Modelling strain localization in granular materials using micropolar theory: numerical implementation and verification

Implementation and applications for a constitutive numerical model on F‐75 silica sand, course silica sand and two sizes of glass beads compressed under plane strain conditions are presented in this work. The numerical model is used to predict the stress versus axial strain and volumetric strain versus axial strain relationships of those materials; moreover, comparisons between measured and predicted shear band thickness and inclination angles are discussed and the numerical results compare well with the experimental measurements. The numerical model is found to respond to the changes in confining pressure and the initial relative density of a given granular material. The mean particle size is used as an internal length scale. Increasing the confining pressure and the initial density is found to decrease the shear band thickness and increase the inclination angle. The micropolar or Cosserat theory is found to be effective in capturing strain localization in granular materials. The finite element formulations and the solution method for the boundary value problem in the updated Lagrangian frame (UP) are discussed in the companion paper. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

浙江省深部地球物理研究新进展──屯溪—温州、诸暨—临海地学断面及区域重力研究成果

本文通过屯溪—温州、诸暨—临海两大剖面的重力、地磁、大地电磁的实测与研究。首次采用爆破地震、MT等当代物探新技术及综合物探等方法。横穿扬子、华南两微板块北东缘结合部，获取了地壳和上地慢结构的信息，指出浙江省域地壳呈5层结构，莫震面平均理深32km；发现了莫霍面附近的推覆析离构造。重新探讨了江山—绍兴等几条重要骨架断裂的位置与产状，确认了江山—绍兴、余姚—丽水断裂为超壳断裂。计算了剖面和浙东陆域区的火山岩厚度（一般在3km以内）；讨论了地壳深浅不同层次的主要推覆构造：在浙江区域地壳浅部存在江山—绍兴、江山廿八都—石浦、泰顺—黄岩3个推覆构造；证实浙江地壳深部构造总体框架为“两拗三隆”──浙北幔隆、萧山—常山鼻状幔隆、沿海幔隆、皖浙边界地幔坳陷及奉化—庆元幔坳陷等重要成果。为本区进一步开展地球科学研究，核电站等大型工程的选址，指导深部找矿提供了系统的综合物探资料，并对浙江一些基底构造进行延伸解释增强了结论的科学性。     

Study on stability and reinforcement of a landslide on Ji''''an-Dandong highway

This study clarified the failure mechanism of a landslide on Ji'an-Dandong highway,through the detailed analysis of its geological condition.Then based on the back analysis of the broken landslide,take limit equilibrium method to evaluate the stability of the potential landslide.The result shows that the landslide is lack of safety stock,so anchor rope is designed to reinforce the landslide.     

复杂地质条件下“双向滑动”高边坡病害机理与治理措施研究 ——以某建设场区东侧高边坡为例

文章首先提出了“双向滑动”高边坡的概念及陈述了目前研究进展,然后以某建设场区东侧高边坡为例在对其工程地质条件,前期治理工程措施与效果进行了详细介绍,最后在对该高边坡前期治理工程实施后的坡体变形特征分析、病害机理、后期补强措施的基础上得出了复杂地质条件下“双向滑动”高边坡的病害特征、形成机制、危害方式、治理理念与方法。对类似高边坡病害治理具有一定的借鉴意义。     

油田开发阶段储层平面非均质性变化特征：以胜坨油田二区东营组三段为例

以胜坨油田二区东营组三段（以下简称东三段）为例，提出以非均质综合指数为表征参数，以其平面等值图为依据研究目的层不同开发时期储层的平面非均质性。分析了开发初期、开发中期和开发后期的非均质特征，得到了不同时期非均质性的变化规律；探讨了储层平面非均质性与剩余油分布的关系。研究表明，东三段储层的平面非均质程度随注水开发而变化；开发初期以中等—较强非均质性为主，开发中期非均质性增强，开发后期以较强非均质性为主；中部非均质性相对较强，西北部相对较弱；沉积微相主体部位的非均质性变弱，侧缘部位的非均质性变强；平面非均质性增强的趋势仍将持续下去。约75%的剩余油分布在较强非均质性的储层中。     

一种新类型的辉闪石切面的结晶学方位研究

本文提出了斜交c轴但平行b轴或垂直(100)面的第三种类型的特殊切面,并通过数学运算建立其上的解理夹角与结晶学方位之间的关系,致使据已知的辉闪石的光性方位,可计算得知该类切面的光学性质。     

黄河水下三角洲差异侵蚀微地貌成因探讨

土体在动力荷载作用下,当动荷载与土体静强度的比值即循环应力比超过某一临界循环应力比时,土体才会发生累积变形和强度弱化。对黄河三角洲的调查分析可知,黄河水下三角洲浅表土体强度存在空间非均匀性,于是波浪动荷载对底床作用的循环应力比就不同。黄河水下三角洲底床经受大风暴浪作用时,浅表强度弱区的土体会由于循环应力比超过临界循环应力比而使强度进一步弱化,高强度区的土体可以处于稳定状态。通过水槽实验发现,底床强度弱区的土体在波浪剪切力作用下,会发生整体滑动现象,造成床面的剧烈侵蚀。对于黄河水下三角洲出现的局部差异侵蚀地貌,应是浅表强度弱区土体会在风暴浪作用下进一步弱化后,底床土体由于波浪剪切力作用发生整体滑动而被底流带走而形成。     

长江巫峡岸坡座滑式危岩稳定性研究——以望霞座滑式危岩为例

通过对长江巫峡望霞座滑式危岩调查研究表明,在川东平行岭谷一系列平行展布的背斜山、向斜谷的窄岭宽谷地貌格局控制作用下,长江巫峡横石溪背斜岸坡近水平的灰岩与页岩、泥岩软硬互层结构为座滑式危岩的孕育提供了有利条件;对危岩软弱基座矿物成分 X-Ray 衍射的结果表明,绿泥石、云母、蒙脱石等层状结构硅酸盐矿物含量较高,其抗剪强度低,容易产生滑动,易沿主控结构面方向形成潜在破坏面,导致岩体整体剪出,发生座滑破坏。根据危岩发育机理,将三峡地区座滑式危岩破坏过程归纳为四个阶段,即：拉裂阶段、扩展阶段、失稳阶段和后期破坏阶段;并基于极限平衡理论和岩体结构理论,推导了座滑式危岩破坏的两组结构面的应力表达式,建立了座滑式危岩稳定性分析的力学模型。将该方法运用到望霞座滑式危岩案例计算表明,天然状况下危岩稳定系数为1.19,属于基本稳定岩体;在饱和状态下,随后缘裂隙充水高度的增加其稳定系数递减,当裂隙充水高度为10 m 时,稳定系数为1.15,当裂隙充水高度为20 m 时,稳定系数为1.07。     

国标《工程岩体分级标准》应用中的几个问题

根据数个工程的实践经验,对国标应用中的几个问题:①国标在认识岩体力学性质中的作用;②工程岩体单元的划分;③结构面的统计和Kv值的选取;④岩体变形参数的估算等进行了讨论,可以作为工程岩体分级实践和国标修订时的参考。     

地下洞室开挖三维与二维有限元模型的差异分析

地下复杂洞室群的分析与计算是一个三维问题,但受计算机容量、三维网格剖分的复杂性、软件的计算能力等因素制约,实际计算时常常采用平面应变模型代替复杂的三维模型。两种模型计算得到的塑性区范围是不同的。从理论上通过Drucker-Prager屈服准则比较证明了这两种模型的差异,得到平面应变模型塑性区比三维模型塑性区大的结论。