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     

基于自愈型独立性服务组合模型的设计与实现

在网络服务中,一个用户服务请求可能同时匹配多个服务单元,如何高效可靠地组合原子服务成为亟待解决的问题.所设计的系统模型依照最新的TCP规范、通过将元服务搜索、服务自愈组合和服务验证模块相结合;能够实现服务中原子服务的准确搜索,原子服务问的最佳组合,以及最后对服务进行验证,形成快速方便的应用构架,解决电子政务、电子商务应用中巨量服务集成带来的非线性复杂问题和新的软件危机,促进服务社会合理的智能化转型.     

The simulation of transport processes in cementitious materials with embedded healing systems

A new model for simulating the transport of healing agents in self-healing (SH) cementitious materials is presented. The model is applicable to autonomic SH material systems in which embedded channels, or vascular networks, are used to supply healing agents to damaged zones. The essential numerical components of the model are a crack flow model, based on the Navier-Stokes equations, which is coupled to the mass balance equation for simulating unsaturated matrix flow. The driving forces for the crack flow are the capillary meniscus force and the force derived from an external (or internal) pressure applied to the liquid healing agent. The crack flow model component applies to non-uniform cracks and allows for the dynamic variation of the meniscus contact angle, as well as accounting for inertial terms. Particular attention is paid to the effects of curing on the flow characteristics. In this regard, a kinetic reaction model is presented for simulating the curing of the healing agent and a set of relationships established for representing the variation of rheological properties with the degree of cure. Data obtained in a linked experimental programme of work are employed to justify the choice and form of the constitutive relationships, as well as to calibrate the model's evolution functions. Finally, a series of validation examples are presented that include the analysis of a series of concrete beam specimens with an embedded vascular network. These examples demonstrate the ability of the model to capture the transport behaviour of this type of SH cementitious material system.     

含裂缝压实膨润土的渗透性能研究

为评价膨润土裂缝的自愈合效果,通过渗透-饱和试验,研究了不同裂缝形态、数量的压实膨润土试样渗透系数的变化规律,采用统计学方法分析了各组试样渗透系数的差异性.研究显示：在饱和过程中,干密度为1.2 g/cm3的含裂缝压实膨润土的渗透系数随时间呈逐渐递减趋势,且含裂缝试样渗透系数与完整试样渗透系数之间无显著性差异.表明裂缝形态和数量对压实膨润土的渗透性无显著影响,压实膨润土具有良好的自愈性能.     

冻融作用对垃圾填埋场防渗层性能的影响

建立系列模拟实验研究了冻融作用对垃圾填埋场防渗层防渗和去污性能的影响。实验结果表明：冻融作用对垃圾填埋场防渗层有一定的破坏作用,对渗透系数和污染物的去除能力均有重要影响;冻融前的渗透系数均低于国家标准（1.0×10^-7 cm/s）,冻融后防渗层的渗透系数增加2～6倍;防渗层对COD、Cl^-和NH⁺₄的去除率分别从冻融前的68.6%、31.6％和70.5％变为86.2%、18.2％和23.0％。     

考虑自愈合效应的泥岩巷道开挖扰动区渗透性反演分析

泥岩自愈合特性是核废料库选址评价及储库安全稳定性分析的一项重要研究内容。以某泥岩高放废物处置库为研究背景,在室内和现场试验的基础上,采用指数模型建立了巷道围岩渗透性分布模型和裂隙渗透性自愈合模型;结合巷道围岩孔隙水压力的多年观测资料,通过建立能够反映实际施工过程的水-力耦合计算模型,采用精确罚函数法以及Nelder-Mead算法相结合的有限元优化反分析程序,对巷道围岩渗透性参数进行反演研究。结果表明：反演所得的围岩渗透系数量级与试验值量级均为10-12 m/s,反演孔隙水压力值与实测值比较接近;围岩垂向渗透系数的扰动程度和范围明显大于水平向渗透系数,垂向渗透系数提高了2个数量级,扰动范围约为25 m,渗透性恢复到初始水平时间约需5 a。     

典型红层滑坡滑带土自愈合效应试验研究

在滑坡稳定性分析和设计计算中往往选用滑带土的残余强度值,但许多研究发现滑带土在稳定期会有自愈合现象发生,表现为抗剪强度的提高。对于以蠕滑为主的红层滑坡,自愈合恢复值应该在滑坡稳定性评价中予以考虑。通过对典型红层滑坡滑带土样进行“剪切―保持―剪切”试验,研究处于残余状态下的剪切面在不同法向应力、不同保持时间下的愈合情况,并进行相应的分析与讨论。试验结果表明：（1）残余状态下的土样在保持一定时间后再次剪切出现明显峰值,证明了剪切面自愈合效应存在,但是继续剪切时恢复的强度随位移快速消失;（2）随着保持时间的增长,剪切面的强度恢复值越来越大;（3）剪切面的自愈合相比法向应力更依赖于保持时间。将得到的摩擦系数值运用断层强度恢复经验公式拟合,提出不同法向应力下常数A的取值,可在滑坡安全系数计算中参考。     

三趾马红土失水收缩裂缝演化规律研究

黏性土失水收缩开裂对人类工程活动影响显著。通过设计室内试验监测装置,对重塑三趾马红土开展干燥脱湿试验,并运用数字图像定量处理技术获得其干缩裂缝演化的动态定量数据,发现其裂缝演化规律与传统规律（裂缝面积、平均宽度在干燥过程中始终增长,最终趋于稳定）有所不同,表现为试样裂缝在干燥中期出现收缩现象,呈现裂缝的自愈性。随后提出裂块理论深入分析了此现象的产生机制,并引入愈合度概念,研究了不同初始含水率下试样裂缝的愈合规律,结果表明：（1）初始含水率对试样裂缝愈合度影响显著,初始含水率越低,试样裂缝越早开始愈合且最终愈合度越大;（2）干密度1.7 g/cm3的试样在40℃脱湿条件下,试样最终愈合度与初始含水率呈良好的线性关系。