Study on critical conditions for rock failure by means of group renormalization

A study of the characteristics of the accumulative rock failure and its evolution byapplication of the group renormalization method were presented. In addition, the interactionand long-range correlated effects between the immediate neighboring units was studied.The concept of mechanical transference for model OFC, employed in the study ofself-organized criticality, and the coefficient a were introduced into the calculation model forgroup renormalization. With the introduction, mechanisms for the drastic increase and decrease of failure intensity of rocks were investigated under similar macro-conditions.

脆性岩石变形机制与渗透率关系研究

为研究脆性岩石变形机制与渗透率-应变的关系,根据脆性岩石应力-应变和渗透率-应变关系曲线分析指出:脆性岩石经压密、弹性变形和非稳定破裂后,内部微裂隙出现丛集式发展,且不断合并、贯通,导致微观结构发生明显变化,使渗透率在临界破坏点处急剧增大;当岩石宏观破坏后,内部结构面上的岩桥或凸起体部分被剪断或磨平,使得岩石强度随变形突然下降,此时渗透率到达峰值。结合重整化群理论分析表明,脆性岩石在应力-应变曲线拐点处应变和渗透率峰值点处应变对应、临界破坏点处应变和渗透率急剧增大点处应变对应。通过试验研究和实例统计分析,验证了结论的合理性。

基于重整化群方法的红层软岩损伤破坏逾渗阈值研究

逾渗现象广泛存在于大自然中,当物体中起决定性作用的关键变量变化至某一阈值时,其状态发生突变,此时关键变量的临界值称为逾渗阈值。岩石在水的作用下的损伤破坏过程中存在着逾渗现象,可通过重整化群的方法来研究。本文针对华南地区广泛分布的红层软岩,探讨了其在损伤过程中的逾渗现象与破坏的本质关联。通过对典型红层软岩的微观结构分析,概化出红层软岩的骨架构件和胶结物构件,建立红层软岩的重整化群模型的基本单元,将基本单元进行组合,建立出红层软岩的重整化群模型。根据重整化变换规则,推导计算出其逾渗阈值。研究表明:当红层软岩在荷载条件下的破坏临近逾渗阈值时,其内部结构发生大量破坏,软岩内部从无序损伤突变为有序损伤,继之损伤破坏加剧,由稳定破坏向非稳定破坏突变,最终导致其失稳破坏。研究对揭示红层软岩损伤破坏机理具有重要意义。

岩石破裂过程的自组织临界特征初探

自组织临界状态．是广延耗散动力学系统所普遍具有的行为特征。实验表明，岩石破裂过程也具有自组织临界特征．本文运用数学—力学分析和计算机模拟等手段，研究了岩石砂裂过程中所表现出的累进性破坏及无序向有序演化等特征的内在机理，从而加深了对岩石破裂失稳过程机制的认识。

微裂纹串级连接及临界破坏

对一铝合金材料层裂过程的实验研究发现,当损伤累积到一定程度时,受损材料的残余强度突然丧失,表现出临界破坏现象。层裂表面具有分形特征,其分形断面的形成归因于大量微裂纹的串级连接。据此提出了一重正化群弱面模型,并对损伤演化后期的临界破坏现象进行了初步的分析和探讨。

重正化群分析管理信息系统失效临界条件研究

管理信息系统是由多个相互依赖的功能模块综合构成的,由于设计缺陷及功能满足需求增长的不适应性,导致系统不能实现其功能(即为失效)。运用重正化群方法分析了管理信息系统失效的临界条件,即求解各个功能子模块不能实现其功能的临界概率pc,当各个子模块的出错概率<pc时,则整个系统能实现其功能;如出错概率>pc,则系统出现长程相关而失效。

岩石破裂的自组织临界性应用探索

自组织临界性理论为矿山动力灾害的防治开辟了新的途径,通过对岩石破裂的数值模拟,分析了岩石微破裂演化规律的自组织临界性及"雪崩"预兆性。依据自组织临界性,采用改进的B-G算法,探索了用状态预警和状态调节防治矿山动力灾害的研究方法。

岩石压缩破坏强度的一种理论估值方法

依据简单加载试验结果可靠地预测复杂载荷条件下岩石的破坏强度仍是一项挑战性任务。以Mohr-Coulomb准则力学模型的能量描述为基础,提出一种应用单轴压缩试验估值岩石压缩破坏强度的理论方法。包括由破坏面上一点弹性变形能与裂纹表面能守恒关系给出的压缩破坏临界能量条件,以及在常剪切弹性模量和体积变化服从体积应力幂指数律条件下,从临界能量条件导出的岩石真三轴压缩破坏强度判据。不同于已提出的各种岩石破坏准则,这个判据考虑到了岩石的变形和开裂特征。3个材料参数不由强度试验数据的拟合确定,而是单轴压缩试验信息的计算结果。应用实例分析表明,它的强度预测结果达到了Hoek-Brown经验强度准则关于试验数据最优拟合的精度水平。