岩石加速破裂行为的物理自相似律

掌握岩石变形破坏过程中体积膨胀点至峰值强度点之间加速破裂行为的演化规律,是实现地质灾害物理预测的关键.本文考虑裂纹张开和闭合两种情况,基于断裂力学建立了三轴应力作用下裂纹扩展临界尺度与等效应力的关系.对微元体破坏概率,分别采用以等效应力表达的Weibull分布函数和裂纹尺度分形函数,通过对比导出了形状参数m与裂纹分布分维D_f关系的表达式.一个有趣的发现是,岩石峰值强度点与体积膨胀点应变比仅与m或D_f有关.对岩石蠕变或准蠕变破坏,合理的m值范围为[1.0,4.0],在此范围内应变比近似为常数1.48,该常数是描述不同尺度岩石加速破裂规律的物理自相似常数.实例分析表明,基于岩石加速破裂规律构建的多锁固段脆性破裂理论,其适用性广,尤其在崩滑和大地震预测领域,具有良好应用前景.此外,本文给出了b值与m值定量关系,以解释b值的物理意义,并探讨将其用于地震预测的可行性.     

少筋混凝土重力式桥墩抗震研究现状

我国铁路桥梁普遍采用少筋混凝土重力式桥墩（配筋率<0.5%）,现有普通钢筋混凝土结构的延性抗震理论不适用于该类型桥墩。为了促进我国铁路重力式桥墩抗震理论的发展,详细论述了我国少筋混凝土重力式桥墩的研究现状和存在问题。首先,对少筋混凝土重力式桥墩的破坏特征及破坏机理进行了总结;其次,分析了各参数对少筋混凝土重力式桥墩抗震性能的影响;再次,对目前少筋混凝土重力式桥墩的抗震设计方法进行了汇总与分析;最后,对少筋混凝土重力式桥墩的数值分析模型进行了归纳与分析。通过对现有研究的汇总发现:目前对少筋混凝土重力式桥墩的试验研究主要以拟静力方法为主,还缺少振动台试验研究其动力状态下的破坏机理及抗震性能;少筋混凝土重力式桥墩的破坏机理及其与各影响因素之间的定量关系还不明确;已提出的少筋混凝土重力式桥墩的抗震设计方法存在塑性铰区计算不合理等问题,还需要进一步的完善。为少筋混凝土重力式桥墩抗震研究提供了方向。     

Mechanisms of riverbank failure along the Arno River,central Italy

Riverbanks along the Arno River have been investigated with the aims of de?ning the main mechanisms of failure and retreat, their spatial distribution, and their causes. Geomorphological aspects were investigated by a reconnaissance of riverbank processes, for a number (26) of representative sites. Laboratory and in situ tests were then performed on a selected number of riverbanks (15). Based on the material characteristics, six main typologies of riverbanks have been de?ned, with homogeneous ?ne‐grained and composite banks representing the most frequent types. Slab‐type failures are the most frequent mechanism observed on ?ne‐grained banks, while cantilever failures prevail on composite banks. The role of river stage and related pore water pressure distributions in triggering the main observed mechanisms of failure has been investigated using two different types of stability analysis. The ?rst was conducted for 15 riverbanks, using the limit equilibrium method and considering simpli?ed hypotheses for pore water pressure distribution (annulment of negative pore pressures in the portion of the bank between low water stage and peak stage). Stability conditions and predicted mechanisms of failure are shown to be in reasonably good agreement with ?eld observations. Three riverbanks, representative of the main alluvial reaches of the river, were then selected for a more detailed bank stability analysis, consisting of: (a) de?nition of characteristic hydrographs of the reach with different return periods; (b) modelling of saturated and unsaturated ?ow using ?nite element seepage analysis; and (c) stability analysis with the limit equilibrium method, by adopting pore water pressure values derived from the seepage analysis. The results are compared to those obtained from the previous simpli?ed analysis, and are used to investigate the different responses, in terms of stability, to different hydrological and riverbank conditions. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

Reliability level III method in design of square pillar resting on weak floor stratum

Summary Current methods of design of pillars resting on weak floor strata involve only a deterministic, conventional safety factor calculation, based on material parameters treated as the mean values taken from observations. In a case where high parameters variability occurs, these methods may lead to fatal design errors resulting in excessive pillar settlement and roof falls. Therefore, to include the influence of parameters quality, the new approach based on reliability level III method was developed. Consideration was given to the identification of the system parameters importance, and to density function for the safety factor treated as a random variable. Design procedure involving floor probability of failure was illustrated by numerical examples.     

