Discrimination between nuclear explosions and earthquakes based on consideration of tectonic ambient shear stress values

On the basis of fracture mechanics earthquake rupture model, the relations between source parameters and (0, the value of tectonic ambient shear stress in the place where the earthquake occurs, have been derived. Thus, we can calculate a large number of values of tectonic ambient shear stress or values of background stress in the place where the earthquake occurs. If nuclear explosions are treated as earthquakes in the calculation, we find that (0 values of nuclear explosions have about 20 MPa, which is obviously higher than average (0 values of earthquakes with the same magnitude. This result can be used to discriminate nuclear explosions from earthquakes.

富水软岩的蠕变特性实验及非线性剪切蠕变模型研究

富水软岩巷道变形速度快,变形量大,巷道支护困难,建立描述该类软岩特性的流变模型是解决该问题的关键。通过不同含水率软岩的直剪蠕变试验表明:在同一剪应力水平下,随着含水率的上升,软岩瞬时弹性模量、极限变形模量和黏滞系数将下降,蠕变速率先增大后减小,加速蠕变的破坏时间缩短;在同一含水率条件下,随着剪切应力的增加,软岩瞬时剪切位移量、蠕变变形量和衰减蠕变段的曲率半径都逐渐增大。依据含水软岩蠕变的非线性特征,建立了能够描述含水软岩蠕变特性的非线性剪切流变模型,基于BFGS算法和通用全局优化法对模型参数进行识别,识别结果与试验曲线吻合较好,表明所建模型的正确性和合理性,该成果可为深部复杂地质力学环境下的富水软岩巷道稳定性研究提供参考。

饱和软粘土的不排水循环累积变形特性

在上海地区典型饱和软粘土不排水循环三轴试验的基础上,分析了影响软粘土塑性累积变形的主要因素:循环荷载的作用次数,初始静偏应力和循环加载动偏应力。基于临界状态土力学理论,引入了相对偏应力水平参数,考虑初始静应力、循环动应力和不排水极限强度的相互影响,研究了不同静、循环动应力组合应力历史影响下饱和软粘土的不排水循环累积变形特性。

两河口水电站混合料流变模型研究

对两河口水电站混合料进行了三轴流变试验研究,对其流变机理和模型进行了探讨。两河口水电站混合料的轴向和体积流变特性可以用幂函数来描述,模型参数可根据试验得到的流变特性确定,并对流变模型参数的影响因素及取值进行了分析。

复杂应力条件下原状饱和海洋黏土孔压与强度特性

利用土工静力–动力液压三轴–扭转多功能剪切仪,进行了非均等固结条件下的应力控制式轴向-扭转双向耦合循环剪切试验,探讨了初始大主应力方向角、循环剪切荷载分量比值及循环应力水平对饱和海洋黏土孔压与强度特性的影响。结果表明:初始大主应力方向角对双向耦合剪切下孔压特性影响显著,随着角度的增大,残余孔压发展水平升高,同时波动孔压幅值也在增大,同时建立不同初始大主应力方向角下归一化残余孔压比与归一化循环次数比拟合关系。在固定加载路径所形成的椭圆面积不变条件下,竖向与扭转向荷载分量的比值存在某一临界值,对应此临界值,残余孔压最低。随着循环应力比的增大,波动孔压幅值与残余孔压均在增大,但高应力水平与低应力水平下孔压发展存在较大差异。此外由不同循环应力比下孔压时程曲线确定出临界循环应力比。初始大主应力方向角对动强度影响显著,随角度的增大动强度逐渐降低。动强度曲线显示循环应力比与循环剪切破坏次数的对数基本呈直线关系。

高应力下剪切速率对砂土抗剪强度影响研究

应用DRS-1型高压直剪仪,进行了16组法向应力水平、5种剪切速率条件下福建标准砂的抗剪强度试验,试验结果表明,高应力下砂土的抗剪强度受法向应力和剪切速率的共同影响。法向应力和剪切速率通过影响颗粒破碎和颗粒重排列程度等试样的细观参数,决定了砂土宏观上抗剪强度的发挥。当法向应力较小时,砂土抗剪强度与剪切速率基本无关;但是当法向应力较大时,较快剪切速率条件下的砂土抗剪强度变小,且其摩尔强度包线出现了"下弯-上扬"循环波动,因此不可以忽略剪切速率对砂土抗剪强度的影响。

