泥岩渗流-应力耦合蠕变损伤模型研究(Ⅰ):理论模型

在室内和现场试验的基础上,根据泥岩的非线性蠕变变形特点,构造了基于摩尔-库仑准则的蠕变势,建立了泥岩非线性蠕变损伤本构模型及其损伤演化方程;对泥岩裂隙自愈合机制进行了探讨,得到围压、孔隙水和饱水时间是影响裂隙愈合的主要因素,通过引入愈合应力和水化学愈合因子的概念,建立了泥岩渗透性自愈合模型。研究结果表明,泥岩非线性蠕变是其内部结构损伤在蠕变过程中的综合表现,泥岩的蠕变速率不仅与应力水平、时间相关,而且还与累积蠕变变形密切相关,提出的模型能较真实反映泥岩蠕变变形过程、损伤演化、渗透性演化和裂隙自愈合,且材料常数较少,便于从实验数据中获得。文中涉及到的数值算法、程序实现、模型参数的确定以及工程应用将在本文的Ⅱ部分给出     

基于弹性能演化全过程的岩石脆性评价方法

脆性对岩石破裂模式及损伤演化过程具有重要影响。本文对采自某铁路隧道群的6种不同岩性的脆性岩石开展单轴压缩试验,在分析其应力-应变过程、破坏模式和能量演化特征的基础上,综合考量峰前弹性能积聚率、峰后能量耗散程度及耗散速率,建立一种基于岩石应力-应变曲线全过程的脆性指数计算方法,进一步基于能量耗散表征损伤变量,分析了脆性岩石损伤演化过程,并探讨了从损伤演化角度建立脆性评价指标的可行性和合理性。结果表明: (1)试验所采用的6种不同岩性岩石应力-应变曲线峰后段均表现出不同程度的脆性跌落现象。(2)基于本文建立的脆性指标对6种岩石进行脆性定量评价和比较,脆性程度由大到小依次为: 辉长岩、变质砂岩、石英片岩、粗粒花岗岩、板岩、大理岩。(3)单轴压缩条件下,基于能量耗散表征的脆性岩石损伤演化过程整体呈“S”型发展趋势,可分为初始损伤、损伤保持、损伤稳定发展、损伤加速发展以及损伤减缓至终止5个阶段,能够很好地反映岩石内部微裂纹压密闭合、萌生发育、扩展贯通直至宏观破坏的整个过程。     

生血通便颗粒治疗血虚肠燥型脓毒症胃肠功能损伤的临床研究

目的：观察生血通便颗粒治疗血虚肠燥型脓毒症胃肠功能损伤的临床疗效。方法：将60 例血虚肠燥型脓毒症胃肠功能损伤患者随机分为治疗组和对照组,每组各30 例。2组均予西医常规基础治疗,对照组在此基础上加用马来酸曲美布汀治疗,治疗组在对照组基础上再加生血通便颗粒治疗,疗程均为14 d。观察2组综合疗效和治疗前后炎症指标［白细胞计数（WBC）、C-反应蛋白（CRP）、降钙素原（PCT）］水平、序贯性器官衰竭（SOFA）积分、胃肠功能损伤积分、腹内压、血清二胺氧化酶(DAO)水平及中医证候积分。结果：总有效率治疗组为86.67%（26/30）,明显高于对照组的60.00%（18/30）,差异有统计学意义（P<0.05）。治疗后2组炎症指标(WBC、CRP、PCT)水平、SOFA积分、胃肠功能损伤积分、腹内压、DAO水平及中医证候积分较治疗前均有所下降,且治疗组下降幅度均大于对照组,差异有统计学意义（P<0.05或P<0.01)。结论：生血通便颗粒治疗血虚肠燥型脓毒症胃肠功能损伤,能减轻患者炎症反应、降低SOFA和胃肠功能损伤积分、降低腹内压及血清DAO水平、改善中医证候,值得临床推广运用。     

湘黔桂交界区富禄组与富禄间冰期的再划分

在中国南华系层型剖面优选区之一——湘黔桂交界区,富禄间冰期可再分为3个相对较暖热的气候阶段(间冰段)和2个相对寒冷的气候阶段(冰段),即(自老而新)：三江间冰段、龙家冰段、烂阳间冰段、两界河冰段、大塘坡间冰段。相应地,富禄间冰期沉积地层——富禄组可分5个段,即：三江段、龙家段、烂阳段、两界河段、大塘坡段。另外,对古城组和铁丝坳组层型的湖北长阳古城剖面、贵州松桃大塘坡剖面和相关资料的再研究揭示,“古城组”和“铁丝坳组”都是富禄间冰期晚冰段(即两界河冰段)的沉积,均不宜替代长安组作为南华纪早冰期沉积的代表。     

