基于最大周向应变准则的线弹性材料 纯Ⅰ型断裂机理研究

基于对裂纹尖端应力场常数项T应力的考虑和MTS准则的缺陷,建立基于最大拉应变准则的线弹性材料裂纹扩展判别准则.运用最大周向拉应变准则,以受双向压应力的无限大平板内含贯穿直裂纹为研究对象,给出线弹性材料裂纹的起裂方向和起裂条件,分析T"应力和泊松比对纯Ⅰ型裂纹的起裂角和断裂韧性的影响.研究结果表明,T应力和泊松比对裂纹起裂角和断裂韧性的影响是不可忽视的.考虑T应力后,裂纹扩展发生偏折,起裂角随泊松比的增大而增大;此外,T应力和泊松比对断裂韧性的影响分为两个阶段.考虑T应力的最大周向拉应变准则用于脆性材料裂纹起裂的研究弥补了应力准则的不足,能够更好地预测裂纹初始扩展角及断裂韧性.     

岩石动态断裂韧度温度相关性的实验研究

利用CCCD-SHPB(Central Cracked Circular Disk-Split Hopkinson Pressure Bar)试验系统对花岗岩试件实施同一加载速率、不同温度下的纯I加载试验,进而研究环境温度对岩石类材料动态断裂性能的影响。实验过程中控制加载脉冲,使得测试试件的加载速率基本一致,测得不同温度下试件两端平均载荷P珔随时间的变化关系,将最大P珔max代入中心裂纹圆盘应力强度因子K I公式,获得不同温度下中心裂纹巴西圆盘岩石试件的动态断裂韧度K Id。测试结果表明,温度处于10~100℃时,花岗岩动态断裂韧度K Id随着温度的升高逐步下降,近似呈线性关系。     

白云凹陷断裂特征及对构造与沉积控制的作用

南海北部珠江口盆地白云凹陷的地震资料分析显示,该区域自始新世以来断裂系统十分发育.断层表现出张性或张扭性特征并具有多期活动的特点.在平面上,断裂主要为NWW、近EW和 NE向.根据断层平面展布及组合形态,可将它们分为平行断层系、雁列断层系和树枝状断层系3种组合形式.根据断裂发育时间及规模,可将断裂的活动期次划分为以下几个阶段：剧烈活动期（Tg—T8）、较强中等活动期（T8—T6）、平静稳定期（T6—T2）、再度活化期（T2—T1）.断裂发育的时间及特点对凹陷的构造演化和沉积过程起着重要的控制作用.     

电子辐照苎麻纤维引起结晶度和力学性能的变化

用BF-5直线加速器提供的电子束对苎麻纤维织物进行了0~500kGy范围不同剂量的辐照,使苎麻纤维的结晶度发生变化,采用X射线衍射仪(XRD)对辐照苎麻纤维的结晶度进行测试分析.并用材料万能试验机对辐照苎麻纤维织物的断裂强力、断裂伸长量等力学性能进行测试.研究表明:苎麻纤维的结晶度随辐照剂量增大而明显下降,苎麻纤维织物断裂强力、断裂伸长量均随辐照剂量增大而下降;苎麻纤维织物力学性能下降与电子束辐照降低了纤维结晶度有关.     

单向纤维复合材料中纤维断裂诱发应力分布的有限元分析

采用有限元方法,对单纤维断裂引起的局部应力集中进行了分析,讨论了纤维体积百分含量对应力传递的影响.结果表明:断裂纤维引起的应力扰动具有明显的局部特征,即邻近的第一根纤维承担裂纹释放的主要载荷,离断裂位置越远,应力集中程度越小;同时应力集中程度随着纤维体积百分含量的提高而加剧.     

阿尔金断裂走滑运动对柴达木盆地的侧向效应

阿尔金断裂因其巨大的规模及走滑量而被许多学者认为具有显著的侧向效应,并将柴达木盆地西北部反S型褶皱-冲断带的形成机制归结于此,然而这种推测的观点缺乏有力依据.构造物理模拟是研究构造变形机制的有效方法,笔者通过3组三维模型研究阿尔金断裂走滑运动对柴达木盆地构造变形影响的范围和方式,其结果表明:①不论阿尔金断裂平移走滑还是挤压型走滑,都对柴达木盆地产生挤压作用,但挤压应力作用范围及地体运动速率有差异:平移走滑影响范围的前缘边界为弧形,地体运动速率递减较慢,而挤压型走滑的前缘边界为直线形,地体运动速率快速减小;②柴达木盆地近南北向挤压收缩强度远大于阿尔金断裂左行走滑引起的变形,使得紧邻断裂的地体因走滑牵引而发生的运动方向被盆地近南北向的收缩变形所改变;③阿尔金断裂左行走滑对柴达木盆地构造变形的影响集中于盆地西南部,与反S型褶皱-冲断带发育位置不符,不支持反S型褶皱-冲断带的形成受阿尔金断裂控制的观点.     

洞顶岩石断裂破坏与颗粒流模拟分析

针对卡其娜洞顶发生的岩石崩落问题,选取其中Throne Room为例,对岩石基本力学性质和断裂韧度进行测试,之后建立三维颗粒流模型并对其进行分析。利用三维激光扫描仪完整再现洞顶几何形态,通过Rhinoceros 3D处理点云数据用于PFC模型构建;利用岩体特征分析软件Split-FX从三维扫描点云中获取不连续面的位置、方向和大小,在模型相应位置建立不连续面网。采用平节理(flat-joint)接触模型更好地模拟Kartchner石灰岩的脆性特质,不连续面采用光滑节理(smooth-joint)接触模型模拟。对三维颗粒流软件PFC3D应用于大型岩土体工程分析具有一定的借鉴意义。     

利用地月外貌结构特征获取撞击形成地月系依据

地月系的形成是两星相撞的结果,它是研究和解释地球地貌、月球月貌及其结构最为直接有效的手段.通过分析撞击产生的能量与反能量,可以获得碰撞强度、断层结构、外貌成因、双方角度变化程度、撞击地点等重要信息.该理论是一套完整学说,对科学家们在地球、月球上探测到诸多“有果无因”悬题及奇特外貌结构特征等所有信息,在这里均能完整描述,同时得到了大西洋、岛屿、沙漠、喀斯特地貌、石林地貌、玻璃质岩石等形成方法,发现了月球曾经迫使地球产生倾斜、逆转的证据,介绍了原始星球撞击地球形成地月系复杂转换过程.     

南堡凹陷断裂对油气成藏控制作用的定量评价

通过南堡凹陷断裂发育特征分析,考察油气分布与断裂之间的空间位置关系及断裂在油气成藏中的控制作用;利用模糊数学方法对断裂在油气成藏中控制作用进行综合定量研究,并对南堡2号东构造断层圈闭进行油气钻探风险性评价。结果表明:源断裂类型控制着对圈闭的供烃能力,断裂活动形成的背形构造是油气聚集的有利部位,断裂调节带控制着优质储层的发育,断裂对盖层的破坏程度控制着油气分布层位,断裂侧向封闭能力控制着断层圈闭油气富集程度;T4-51N和T4-21N为两个油气钻探风险最小的断层圈闭。