突变理论在岩石力学中的应用及发展趋势

突变理论与传统的岩石力学思想很接近,但突变理论特别适合内部作用尚属未知的系统.目前突变理论在岩石力学问题中已得到了广泛应用,正逐步成为解决岩石力学问题的有力工具.本文回顾了突变理论的发展历史,进一步阐述了用突变理论分析解决岩石工程问题的一般方法,并分析了其不足之处,对突变理论的应用前景作了一些展望.     

岩石热释光和裂变径迹冲击特征

对石英砂岩在二级轻气炮动高压装置上受冲击前后热释光的测定发现：石英砂岩的热释光随冲击压力的增大而减少,并在受冲击部位自外至里存在着一个热释光梯度,相同位置的诱导热释光同样也存在一个热释光梯度。在压力为１２．４,２８．９,３７．８,５１．８,６４．６和７７．６ＧＰａ情况下分别对信阳陨石样品进行冲击,并测定冲击前后的裂变径迹密度和长度。结果表明,信阳陨石的裂变径迹密度和长度随冲击压力和加大而变小和缩短     

一种岩石非线性流变模型

岩石是一种复杂的工程介质,具有明显的非均质性、不连续性及各向异性等特点,其宏观流变表现为非线性流变变形.通过岩石非线性流变变形是时间的Weibull分布函数的假定,提出了一个新的非线性流变元件(NRC模型);通过NRC模型与西原模型的串联,建立了能够描述加速流变特性的岩石非线性流变模型(NRM);利用盐岩单轴压缩流变试验曲线对建立的岩石非线性流变模型进行辨识,获得了岩石非线性流变参数.岩石非线性流变模型与试验结果的比较,显示了所建非线性流变模型的正确性与合理性.     

四川盆地北部二叠系茅口组沉积特征及油气意义

基于地震资料精细解释成果,结合野外剖面及室内薄片观察,通过分析主要岩石类型及古生物、地球化学和地震相特征,对四川盆地北部二叠系茅口组沉积相展布特征进行研究,依据生物(屑)灰岩、礁灰岩和硅质岩等岩相发育规律以及地震地层结构和地层厚度变化特征,认为茅口组发育了开阔台地、台地边缘及斜坡—盆地等沉积亚相,总结出了开阔海夹点礁、开阔海夹点滩、台地边缘滩和灰质—硅质盆地等4种沉积微相组合,明确了沉积相纵向演化和平面展布规律。结果表明,台地边缘高能生物滩平面上呈条带状在剑阁—元坝—龙岗一带规模发育,生物(屑)灰岩的晶间溶孔、粒间溶孔和生物体腔孔发育,物性好,是优质储集层发育带;川西海槽和广元—旺苍海槽茅四段的硅质岩和泥岩有机碳含量高,则是优质生油岩,优越的沉积环境为该区油气成藏提供了有利的生油和储集条件。     

基于弹性应变能三维Hoek-Brown准则修正

基于能量转化是物质物理过程本质属性,从能量角度对H-B准则进行了研究.首先阐明了H-B准则在判断材料破坏时的能量机制,揭示其既是经验型强度准则,更是弹性应变能表示的能量型强度准则,据此得出提高H-B强度准则计算精度的关键所在;然后根据三维H-B准则与弹性应变能数学表达式之间关系,引入材料变形参数,建立仅有3个参数的修正...     

各向异性岩体破坏过程声发射测量及其定位实验研究

应用改进后的声发射设备,实验测量了花岗岩试样在单轴压缩加载条件下变形破坏过程中声发射现象;讨论分析了该试样损伤破坏过程中的诱发微裂纹相互作用、积累等.同时采用对速度结构依赖较少的相对定位方法,对非均质岩石试验中的声发射事件进行了定位研究.结果表明,相对定位方法可用于复杂试样和工程岩体的声发射事件定位,其可靠性及精度比以往有所提高,能够初步定量分析岩石在外载荷作用下的破坏过程的定位问题,对于工程岩体破坏问题分析具有很好的借鉴意义.     

岩石工程施工中地质灾害防治研究

岩石工程施工中会遇到一定的地质灾害问题,严重的地质灾害会给岩石工程施工造成较大影响,因此,需要做好地质灾害防治工作。本文通过对岩石工程中的地质灾害进行详细分析,探讨了防治岩石工程地质灾害的有效措施。     

一种岩石损伤流变模型及数值分析

根据石膏角砾岩的蠕变特性,建立石膏角砾岩的损伤流变模型;推导有限元计算中黏弹塑性损伤流变模型黏性应变的计算公式,结合初应变法的基本原理,分析模型的有限元求解过程;用MATLAB编制了损伤流变模型的平面应变有限元计算程序。利用编制的程序对石膏角砾岩蠕变试验进行有限元分析,有限元计算结果与蠕变试验结果吻合得较好,表明采用统计损伤理论研究岩石的非线性流变是可行、有效的。     

低裂隙密度条件下三维裂隙岩体的有效渗透性

裂隙岩体的渗透性是许多地下工程的重要参数之一。低裂隙密度下岩体渗透性特征与目前广泛研究的高裂隙密度显著不同,并且具有强烈的不确定性。该文首先提出了一种裂隙多孔介质渗流数值方法,该方法建立在等效离散裂隙网络模型之上,采用二维三角形单元网络等效描述三维岩体的孔隙基质和裂隙,推导了等效单元导水系数的解析表达式。该方法自然考虑了裂隙与基质之间的流量交换,且无需添加额外的参数。随后,对不同裂隙密度、不同研究尺度的裂隙岩体渗透性进行了Monte-Carlo模拟。结果表明:裂隙网络是否贯通研究区域对有效渗透性影响巨大;裂隙岩体的有效渗透性在低密度区间内存在独有的尺度效应;将岩体的渗透性依据网络是否贯通分类后,两类渗透性平均值依据样本尺度呈现规律变化,该规律能够用帮组建立不同尺度下岩体有效渗透性之间的关系。     

适用于非均质岩石破坏模拟的偏心四维弹簧模型

超大规模非均质模型的生成速度制约着离散数值方法在复杂工程实践中的应用,为了解决超大规模模型非均质岩石的快速建立问题,该文基于四维弹簧模型(four-dimensional lattice spring model,4D-LSM),提出了偏心四维弹簧模型(eccentric 4D-LSM, ECC4D),开展了Poisson比、弹性模量和法向变形量的参数分析研究。通过弹性参数和破坏参数的研究论证了模型的可行性。结果表明:采用质心随机偏移的方式生成了非规则偏心四维模型ECC4D,通过特定算法可以轻松实现大规模计算,既能在一定程度上表征岩石材料的非规则性,也能快速获取任意几何模型。该方法在本地工作站上已经成功实现了超过1亿颗粒的大坝模型计算。