低剪应力水平主应力轴循环旋转对原状黏土性状影响研究

为研究低剪应力水平主应力轴循环路径可能对黏土性状产生的影响,以杭州地区典型原状软黏土为对象开展试验研究。结果表明,试样在安全极限剪应力水平下进行剪应力恒定的多振次主应力轴循环旋转后(含单幅和双幅旋转),应变及孔隙水压力发展进入动态平衡,瞬时等效刚度和孔隙水压力值主要取决于剪应力中的扭剪应力分量,而轴向应力分量对两值亦有促进作用。进入主应力轴循环旋转动态平衡的试样在卸载后进行后续静态剪切时,应力–应变关系将表现出明显的刚度硬化特征,其中尤以三轴压缩过程中强度发挥程度提前的现象最为显著。同时,由于主应力轴循环旋转导致试样残余应变的积累及结构上的变化,使得试样在后续三轴压缩试验初期产生的主应变增量与主应力增量方向不共轴特性较为明显。但低于安全极限剪应力水平的主应力轴循环旋转未对试样的静态抗剪强度以及临界孔隙水压力产生显著影响。

水平旋转空腔环流的壁面切应力的变化规律

本文推导了水平旋转内消能泄洪洞空腔环流壁面切应力的理论分析表达式。水平旋转空腔环流的壁面切应力不仅与泄流量、旋流夹角、切向流速的速度矩、空腔环流的内外界面的压强差及空腔半径有关,还与空腔环流的内外界面压强差及空腔半径沿程变化率有关。壁面切应力在水平洞的前半段急剧减小,随后沿程缓慢减小,按指数规律衰减变化;上游水位、下游水位越高,其值越大,沿程的衰减变化率也越大;通气孔的直径对壁面切应力的影响较小。壁面切应力的变化规律表明,能量的耗散和易于空化的部位主要在水平洞的前部。

应力水平对结构性软黏土静力和动力变形特性影响的试验研究

采用原状和重塑软黏土样进行测量剪切波速的压缩试验及循环三轴试验,结果表明:在静荷载作用下,原状软黏土的变形特性随应力水平变化均可分为3个阶段,这3个阶段以先期固结应力和结构屈服应力为分界点,利用剪切波速可简单、方便地判定出这2个关键应力值;重塑软黏土的变形规律与应力水平无关。对土体施加循环荷载时,两种土在不同固结应力下的应变–振次关系曲线上均存在着一个转折点,施加的动应力幅值不同,转折点应变也不相同,但该应变与相应的破坏振次呈线性关系。对于原状软黏土样,其转折点应变–破坏振次关系分3个阶段变化,且与压缩试验的3个阶段具有良好的对应关系;对于重塑软黏土样,其线性关系基本不随应力水平变化而变化;当原状土结构破坏后,两种土样的变形规律趋于一致。

离体血流循环切应力水平控制方法的研究

本文应用流体力学及血流动力学理论和分析方法,建立了离体心血管循环系统的切应力水平控制方法。并采用该方法研制可精确控制切应力水平的模拟在体血流动力学环境的层流流动装置,用于研究血动力学因素对人工培养的内皮细胞生物学特性影响。

废旧回收沥青路面材料的直剪蠕变试验

通过对废旧回收的沥青路面(RAP)材料开展直剪蠕变试验,研究不同剪应力水平和竖向应力对其蠕变特性的影响规律.结果表明:RAP材料的临界剪应力水平约为0.73,试样高于临界值时发生直剪蠕变破坏,破坏开始的时间随剪应力水平增加而减小;反之,试样不发生蠕变破坏;剪应变率随时间在双对数坐标下为系列递减的平行线,采用土体的三参数蠕变模型可以有效地模拟此特性;竖向应力对蠕变参数的影响较小,对达到蠕变破坏的时间影响较大;相同剪应力水平下,剪应变随时间增加逐渐增大,竖向应力低的试样在低剪应变时先发生蠕变破坏,破坏时的剪应变随竖向应力的增加而增加,且剪应变率最先降到最小值,并发生蠕变破坏.

