷载依赖性等特征,一种非线性的连续屈服（CY）模型被采用,用来描述层间错动带在静力以及地震动力作用下的复杂力学特性。在CY模型中,非连续面的变形特性采用幂函数形式表述,并且考虑了剪切破坏过程中强度的渐进性破坏。CY模型预测的C2错动带的力学行为与试验获取的结果相比较差异非常小,证明了CY模型在静力作用下的适用性。基于位移非连续假设的应力波透射理论被用来论证CY模型在动态作用下的适用性,同时将结果与线性结构面本构模型的结果进行了对比。比较结果表明,CY模型预测的规律与已有文献利用其他非线性模型得到的结论基本相同,并优于线性本构模型,理论结果在数值软件中得到了验证。3条地震波在经过特殊的反应谱匹配处理后,对白鹤滩地下洞室左岸1#尾调室进行了地震动力响应分析。分析结果表明,C2错动带在地震作用下对尾调室的变形及稳定性有明显的控制作用。地震作用下洞室整体运动趋势以刚体位移为主,岩体间相对变形为辅。相对变形中,错动带C2的相对变形占据了较大的成分。C2的相对变形以接触面上下盘的切向错动变形为主,主要发生部位为洞室顺C2走向的部位;结构面上、下盘法向变形为辅,主要发生在洞室顺C2倾向部位。通过超载法,获取了洞室的地震动力安全裕度。当超载系数从2增加到3时,C2的剪切变形、洞室的塑性区指标均剧烈增加,显示洞室的安全裕度大约在2～3之间,即洞室最大可抗拒峰值加速度为438g～657g的地震动作用。研究结论可供地下洞室的抗震设计与分析参考。     

天然气成因类型及判别标志

本文通过前人对天然气类型划分的分析,基于多年的研究结果,以“多源复合、多阶连续”的天然气成因新模式,提出了科学的天然成因类型划分方案,并讨论了不同成因类型天然气的地球化学特征,建立了天然气成因类型的判识标志。     

数值流形法中“质量守恒”的探讨

数值流形法是至少包含流形法(NMM)、有限元法(FEM)和非连续变形分析(DDA)的数值方法体系。将数值流形法中物理单元与数学单元完全重合,去掉接触理论,流形元能够回归到有限元,将通过简单的板压缩数值试验验证这一点。在以前的数值流形法法中,质量守恒问题一直被忽视,物理单元的质量会随着单元体积改变,计算结果存在一定的误差。通过改变计算过程中单元密度实现计算过程中的"质量守恒",完善了现有数值流形法的理论基础。     

地形及构造应力影响下初始地应力场的3D-FSM反演分析

在分析国内外初始地应力场研究现状的基础上,研究了考虑地形及构造应力影响下,基于3D-FSM间接边界元法的初始地应力场反演分析法,并开发了相应的数值计算系统.利用工程实例说明了分析步骤,并验证了该方法的适应性及精度.     

《华南地质与矿产》参考文献著录格式

本刊按引用文献在正文中出现的先后顺序连续编码,以阿拉伯数字排序,并用方括号标注。引用格式举例:“花岗岩成矿问题研究近年来取得了不少进展[1,23-27]。”“高山和金振民[1]最早将‘拆沉作用’的概念引入国内。”“原始地幔数据引自文献[26]。”     

基于剪切滑移的圆形洞室应力状态研究

引入一种基于滑移线上非线性本构关系的圆形洞室计算模型,并从这个模型推导得出洞室开挖后应力状态的非连续表达式。在该表达式中围岩的应力分区以及其中的应力值由一个不定的荷载参数控制。通过引入边界条件的方法确定荷载参数,解决了荷载参数不确定的问题。从围岩的应力分布状态确定荷载参数的取值范围,并计算得到不同荷载参数范围内围岩应力分布曲线。将围岩应力状态的解析解与局部剪切应变二维有限元程序的数值解进行比较验证,一致性较好。     

急倾斜厚矿体无间柱上向水平分层充填法采场结构参数的研究

无间柱连续采矿是一种高效的采矿方法,已成为地下矿山采矿技术发展的大趋势。以某铅锌矿山为例,采用能模拟开挖与充填的三维弹塑性有限元程序,对应用上向水平分层充填无间柱采矿法开采急倾斜厚矿体进行了数值模拟研究,分析了不同的分层高度和超前回采分层数,以及不同的暴露面积条件下采场的稳定性,从而得出合理的采场结构参数,为上向水平分层充填无间柱采矿法在矿山的应用和推广提供一定的依据。     

偶数阶微分方程周期解的存在性

讨论了高阶Duffing型微分方程周期解的存在性,此类方程是二阶Duffing型方程的推广,具有重要的理论意义。利用同胚延拓和不动点方法,构造处理了一类比文献所述条件更弱的Duffing型方程。通过构造一个先验界,利用Schaud-er不动点方法得到解的存在性结论,所使用的方法能广泛适用于各种边界条件。