A Preliminary Study of Shear Wave in Seafloor Surface Sediments

This article preliminarily reports and analyses the transmission characteristics and behaviors of shear wave in the offshore seafloor surface sediments in China, discusses the relationships between the physical and mechanical features of the shear wave and the compression wave, and compares the testing results with that of Hamilton and Chen et al. The result shows that the shear wave can be tested if the seafloor surface sediment has tangent modulus. The shear wave velocity ranges from 50-600 m/s and the measuring frequency from 50-200 kHz. The sound velocity rate of shear wave and compression wave can be used to appraise the stress-strain feature of seafloor surface sediments. This study provides a basis for further describing and appraising the seafloor sedimentary acoustic-mechanical feature and building a geological-acoustic model on China's offshore sea area.     

A non-linear stress-stiffness model for geomaterials at small to intermediate strains

A double exponential fitting model (DEFM) capable of expressing the non-linear stress-stiffness relationship of geomaterials has been proposed by Shibuya et al. (1997). The model comprises two material constants; the elastic stiffness at very small strains and the strength, together with other free parameters to determine the complete stress-stiffness relationship. In this paper, the capability of the original function used for DEFM in simulating the tangent stiffness-stress relationship of geomaterials is first discussed. Second, the methods for determining the free model parameters, as well as its conversion to obtain a stress-strain relationship are proposed. The applicability of DEFM to predicting non-linear stress-stiffness relationship is examined in detail in a total of forty-nine fitting cases of compression test data on sedimentary rock, artificial soft rock and soft clay. It is found that the DEFM is effective in expressing the non-linear stress-stiffness relationship of various kinds of geomaterials at small to intermediate strains, say less than 0.5%. The superiority of this model compared to other fitting models currently in use is also demonstrated in some of the fitting cases.     

沉降-时间曲线呈“S”型的证明及其应用——从土体本构关系

从土体本构关系出发,严格证明了在线性加载或近似线性加载情况下(这和岩土工程实际加载相类似),沉降-时间曲线呈“S”型,并由此建立了新的沉降-时间预测模型,工程应用证明了该模型的合理性。     

断层周围的弹塑性区及其地质意义

采用弹塑性有限单元方法 ,通过模拟符合实际状况的逐步加载过程所引起应力场和塑性形变区的研究 ,得出如下结果 :①在塑性或韧性剪切形变情况下 ,断裂或形变带的共轭剪切角往往大于 4 5° ;②在双向挤压应力条件下 ,先存断裂的前缘部位没有拉伸应力存在 ,但可能有伸展形变发生 ;③与最大主压应力夹角为 3 0°～ 90°的断层前缘是偏应力的优势方位 ,容易发生塑性剪切形变 ,特别是夹角为 60°左右的断层是最易发生新的构造活动的断层 ;④多数断层两侧一定范围内以及断层内部是相对的低应力区。这些应力的低值区 ,非常有利于矿液和油气的运移、聚集和成藏。     

井筒及围岩应力,应变观测方法研究

采用最新研制的岩体应力、应变匹配传感器对西安立井煤柱开采引起的井筒附加应力特别是对井筒穿过断层附近产生的附加应力进行了较系统的观测，并对观测结果进行了分析和总结。     

冻结粘性土的变形分析

通过三轴压缩试验条件下冻结粘性土变形分析,发现冻结粘性土的体应变明显不为零,随荷载的变化而变化。加荷初期试样体积收缩。但随着荷载的进一步增大而变为膨胀;轴向应变则随偏应力的增大而磁大,表现出明显的粘塑性特征。应力－应变曲线上的准弹性段、屈服处和粘塑性段刚好分别对应体变曲线上的体缩段、体缩量大处和膨胀段。根据冻结粘性土变形曲线。给出了考虑体变形的应力－应变关系。     

轻量砂变形及强度特性三轴试验研究

通过三轴试验系统研究了新型土工材料--轻量砂的变形及强度特性。结果表明,不同的配比、龄期使轻量砂具有不同的原生结构强度,围压使不同原生结构强度的土样处于剪胀或剪缩状态,导致发生应变硬化、应变软化以及相应状态下孔压的3种对应形态变化。变形模量随EPS（发泡聚苯乙烯）球粒掺入比的增大而线性减小,随水泥掺入比、龄期增大而线性增大,相同配比的土样变形模量与围压关系不大;三轴抗压强度随EPS球粒掺入比增大而呈负指数关系减小,随水泥掺入比、龄期、围压增大而线性增大,存在水泥掺入比阀值;土骨架转换效应对于土样强度的影响很大,造成了土体单轴、三轴抗压强度分带,高水泥掺入比能够大大弱化EPS颗粒的土骨架效应。结合前人成果,系统地研究了轻量砂密度、无侧限抗压强度的影响因素,引入材料学中比强的概念,提出了单价比强图结合配方公式的方法,对轻量土砂进行配方优化。分析了轻量土砂应力-应变关系转型问题,提出采用无侧限抗压强度来表征不同配比、龄期轻量土砂的原生结构强度。通过试验与数理统计,建立临界围压与原生结构强度的关系,为数值模拟计算与建立本构模型奠定了基础。     

邢东矿井构造特征及应力应变场分析

邢东矿井位于太行山隆起带与华北沉陷带的过渡带,通过区域构造应力-应变场分析,本区先后经历了由挤压-拉张的变形过程,变形强度由弱到强。海西期构造应力影响较弱,印支期-中燕山期构造应力作用较为强烈,形成了大量的挤压结构面和压缩构造．燕山晚期-喜山期是构造形成的最终阶段,以拉张伸展变形为主,现今的多数正断层的断裂结构面仍保存有先期的挤压结构面特征。区内构造以断裂构造为主要形式,断层组合形式多样,这些构造形成期次不同,北西向断裂对北东向断裂具有限制作用。     

饱水岩石加载变形过程中视电阻率–渗透率的关联性

根据岩石受载变形破坏过程中视电阻率和渗透率的演化规律,分析了岩体破坏过程中视电阻率和渗透率变化的关联性,指出饱水条件下岩石变形破坏过程中视电阻率与渗透率关系密切.基于Archie公式和Carman-Kozeny公式,推导出了饱水岩石渗透率和视电阻率之间的关系式.同时,从岩石加载过程变形破坏的细观分析角度,探讨了渗透率-视电阻率关系式的合理性,进而指出了其成立的基础条件和应用意义.     

普强高性能混凝土受压应力-应变全曲线试验研究

通过普强高性能混凝土和普通混凝土的应力-应变全曲线试验研究,得到一系列应力-应变曲线。对普强高性能混凝土和普通混凝土的立方体抗压强度与棱柱体抗压强度的关系、棱柱体抗压强度与峰值应力所对应应变的关系及棱柱体抗压强度与初始弹性模量的关系进行了分析。结果表明,虽然普强高性能混凝土的力学性能与普通混凝土的力学性能存在一定的差别,但主要力学性能还是相似的。说明在不改变混凝土的力学性能的基础上通过对普通强度混凝土原材料的优选和配合比的优化能够提高混凝土的耐久性能。