考虑剪应力作用的刚性挡土墙主动土压力分析

以墙后为无黏性填土的竖直刚性挡土墙作为研究对象,假定墙后土体中形成圆弧形土拱,考虑水平土层间的剪应力,修正了水平层分析法,从而得到平动模式下主动土压力分布、合力大小及其作用点位置的表达式。通过与模型试验结果和现有理论成果的对比分析,证明了修正方法的合理性。参数分析表明,水平土层间的平均剪应力受墙土摩擦角、填土内摩擦角等因素的影响,与主动土压力一样沿墙高为非线性分布。同时,考虑水平土层间剪应力作用得到的侧向主动土压力系数、主动土压力合力与不考虑剪应力作用的理论解答相同,但合力作用点位置高于库仑解,且低于不考虑剪应力作用的理论解答。

紫坪铺水库水位变化对剪切波分裂参数的影响

本文通过对2006—2009年四川紫坪铺水库库区8个地震台站记录的地震事件,采用剪切波分裂方法获得了水库库区剪切波分裂参数,并结合地震活动性与水库水位之间的变化关系,分析了紫坪铺水库库区地壳应力的变化特征.剪切波分裂结果显示该研究区域快波偏振方向有两个,分别为北东向和北西向,充分体现了紫坪铺水库地区地壳应力是由北西向的区域主压应力与南东走向的龙门山断裂带综合作用的结果.慢波延迟时间平均值为5.8ms·km-1,慢波延迟时间较大的地区位于库坝和库尾,分别是水库蓄水排水引起地壳应力变化最大的区域.对比慢波延迟时间的变化和水库水位的变化显示了慢波延迟时间与水库水位之间的一致变化关系,揭示了水库的蓄水排水对地壳应力的影响.

平动模式下考虑剪应力作用的刚性挡土墙主动土压力计算

以墙后为无黏性填土的刚性挡土墙为研究对象,假定破裂面为通过墙踵的平面,且墙后土体中形成圆弧形土拱,考虑滑动土楔内水平土层间的平均剪应力,修正水平层分析法,得到平动模式下主动土压力的表达式。通过与文献中模型试验结果和现有理论成果的对比分析证明了修正方法的合理性。参数分析表明,水平土层间的平均剪应力和主动土压力一样,沿墙高为非线性分布,主要受墙背倾角、墙土摩擦角、填土内摩擦角等因素的影响。对于墙背竖直或墙背较陡且比较粗糙的挡土墙,考虑水平土层间平均剪应力作用算得的主动土压力合力作用点位置高于库仑解且低于不考虑剪应力作用的理论解答,而对墙背较缓且比较光滑的挡土墙,情况则正好相反。而且,不论是否考虑水平土层间的平均剪应力,主动土压力合力作用点位置都会随墙背变缓而降低。

四川锦屏水库地区地壳剪切波分裂特征及蓄水影响初探

利用雅砻江流域地震台网2011年8月1日至2014年12月31日期间及四川省地震台网1个地震台站2008年5月1日至2015年8月31日期间记录的地震观测波形资料,采用剪切波分裂分析得到了四川锦屏水库地区中上地壳各向异性参数,即快剪切波偏振方向和慢剪切波时间延迟.结果显示,研究区内台站的快波优势偏振方向存在明显的局部特征,左侧4个台站的快波优势偏振方向与区域主压应力方向比较一致,右侧台站优势偏振方向各异.研究发现,台站MLI的快波偏振方向变化与水库水位的变化具有很好的相关性,在2013年7月,水库水位急剧升高到约1800m后,台站的快波偏振方向也发生了90°变化,这是一种被称为90°翻转(90°-flip)的现象.蓄水导致的应力增加(以及可能的渗水)产生的高孔隙压影响了剪切波分裂特征.