新一代天气雷达故障处理和故障标准化平台的研发与应用

新一代天气雷达是一个组成结构复杂的探测平台,各个组合之间比较分散。由于机械运转的持续性,且对运行环境要求严格,所以雷达系统易发故障。对不同类型的雷达故障进行归纳和简析,并进行归类,按照雷达故障产生的原因分类为:雷达部件故障、软件故障、灾害引起的雷达故障、虚假报警、雷达产品图像错误。天气雷达故障处理和故障标准化平台的开发将相应的成果应用于日常的气象探测设备的监控业务中,并集成到综合气象观测系统运行监控平台,以实现天气雷达故障的快速响应和维修。对2007年6月至2010年5月新一代天气雷达的运行能力进行了计算,并抽样其中2种型号的天气雷达,对故障案例进行分析研究,给出了故障的分系统分布情况。     

周边地区强震对新疆境内中强地震活动的影响分析

该文基于1950年以来新疆周边强震与境内中强地震活动的统计分析结果, 解算了1976—2007年新疆周边强震活跃、 境内相对平静时段, 周边3组强震产生的库仑应力变化, 并结合其后3年新疆地区中强地震活动特征, 分析探讨了周边强震活动对境内地震活动的影响作用。 结果表明, 新疆周边这3组强震活动对新疆境内具有一定程度的减震作用。     

桩-承台-土复合受力体的拟静力模型试验

在1.2 m×1.2 m×1.2 m小型土工箱中完成了4组采取不同桩头连接构造的单桩-承台-土复合受力体缩尺模型的低周往复水平加载抗震试验,获得了试件破坏形态、荷载-位移滞回曲线、刚度退化曲线、桩身弯矩及桩侧土压力等数据,研究了不同桩头连接构造对试件水平受力性能的影响。研究表明：桩头部位采取不同的节点连接构造措施对桩头破坏形态和破坏程度、体系耗能能力和水平极限承载力及桩身弯矩分布规律均有一定的影响,但对桩与承台侧面的土压力分布规律和大小的影响并不显著。对于桩头普通连接的情况,以桩头嵌入深度为0.5D（D为桩径）为宜。桩头加强环连接与桩头嵌入深度1.0D时的连接具有大体相当的桩头约束效果,但加强环的制作相对复杂,其约束效果和破坏形态与加强环的截面尺寸、混凝土强度及配筋参数均有关系,应进一步深入研究。     

Time-dependent stress change during failure of rocks

The energy balance of a solid subject to fracture has been explored using heat and mass transfer equations with regard to the volumetric and superficial components. In the suggested model, brittle fracture of a cracked solid considered as a heterogeneous two-phase medium is described by an equation analogous to the Griffith’s criterion for propagation of a single crack. The derived equation is used, together with estimates of relative change in specific interface area, to study the respective change of free strain energy and pressure in rocks associated with failure.     

利用前兆事件对云南地区地震进行中短期预测研究

对某些类型的主震事件, 进行中短期预测也许是可能的. 利用Varnes, Bufe和Varnes提出的破裂时间法模拟前兆地震能量加速释放模型,通过实际观测资料与理论公式的拟合, 可以建立主地震事件的中短期预测技术, 用以确定表示主震的地点、时间和震级大小. 本文使用的是云南区域台网的地震目录资料,覆盖的时间段为1965~2002年. 统计分析表明,在此37年时间内,等于或大于2.5级地震资料是相当完整的. 本文对云南地区的30次主震事件进行了模拟,其中25次主震事件由前兆序列模拟得到的预测时间和震级与实际值相当接近,主震震级预测精度约0.57个震级单位,假定已知前兆序列中最后一次事件,则预测主震发生时间误差约0.64年.对另外的5次主震事件,由于没有足够的前兆事件来充分确定前兆能量加速曲线或是存在对能量加速释放曲线的干扰事件,而不能进行破裂时间法模拟.本文的研究结果还表明,由于云南是破坏性地震和中小地震活跃的地区,因此,主地震与前兆事件最佳搜索半径不存在明显的线性关系.主震矩与系数k,m之间存在强烈的相关性,利用主震地震矩与系数的关系和限制指数m的取值范围,可进一步缩小预测时间和预测震级的最佳拟合区范围,提高了模拟主震事件的预测精度. 本文采用破裂时间法对30次主震事件进行拟合,80％以上获得了较好的结果. 显示出该方法在预测已知主震事件序列的能力方面大有希望,因此,利用前兆事件对未来主震事件进行中短期预测的前景是令人鼓舞的.     

均质边坡稳定性极限曲线法

基于滑移线场理论,按边坡坡面变形量评价其稳定性,提出均质边坡极限曲线法。该法是求有重边坡极限荷载的逆过程,也是强度折减法的对偶过程。以特征线法差分方程组（SCM）和试验方程近似公式（CCM）求得的极限坡面曲线与坡面线相交为变形破坏准则,定义了安全度（DOS）和破坏度（DOF）2个评价指标。该方法不必假设和搜索临界滑动面。经典考题和典型算例的验算表明,随着节点的增加SCM法计算精度增加,边界步长不变时,3次样条插值求得的变形破坏准则判断值不变,说明SCM算法稳定。典型算例的计算数据和图例表明,边坡角变大时边坡稳定性降低,极限坡面曲线与坡面由无交点变为有交点,证明了变形破坏准则的正确性。由2个例题计算结果对比可知,安全系数较大时,SCM法、CCM法计算结果与其具有可比性,相对于原边界条件增加了外荷载;安全系数变小时,SCM法、CCM法偏于保守。34个样本计算正确率为安全系数法67.7%,应力状态法73.5%,CCM法79.4%,SCM法70.6%,表明SCM法和CCM法正确率较高,计算结果可靠,SCM法、CCM法因素敏感性分析结论与安全系数法完全一致。在露天矿边坡稳定性和最终边坡角的分析与计算中,SCM法、CCM法结论与原报告相同,当参数变小时CCM法更有利于实践,具有一定的工程应用价值。