锦屏二级水电站引水隧洞爆破开挖损伤特性研究

爆破开挖导致的围岩损伤是围岩稳定性的重要影响因素。采用数值分析及现场检测的方法研究了锦屏二级引水隧洞岩体爆破开挖损伤特性。数值模拟结果表明,引水隧洞开挖引起的围岩应力重分布是围岩损伤的主要原因,爆炸荷载和应力重分布的耦合作用将增大引水隧洞围岩损伤区范围,增大的损伤深度可达1.5 m,考虑开挖荷载瞬态卸荷动态损伤效应的损伤区范围最大,较单独考虑围岩地应力准静态重分布所导致的损伤深度可增大1.9 m,平均损伤深度增大近1倍。现场检测成果较好地验证了数值模拟结果,表明爆破开挖可显著增大围岩的损伤范围。锦屏二级水电站引水隧洞开挖过程中,不可忽视爆炸荷载及开挖瞬态卸荷对围岩的损伤作用。     

岩土力学研究的一些反思

传统三轴试验径变形的测量多采用链式环状传感器,假设试件为对称破坏,呈X型或沿中心轴对称破坏为合理测量方式,绘制偏应力与体积应变曲线斜率没有意义,如果在三向等量加卸载下斜率具有含义。弹性阶段比例极限和峰值应力恒定,外加应力大于比例极限应力时比例极限和峰值应力随损伤变化。破坏区荷载与位移关系曲线是材料力学与结构综合体现,应将应力和应变改为视应力与视应变;传统的迟滞回线面积是能量耗散表征是不正确的,应是能量存储、转换和耗散表征;沿中心轴破坏应为拉破坏,能很好地解释岩体中拉裂纹现象,因此提出循环加卸载试验以卸载曲线线性段作为材料参数确定依据。对于孔隙连通材料,施加应力大于比例极限应力,在不排水任意应力状态水压力卸载至0,以卸载曲线的线性段决定相应材料参数,建议传统三轴试验改为50 mm×50 mm×100 mm六面体试件。在比例极限应力内,损伤变量恒定,在外加应力大于比例极限应力时,沿应力主轴各方向损伤演化不一致,且随应力路径变化。     

岩土应变损伤变量测度研究

岩土材料变形破坏损伤测度关系到其稳定性计算结果的可靠性。在考虑了现有岩土损伤模型不完备性的基础上,分析了岩土材料的损伤值存在上限1的非可达性,提出了以应变对线弹性本构曲线的偏离量（差应变）与应变的比值作为损伤量度的方法。根据试验结果进行计算分析表明,其可对初始损伤和临界损伤进行准确计算。同时,根据岩石脆性破坏试验,指出岩石在由弹性阶段向非弹性阶段过渡时存在材料损伤度的陡增区间,其与岩石材料内部微裂纹的扩展与相互屏蔽作用有关,在这个区间岩石的应变和损伤会出现局部化集中。     

苏北榴辉岩中金红石的微量元素地球化学特征

本文利用电子探针分析了苏北地区三类榴辉岩中金红石的Nb、Cr和Zr含量,在Zaek et al．（2002）的金红石Nb-Cr图解中,三类榴辉岩的原岩均为镁铁质岩,但它们具有不同的地球化学特征,即（1）小焦G类金红石榴辉岩中金红石的Nb含量最低,平均值为68ppm,而其它两类榴辉岩中金红石的Nb含量较高,平均值介于192～255ppm;（2）蓝晶石榴辉岩具有极高Cr含量,均值6106ppm,而许沟P类榴辉岩中金红石的Cr含量也较高,均值1233ppm,金红石榴辉岩中金红石Cr含量最低,均值为183ppm。利用Zaek et al．（2004）提出的金红石地质温度计,计算得出许沟P类榴辉岩的金红石形成温度介于600～751℃,平均温度689℃;演马厂M类榴辉岩的金红石温度介于507～641℃,平均温度557℃;小焦G类金红石榴辉岩金红石的形成温度介于541～673℃,平均温度613℃;新扬昌G类蓝晶石榴辉岩的金红石形成温度介于541～655℃,平均温度603℃。一种可能的解释是,榴辉岩在拆返过程中退变质作用明显,流体活动强烈,导致金红石中Zr扩散丢失,金红石中Zr含量不同程度地受到角闪岩相退变质过程中再平衡作用的影响,致使计算的温度偏低。     

民和盆地中侏罗统煤-油页岩层系生油特征

本文简要论述了民和盆地中侏罗统含煤及油页岩层系的生油特征，探讨了盆地独特的石油地质和地球化学条件。原油主要地化特征为:Ｐｒ/Ｐｈ比值偏高（２.６５-３.１５）、甾烷/藿烷比值极低（０.０３）、Ｃ_２７甾烷较丰富、Ｔｓ/Ｔｍ＞１低硫芴/氧芴比值、较高含量的Ｃ_２９降新藿烷及重排藿烷类化合物及相对丰富的长链联苯及烷基四氢萘系列化合物。中侏罗统煤－泥页岩层系含生油潜力明显不同的多类型油页岩，多数油页岩属由藻类和陆生高等植物母质组成的混合型有机质，沉积环境为淡水－微咸水弱氧化条件，其地化特征也表现为高Ｐｒ/Ｐｈ比值（平均为１。９８），低甾烷/藿烷及低硫芴/氧芴比值等特征。某些油页岩富含Ｃ_２９降新藿烷及重排藿烷系列化合物，它们应为主力源岩。油页岩多含再沉积型或沉积改造型有机质。异常地热作用对源岩演化及原油地化特征有重要影响。