基于FLAC3D的改进Burgers蠕变损伤模型的二次开发研究

岩石的流变变形对于岩质边坡和地下结构产生重要影响,其时效特性越来越引起人们的关注。然而通用分析软件所提供的岩石流变本构模型均有其特定的使用范围,往往不能满足工程数值分析的需要。考虑到岩体中参数劣化造成的影响,采用了一个变参数的改进Burgers蠕变损伤模型,该模型认为岩体的蠕变参数是随时间因子逐渐弱化的,这弥补了FLAC3D自身流变模型的不足,并利用FLAC3D（Version 2.1）提供的二次开发程序接口,分析了蠕变损伤模型二次开发程序运行的基本原理,给出了该模型具体的程序框图和代码编写中应该注意的关键问题。介绍了该模型的几种退化形式,通过算例分别验证了该模型黏弹性、塑性和损伤的力学性质,分析了损伤参数对蠕变曲线的影响,并由此介绍了验证流变模型二次开发程序正确性的一般步骤。由于采用了面向对象的编程技术,FLAC3D二次开发接口简单实用,研究思路可为其他流变本构模型的二次开发提供参考。     

不同卸荷速率下岩石强度特性研究

卸荷条件下的岩石强度特性研究对于分析开挖作用下岩石工程的安全性具有极为重要的意义。卸荷试验中影响岩石强度的因素很多,包括岩性、卸荷点的位置、卸荷应力路径和卸荷速率等,以锦屏大理岩为对象,重点研究卸荷速率对强度的影响。提出用屈服接近速率来统一表征加荷和卸荷下的应力增加或减小的速率,通过比较加荷和卸荷条件下的屈服接近速率表明,当围压卸荷速率为常规试验轴向应力加荷速率的0.2～0.3倍时,两种应力路径下接近破坏时的屈服接近速率相当。通过2D弹塑性细胞自动机的数值试验和大理岩的室内卸围压试验来验证理论分析的结果,表明:围压卸荷速率越大,岩样的强度就越高;当卸荷速率为常规轴向加荷速率的0.2～0.3倍时,卸荷和加荷路径下的强度相当。从而得出结论:对于各种卸荷应力路径,如果卸荷点处于弹性范围内,当接近破坏时的屈服接近速率一定时,应力路径对强度的影响不明显。     

杨房沟坝址高边坡工程地质特征及稳定性评价

为掌握杨房沟坝址高边坡稳定性情况及治理措施,采用现场调查及室内分析计算方法对河谷高边坡岩体工程地质特征及稳定性展开了全面研究。得出以下结论:高边坡花岗闪长岩可划分为块状、次块状及镶嵌结构等类型;边坡岩体质量从坡面向内分别为Ⅲ2、Ⅲ1、Ⅱ类,Ⅳ类岩体很少;天然边坡存在松动张裂、楔形体滑动及崩塌等破坏形式,控制性结构面为顺河向卸荷裂隙;从河谷演化角度通过数值模拟方法分析现今边坡应力分布、塑性区范围、变形规律及总体稳定性,认为坝址区天然边坡整体稳定性较好,降雨或地震等不利条件边坡可能存在浅部块体滑移失稳。     

克拉美丽气田石炭系火山岩复杂岩性岩电特征

准噶尔盆地东部克拉美丽气田石炭系火山岩岩石类型复杂多样,且同一岩性由于结构、构造和成分的差异,电性特征差异亦较大,岩性识别困难。本文通过对该区14口井取心段岩电关系研究,认为自然伽马、电阻率、密度三种曲线岩性特征响应明显; 电阻率、中子、密度、声波四条曲线对火山岩岩石构造特征响应明显。并编制了岩性和岩石构造测井识别交会图版11张。进而利用电测资料识别出该区11种火山岩岩石类型: 正长斑岩、二长斑岩、玄武岩、粗面岩、英安岩、流纹岩、霏细岩、沉凝灰岩、熔结凝灰岩、火山角砾岩和熔结火山角砾岩; 识别出5种岩石构造类型: 正长斑岩中气孔及块状构造和玄武岩中杏仁、碎裂及块状构造。通过本区12口钻井取心后验,测井识别结果与钻井岩心分析结果吻合良好,可作为地区性火山岩测井岩性、岩石构造识别模式。     

