裂隙随机分布条件下地下石油洞库水封性评价

以国内首个大型地下水封石油洞库工程为背景,在考虑洞库围岩节理裂隙的随机分布特征基础上,采用离散介质 流-固耦合理论对大型地下石油洞库水封性进行了评价。介绍了地下水封储油洞室水封原理与水封准则。通过室内结构面剪切试验获得了结构面参数,采用Barton-Bandis剪胀模型对结构面参数进行了校验。根据库区节理裂隙统计结果,建立了洞库围岩的随机节理裂隙网络模型。分析了不同水幕压力条件下洞室开挖后地下水压力分布情况、涌水量大小和洞库围岩变形与受力情况。分析表明：在水幕压力大于或等于75 kPa的条件下,洞室周围地下水压力满足水封准则;在水幕压力为75 kPa条件下各洞室涌水量在0.003~0.015 m3/d之间,拱顶沉降量在16~32 mm之间。研究结果可为地下水封石油洞库水幕系统设计提供依据。     

基于数字图像处理技术的溶蚀岩体细观变形破坏机制模拟研究

通过数字图像处理技术对广泛发育于岩溶地区的溶蚀岩体的溶蚀特征进行提取,构建离散元溶蚀岩体模型,并模拟单轴压缩试验研究溶蚀岩体的细观变形破坏机制,以分析溶蚀岩体的变形破坏特征和裂隙演化规律。结果表明:溶蚀岩体模型能够很好地表征岩体的溶蚀特征,对真实的溶蚀形态具有较好的还原作用;溶蚀岩体的累计破坏数曲线呈现“S”型变化特征,即分为裂隙不发育阶段、稳定发育阶段和不稳定发育阶段,溶蚀岩体的破坏具有累进性特点;由于溶蚀孔洞的存在,使得溶蚀岩体接触力力链表现出各向异性特征,随着加载的进行,岩体骨架为抵抗外部荷载的作用,导致接触力在岩体骨架内集中,表现为接触力力链线条变粗;随着应变的增加,试样发生起源于溶蚀孔洞周围的破坏,破坏区域发生卸荷作用,接触力力链被淡化,最终试样发生破坏,力链消失,溶蚀岩体应力应变关系是试样内部接触力变化规律的宏观表现。      

山东岩溶地貌特征及其形成演化分析

山东,既发育着崮群、海岸等具有山东特色的岩溶地貌形态,也发育着泉群、长垣状山体、干谷等中国北方及温带岩溶地貌的典型形态,还发育着洞穴群、漏斗、洼地、峡谷等常见的岩溶地貌形态;它们以寒武系和奥陶系为主的可溶性地层为物质基础,或呈线状,或呈面状,或呈点状分布于众多规模、形态不一,且彼此独立的岩溶孤岛内,是崮群、泉群、洞穴群和海岸等岩溶地貌的典型集中发育区,是展现崮、泉自然美景最杰出的代表地之一。同时在对区域地质地理背景进行分析和研究的基础上,按区域气候特征将山东岩溶地貌划分为半干旱、半湿润、海岸性3类暖温带岩溶地貌区,并系统研究和探讨了山东岩溶"离散型孤岛式"的形成演化过程,认为它是一个能充分展现中国北方及全球温带岩溶地貌复杂演化过程和规律的杰出范例。     

基于离散裂隙网络法和水流数值模拟技术的地下水封洞库水封性研究

水封性是保证地下水封洞库安全运营的关键,目前研究地下水封洞库水封性的主要难点在于裂隙岩体含水层强烈的非均质性和各向异性。以某地下水封洞库工程为背景,通过实测裂隙几何参数分析裂隙发育特征,建立了研究区离散裂隙网络模型。之后对研究区进行网格化划分计算了各单元体渗透系数张量,基于对裂隙渗流基本规律的理解和假设建立了研究区高精度的非均质各向异性渗流模型,并对研究区渗透性特征进行分析。通过建立非均质各向异性渗流模型对水幕系统水封性能进行了探讨并与传统均质各向同性渗流模型进行对比分析,利用该模型可以弥补传统均质各向同性渗流模型的不足,更加准确地评价由于裂隙岩体非均质各向异性造成的储品泄漏风险。     

信号快速带通滤波方法在海洋信号分析中的应用

借助于离散"解析"信号提出了一种对信号进行快速滤波的方法.与传统方法比较,手续简单,快速有效,尤其适用复杂多变的海洋长信号的滤波.以2个典型信号的带通滤波为例,验证了快速滤波方法的有效性,2个复杂海洋信号的滤波结果表明,此滤波方法在海洋信号分析中有应用意义.     

Unified discrete-element approach applying arbitrary undrained loading paths in element testing for granular soils

The discrete element method (DEM) is crucial in investigating and modeling the elementary behavior of granular materials under varying loading conditions, especially those that cannot be adequately investigated via conventional laboratory testing. However, the application of the DEM in simulations that involve complex loading paths under undrained conditions is scarce, primarily owing to the inability to maintain a constant-volume condition. This paper presents a unified discrete element approach that can apply arbitrary loading paths while satisfying the equivalent undrained condition. The proposed method comprises two parts: (1) a novel strategy that determines the virtual pore pressure under complex undrained loading conditions, and (2) an advanced undrained servomechanism that can simultaneously control each stress component independently. Numerical algorithms corresponding to three new undrained loading paths, that is, true triaxial test, rotational shear, and traffic loading path that have never been simulated using DEM are successfully implemented in a unified manner. Macroscale simulation results under these loading paths are qualitatively in good agreement with their experimental counterparts, thereby confirming the practicality and robustness of the proposed approach. Furthermore, in-depth discussions on the DEM results from these three new loading paths are presented from microscopic perspective.