含缺陷空间变异性岩体裂纹扩展的近场动力学模拟

天然岩体内部含有微裂纹,其裂纹的发展贯通机制一直是岩石力学研究的热点问题.此外,岩体物理力学参数的空间变异性,也会影响其强度及破坏演化过程.本文采用了一种新的随机近场动力学方法(RP D),并对含缺陷岩体单轴压缩下的裂纹发展进行模拟,该方法结合了近场动力学方法在模拟裂纹发展及随机场方法在表征材料参数空间变异性方面的优势...     

红石岩特大岩质滑坡成因和破坏模式的离散元分析

岩质边坡发生滑动不仅与其坡体结构、构造发育有关,还与外界动力因素相关。2014年云南鲁甸发生的M_S6.5地震造成多处大型滑坡及特大型滑坡,而同年云南景谷M_S6.6地震中却只造成了中小型滑坡。为了查明鲁甸地震造成大型滑坡的主要原因,本文以2014年鲁甸地震诱发的红石岩特大型滑坡为例,利用颗粒流PFC^2D离散元软件对其进行数值分析,采用软硬两种平行黏结模型解决拉压比失真的问题,分析层理、坡顶卸荷裂隙、潜在滑动面、坡体风化裂隙、地震等各因素作用下的滑坡成因和破坏模式。根据正交试验结果和坡体裂纹发展情况,探讨了地震诱发红石岩滑坡的破坏模式以及影响红石岩滑坡规模的主要因素。结果表明,在地震作用下,红石岩发生特大规模滑坡的原因为深部滑动面的形成;而深部滑动面的形成主要来源于自身由上而下的'硬-软-硬’结构的影响;红石岩特大型滑坡的失稳破坏模式可以概括为：中部软岩和边坡浅表破坏-硬岩悬空-剪切带的形成-大规模崩滑-堆积。本文的研究对地震诱发含软弱夹层反倾岩质滑坡灾害的预防、评估及治理有着一定的理论和工程指导意义。     

位场曲化平积分方程的迭代解

提出了位场曲化平的新方法. 给定观测曲面S上的位场、S对下方水平面P的相对高程,确定P上的位场. 利用由P向上延拓到S的积分式,建立这两个面上位场及相对高程三者所满足的方程,它是第一类Fredholm积分方程. 用Fourier逆变换式把这一空间域积分式化为波数域积分式,再由指数函数的Taylor展开进一步化为级数式. 积分方程的解采用逐次逼近法迭代计算,即用S上的位场观测值作为P上位场的初始迭代值,用导出的级数式求得S上的位场计算值、由S上的位场观测值与计算值之差校正P上的位场,多次迭代,直到满足迭代终止准则. 我们还给出该积分方程的波数域迭代计算方法. 模型算例表明,重力异常曲化平的均方差和磁异常曲化平的均方差分别为0.0008 mGal和0.0019 nT,在主频为2.26 GHz的笔记本电脑运行,2048×2048数据量,计算时间是975 s. 野外磁场实际资料处理也证实这种方法的有效性.     

动态冲击下锦屏大理岩力学响应与能量特性

为了分析锦屏水电站大理岩的动力学响应和能量特性,采用分离式霍普金森压杆对岩样开展了动态压缩试验,并引入分形维数定量表征试样的破碎形态、能耗特性及其与应变率的内在关系。结果表明：动态载荷下大理岩应力-应变曲线初始压密段不明显,当应变率较低时,应力-应变曲线呈现出回弹现象;试样峰值应力随应变率的增大而增加,且动态抗压强度与应变率对数呈线性关系;试样能量时程曲线呈“S”型演化,入射能、反射能及透射能均随应变率的增高而增大,动态抗压强度与能耗密度呈对数增长关系;随着比能量耗散值或应变率的增加,试样破坏程度和分形维数均逐渐增大。本文研究对提高爆破等动态荷载下岩石损伤破坏机理的认知具有一定参考价值。     

桥梁桩低应变反射波法检测及分析探讨

低应变反射波法检测技术作为一种成熟的桩身完整性检测方法,正在被广泛的应用到工程实践中。本文结合铜陵市沿新路互通立交工程桩低应变检测实例,简要介绍了低应变反射波法的基本原理,假定桩为一维线弹性直杆,建立了桩-土动力模型,结合现场测试数据对几个典型实测波形进行了分析,并且通过拟合计算,分析了桩的完整性。     

动态载荷下大理岩断口形貌特征试验研究

为了探究动态载荷下大理岩的断口形貌特征,本文先利用分离式霍普金森压杆对岩样进行不同弹速下的冲击压缩和动态劈裂试验。接着,采用钨丝灯扫描电镜对岩样断口形貌进行细观观察,对比分析了不同试验条件下岩样的断裂模式。最后,引入分形维数定量表征了岩样断口细观形貌及其粗糙程度与冲击弹速间的内在关系。结果表明:在动态载荷下大理岩断口呈脆性特性,其基本断裂模式为沿晶断裂或穿晶断裂;高弹速冲击下,岩样断裂花样变小变密,表面附着岩粉趋多;相对于动态劈裂试验,动态压缩后岩样的破碎程度要高,断口花样中穿晶断裂形式所占的比重较大;随着弹速的增加,动态劈裂和动态压缩断裂模式均由耗能较低的沿晶断裂向耗能较高的穿晶断裂转变,分形维数值相应增大,但动态劈裂试验中分形维数值比动态压缩试验的应变率敏感性更加明显。