生理水平流体剪应力对三维多孔支架中成骨细胞力学敏感性及黏附、分化的影响

目的 构建可以达到生理剪应力水平的三维流动模型，研究流体剪应力对成骨细胞黏附、分化及力学敏感性的影响。方法 利用灌注式流动腔对生长在β-磷酸三钙（β-TCP）多孔支架内的MC3T3-E1成骨样细胞施加不同强度的流体剪应力6 h，比较加载组和静态组的细胞活性表征细胞黏附；一氧化氮（NO）和碱性磷酸酶（ALP）表征力学敏感性和细胞分化。采用流固非线性耦合的数值计算，获得支架内各流量下的剪应力分布。结果 平均剪应力小于0.4 Pa，细胞的黏附率为74% - 81%；0.41 Pa时，黏附率为60.22%。NO的产生率在加载后5 min达到最大，15 min显著降低，30 min后产生率趋近于0。在0.232 - 0.304 Pa平均剪应力强度范围，ALP水平随着剪应力的升高显著增强（P〈0.01）；而在0.304 - 0.412 Pa范围，剪应力增加对ALP水平的改变无显著影响（P〉0.05）。结论 生理水平剪应力条件下，支架内大部分细胞可以维持正常黏附。三维条件下细胞力学敏感性与剪应力变化率成正比，与二维条件的规律相同。支架内平均剪应力小于0.304 Pa，剪应力显著促进细胞分化；大于这一剪应力，细胞分化水平不再明显变化。该研究有望加快骨组织工程的实现。

某尾矿坝的有限元计算分析

基于坝体分区分层填筑和坝体材料非线性,采取材料分区和逐级施加荷载的方式建立尾矿坝有限元计算模型,并进行计算分析。计算结果表明该尾矿坝的变形与应力与尾矿坝的复杂地形地质条件相适应,分布较为复杂;各分区与坝基之间的变形基本协调,应力从坝顶到坝基逐渐增大,应力分布符合一般规律。剪应力水平小于1.0,未发现剪切破坏单元,但坝基含砾粉质粘土层的剪应力水平相对较高。

磷石膏动残余变形特性试验研究

为分析云南某磷石膏库堆积坝在地震作用下的永久变形,采用英国GDS-DYNTTS型微机控制振动三轴试验系统对堆积坝料进行动力残余变形特性的试验研究。试验结果表明:同一固结比,当围压和动应力水平较低时,残余剪应变γ_(d)和残余体应变ε_(VI)与lg(1+N)在双对数坐标中能较好拟合;当围压和动应力水平较高时,试验开始阶段试验数据与拟合曲线会产生偏差,但是随着振次增加,实验曲线与拟合曲线能较好重合。此外,残余体应变斜率c;与剪应变γ_(d)拟合度较好,而C_(dr)/S_(1)^(2)与剪应变γ_(d)拟合关系较离散,通过改进沈珠江模型,调整应力水平指数,拟合关系离散程度大大减小。

方形薄壁生态护岸结构水力特性试验研究

通过物理模型试验,研究方形薄壁生态护岸结构不同孔隙率条件下的水力特性。结果表明:不同孔隙率下水面线变化趋势基本一致;孔隙率越大,护岸区内水流减速效果越好;紊动强度和孔隙率呈正相关性;护岸前、后断面剪切应力沿横向分布规律基本一致,整体上呈先增大再减小的趋势,纵向分布平顺,剪切力大致相同。

地下水位对砾性土层剪切波速的影响研究

通过地下水位修正来间接反应有效应力对土层剪切波速的影响的方法被应用于我国剪切波速法砂土液化判别,但现行方法不适用于砾性土层。利用GDS大粒径三轴-剪切波速系统测试不同含砾量,不同相对密度的砾性土在不同应力条件下的剪切波速,研究有效应力对砾性土剪切波速的影响。结果表明:砾性土的剪切波速与有效应力满足幂函数关系,其指数参数稳定,不受土性影响;结合对汶川地震震后调查的砾性土的上覆土层分析,推导出适合砾性土层剪切波速判别法的水位修正公式,给出了简化的线性表达;并分析了地下水位变化对剪切波速测试结果的影响。