中高温三轴应力下鲁灰花岗岩热破裂声发射特征的试验研究

在中高温三轴应力作用下岩石内部物理化学性质和结构特性将发生变化,随着岩石内部结构的变化会引发一系列的声发射现象。通过试验研究了大试件花岗岩在三轴压力状态下声发射随温度的变化规律。试验研究表明：①随着温度升高,岩石的声发射现象是间断发生的;②花岗岩存在一个开始发生热破裂的门槛值温度,其值为120 ℃左右;③试验温度范围内花岗岩热破裂的声发射现象可分为5个阶段,即岩石原生裂隙整合阶段、热破裂前声发射静默阶段、热破裂声发射阶段、大规模热破裂后声发射静默阶段、二次热破裂开始阶段。     

水下盾构隧道渗流场应力场耦合效应研究

在高水压条件下施工水下盾构隧道,渗流场对于结构及围岩应力场有很大影响。结合重庆主排水过江盾构隧道的修建,针对不同水压情况下的盾构隧道,采用有限元法对围岩及结构的渗流场和应力场进行耦合分析,获得施工期管片应力、位移及孔隙水压力分布。重点研究了管片的水压力分布规律,并与现场试验进行相互验证。结果表明：耦合效应下隧道管片需要承担更大的拉力,在设计中应按更不利工况进行配筋。所得结论为类似工程的设计施工提供有了益参考及依据。     

Crack damage stress as a composite function of porosity and elastic matrix stiffness in dolomites and limestones

Twenty-five uniaxial compression tests were performed to determine stress at onset of dilation, referred to herein as “the crack damage stress,” in heterogeneous dolomites and limestones. A simplified model for crack damage stress (σ_cd) is developed here using porosity, elastic modulus, Poisson's ratio and three empirical coefficients. The model shows that when porosity decreases and elastic modulus increases, σ_cd rapidly increases and approaches its maximum value. On the other hand, when porosity increases and elastic modulus decreases, σ_cd rapidly decreases and approaches its minimum value. The proposed model is validated for six heterogeneous limestone and dolomite formations which are widely distributed in Israel.     

内力线定性描绘应力场方法及其在地质构造研究中的应用

为了简化地质构造力学分析，本文探讨了用内力线来描绘应力场的方法，仿照用磁力线描绘磁场的做法，约定以从外力作用点，支承点等处发出的一族主应力迹线为代表内力传递路径的“内力线”，根据弹性理论绘制了部分简单应力场的内力线图，阐述了以简单应力场内力线图为基础绘制复杂应力场内力线图并对之进行分析的方法，同时，文中还对这一方法在山字型构造体系和断裂等板内构造应力场分析，隐伏或未知构及地质的推测，地震预报等方面的应用做了尝试。     

强胁迫力使脆弱环境突变——松辽平原百年开发史例证

以松辽平原为案例,首次提出并论证了"人类强胁迫力作用于脆弱环境系统必将导致生态环境突变"的命题。而这种突变机理又对"人类力是现代环境变化的第一驱动力"的论点提供支持。文章运用了区域学原理,对区域综合要素进行了分析,判定区域属于脆弱系统;运用地理景观理论,构建了距今约150年、100年、50年和现今(2000年)共4个时期的区域生态景观模型,揭示出人类逐阶强化胁迫的过程,并结合遥感分析,首次识别出松辽平原大面积荒漠和半荒漠;引进系统突变模型,论证了生态环境突变过程的存在及所特有的快速扩张性,可导致重大生态灾难--荒漠化过程失控。文章建议应认真研究中国广大地带的环境突变问题,制定科学合理的环境战略,应对全球环境变化的挑战。     

岩层移动动态过程的离散单元法分析

采动覆岩动态发展过程受地质、采矿条件诸多因素的影响,是一个十分复杂的时空过程。通过离散单元法数值模拟,揭示了综放开采条件下采场上覆岩层动态发展规律,特别是覆岩离层缝隙的分布规律、发展形态、空间位置以及与地质采矿条件的关系,揭示了工作面推进过程中,采场上覆岩层中重新分布的应力大小、方向及其发展变化规律,该应力的存在和变化规律是确定井下开采方法、支护方式的依据。     

青藏高原东缘中更新世伸展作用及其新构造意义

基于区域TM遥感影像资料解译和野外构造地貌调查以及晚第四纪沉积物光释光测年分析,论述了青藏高原东缘复杂地貌边界带晚第四纪伸展构造及其构造地貌特征。结果显示,伸展构造主要见于下列几个构造带:沿南北走向的安宁河谷地、大凉山构造带、若尔盖盆地、岷江断裂带等。其典型的地貌特征表现为充填晚第四纪沉积物的狭窄河谷。根据盆地沉积物的地层时代和年龄推断,正断作用主要发生在中更新世时期,大约起始于早更新世末期(1.2～0.9Ma),结束于中更新世晚期(100～200ka)。晚更新世以来,构造体制转化为走滑—逆冲机制。青藏东缘中更新世伸展构造作用可能与该地貌边界带晚新生代造山后的高原垮塌有关。     

基于广义位势理论的弹塑性模型的修正方法

广义位势理论为岩土材料的本构关系研究指出了更开阔的数学背景。基于广义位势理论可以构造出基于应力空间的模型,也可构造出基于应变空间的模型,利用两者之间的对称关系,把常规基于应力空间的模型直接转换到应变空间中,对本构模型自身无需做任何改动。基于广义位势理论也可以对已有的本构模型进行修正,比如,可基于广义位势理论对剑桥模型进行修正,这种修正可使模型利用三轴试验的部分成果,比单纯使用压缩试验的成果要好一些。另外,也初步探讨了模型的三维化问题。     

土体疲劳对打桩分析的影响

在动力沉桩过程中,桩长时间连续运动导致桩侧土体强度的降低,使土体产生疲劳效应。结合一维应力波动理论,桩土相互作用模型和土体疲劳的不同计算方法,编制计算软件,对渤海某油田采油平台的桩基工程进行打桩分析,预测沉桩过程所需的锤击数、桩周土静阻力以及桩的极限承载力。比较不同的桩侧土体疲劳计算模式的分析结果,并用工程实测数据验证计算值。为工程设计和施工提供参考。     

海底双层管单层连接管道结构受力分析

粘性高的海洋石油通常需要通过海底保温管道加温输送.温度变化会引起管道变形,并在管壁内产生较大的温度应力.同时,管道正常运营期间还受到管道内压、外压、管内流体粘滞力和土体摩擦力等环境荷载的作用.复杂的环境可能导致海底管道轴向应力过大发生破坏.为了提高铺管效率,提出了双层管单层连接管道这一特殊管道形式,并从理论上分析温度变化和环境荷载对该管道的影响,计算正常运行时管道不同位置处横截面内最大Von-Mises应力.最后得到了Von-Mises应力沿管道轴线分布情况,发现内管和单层连接管的应力一般比外管大,变径管和内管的焊缝处是Von-Mises应力最大的地方.