安徽省巢湖地区二叠纪栖霞组、孤峰组硅质岩地球化学特征对比及大地构造背景分析

为探讨下扬子地区二叠系硅质岩的硅质来源和形成背景,以巢湖地区二叠纪栖霞组和孤峰组硅质岩为研究对象,收集了前人大量有关栖霞组和孤峰组的研究成果和数据,并对采自栖霞组和孤峰组硅质岩样品进行了主量元素、微量元素、稀土元素测试。栖霞组、孤峰组硅质岩样品测试结果显示,硅质岩的稀土元素经北美页岩标准化后的配分曲线近似平坦型向左倾斜,有弱Ce负异常,且HREE弱富集,反映了热水沉积硅质岩的特征。研究区硅质岩样品的Al Fe Mn三角图中,样品投点分布较广,即Al比值变化范围较大,认为是岩浆在喷发过程中受硅-铝质陆壳混染作用的结果。结合沉积环境判别指标分析认为：栖霞组硅质岩沉积时期其沉积环境主要为大陆边缘环境;孤峰组硅质岩沉积时期其沉积环境为大陆边缘-海盆过渡环境。从栖霞组到孤峰组沉积时期,海侵规模不断变大,水体变深,海盆面积扩大,研究区在不同时期沉积环境存在差异。研究区栖霞组、孤峰组硅质岩的沉积与大陆边缘裂陷活动紧密相关。     

山东莱芜盆地碳酸盐岩热液溶蚀特征及水文地质意义

鲁中山区莱芜盆地在燕山期发生大规模岩浆侵入活动,岩浆岩体外围碳酸盐岩区分布有水源地、富水块段等岩溶发育富水区,且靠近岩体含水层多发生大理岩化。富含CO₂、H₂S等酸性成分的岩浆热液流体,能对碳酸盐岩产生明显的溶蚀作用。基于岩石样品化学组分分析、水文地质调查及数据统计分析、热液溶蚀地质点详细观测,构建热液溶蚀模式,对莱芜盆地及外围热液溶蚀特征及机理进行研究。结果表明:高温高压岩浆侵入使得接触带碳酸盐岩发生热液变质大理岩化;沿渗透性断裂、裂缝以及不整合面等运移的热液流体,对碳酸盐岩地层产生酸性热液溶蚀和混合溶蚀作用,形成不同规模溶蚀孔洞,构成地下水富集空间,为寻找城镇地下水后备水源地提供新方向。     

横向锚固大试块岩体单轴压缩力学特性数值试验研究

锚固技术是岩土工程中的一个主要支护手段之一,如何揭示锚索（杆）与岩石的复合作用机制锚固和失效形态,越来越成为关注的焦点。采用FLAC数值方法,对大试块横向含锚岩体的单轴压缩条件下力学性态进行了试验研究,结果表明：锚索（杆）与围岩的复合增强机制不仅与外载的大小有关,而且与锚固界面的力学性质有很大关系。随着锚固界面凝聚力的减小,锚固界面和锚索轴向的应力值都将减少,即锚索（杆）增强承载能力下降。当凝聚力减小到一定数值时,锚索（杆）将脱黏而产生滑动,导致锚固失效,因此,提高锚固界面的黏结力是保证锚固效果的关键之一。大试块锚固体的实验室岩石力学试验无论是试块加工还是试验过程,将十分困难和繁琐。采用数值模拟方法代替实验室试验,具有省时、经济、可视性强等优点,是今后研究锚固体力学性态的重要途径,具有推广应用价值。     

三江中段侵入岩航磁异常特征及找矿作用

根据西南三江中段维西-宁蒗地区1:20万高精度航磁勘查结果,对比已知中酸性侵入岩体的磁异常特征,发现多处磁异常与已知中酸性岩体相对应,结合物性及地质、重力、化探等资料新圈定数十处近地表或隐伏的中酸性侵入岩.通过对这些岩体与已知矿产的关系分析认为,中酸性侵入岩与金、银、铜、铅、锌多金属矿产关系密切,因此,这些侵入岩体是间接寻找上述矿产的有利地带.     

软岩井巷喷射混凝土抗渗机制及模拟试验研究

针对豫西滑动构造区软岩巷道在喷射混凝土支护条件下的抗渗性能问题,从立方定律基本理论着手,结合地下水层流渗透特点,按照不同的施工条件进行了黏结面渗透性能的模拟试验,并导出了相应的计算公式。通过试验结果的对比和分析,可以清晰了解到岩性、粗糙度、界面剂和大型刻槽等各种影响因素之间相互作用的过程和机理。即：（1）黏结面作为结构上的薄弱面,其渗透性要远远大于岩体和混凝土本体的渗透性,而粗颗粒软岩黏结面的渗透性也要远远大于相应的细颗粒软岩;（2）限制岩体结构面的粗糙度、使用各种界面剂以及布置适当的人工刻槽均能提高黏结面的抗渗性能;（3）岩体结构的荷载条件是黏结面渗透性能的一个重要影响因素。     

辽宁省岩石环境系统信息化初探

根据辽宁省岩石环境质量现状,初步探讨岩石环境系统的信息化发展与建设设想.认为信息化是落实科学发展观的有效途径,是实现可持续发展的必由之路,是促进环境资源保护的有力武器,是环境科技水平的衡量标志,它有利于社会、经济、资源、环境更快更好地协调发展.