川滇地区强震序列库仑破裂应力加卸载效应的数值模拟

通过建立较精细的川滇地区三维有限元模型,数值模拟了川滇地区主要活动断裂的强震活动对于其他活动断裂潜在强震孕育进程的库仑破裂应力加卸载效应.模拟结果显示在川滇地区主要活动断裂带的几何学展布形态和运动学性质的构造背景之上,川滇地区强震活动相互影响的主要特征是活动断裂面库仑破裂应力变化大多处于增大状态.其中,金沙江断裂带、小江断裂带、楚雄—建水断裂带、鲜水河断裂带和安宁河断裂带上的强震所产生的加载作用比较强,而丽江—小金河断裂带和腾冲—澜沧断裂带则较弱.1981～2000年川滇地区M≥6.5地震序列的模拟结果显示,后续地震全部位于已发生地震所引起的库仑破裂应力增大区之内.数值模拟结果显示,在川滇地区,一个强震发生之后,发震断层本身强烈卸载的同时,库仑破裂应力的加载效应在其他主要活动断裂带潜在强震孕育进程中占据了主导地位,强震活动之间相互作用的主要效应是应力加载,已发生的强震加速了下一个强震的孕育进程,进而导致一系列地震的发生,直至整个区域所积累的应变能处于较低水平之后,区域地震活动进入一个新的平静期.

边界作用力变化引起的华北地区应力场分区加卸载效应

根据板块构造理论,结合华北地区应力场演化的历史进程,利用华北地区地壳构造应力场3D有限元模型,数值模拟华北地区动力边界作用力发生改变时,其内部构造应力场所发生的相应变化,定量研究印度板块和太平洋板块作用力变化所引起的应力场和能量场的分区加卸载效应。结果如下:太平洋板块作用力方向逆时针偏转时,导致华北北部地区相当规模的加载效应和华北东南部大面积的卸载效应;太平洋板块作用力方向顺时针偏转时,导致华北北部地区卸载效应以及东南部大面积的加载效应;印度板块作用力方向顺时针偏转时,造成山西中部和唐山-渤海地区的加载效应;印度板块作用力方向逆时针偏转时,导致华北地区东部和南部的加载效应以及中西部的卸载效应。

预应力张拉引起的现浇结构支架加卸载效应研究

近年来纵横梁格体系在桥梁工程中得到了广泛应用,但是横梁内曲线预应力的张拉会导致部分支架受力过大。首先分析了预应力荷载下支架加卸载效应的力学原理,提出了支架加卸载系数的概念和计算方法;然后以赵家沟大桥纵横梁格结构为背景,研究了预应力荷载下刚性支架、刚柔混合支架的加卸载效应规律,使得施工支架设计更科学,提高了支架的安全性。

基于加卸载响应比的冲击地压矿井急倾斜巨厚煤层推进速度研究

工作面推进速度过快易诱发冲击地压等动力灾害,探讨合理的工作面推进速度已成为冲击地压矿井安全高效开采亟待解决的关键。采用数值模拟、岩石力学试验和现场微震监测等方法,通过研究急倾斜巨厚煤层推进速度影响下工作面前方煤体经历的采动应力路径,分析推进速度采动应力路径下的煤样力学行为特征。完成了采动应力路径下煤样加卸载响应比的变化规律研究与急倾斜巨厚煤层工作面推进速度的合理确定,开展了现场工程实践验证。研究结果表明:急倾斜巨厚煤层工作面推进速度增加使得采动应力峰值增大,同时其采动应力路径的循环加卸载幅度增加,循环次数减小,主要影响区域范围增加,而作用时间减小。不同推进速度应力路径下的煤样强度呈非线性递增趋势,且其递增幅度逐渐增加,煤样破坏程度、声发射累计计数及能量均随应力路径所处推进速度的增加而增大。类比冲击矿压评价指标得到6.4 m/d应力路径下的煤样可视为冲击煤样,同时引入加卸载响应比,提出了基于采动加卸载响应比的冲击地压矿井工作面推进速度合理确定方法,形成了不同推进速度采动应力路径影响的加卸载响应比评价指标,确定了满足+425 m水平工作面的安全高效开采推进速度。现场微震实测结果验证了基于采动加卸载响应比确定工作面推进速度的有效性。