绿片岩三轴流变力学特性的研究(I):试验结果

为了解锦屏一级水电站坝基绿片岩的流变力学特性,采用岩石全自动流变伺服仪对绿片岩进行了三轴压缩流变试验。基于试验结果,研究了绿片岩在不同围压作用下的轴向应变以及侧向应变随时间的变化规律,讨论了流变特性对岩石应力-应变曲线的影响,探讨了不同应力水平下的轴向以及侧向流变速率变化趋势,分析了不同围压下流变的破裂机制,掌握了绿片岩三轴流变的基本规律,从而为该水电站工程流变数值分析时参数的辨识提供了可靠的依据。

绿片岩三轴流变力学特性的研究(II):模型分析

首先,基于在岩石全自动流变伺服仪上得到的绿片岩三轴流变试验曲线,采用五元件线性粘弹性模型对表现为粘弹性流变特性的曲线进行了辨识,获得了绿片岩的粘弹性流变参数;然后,提出了一个新的非线性粘性元件,并将其与塑性体并联起来,得到一个新的非线性粘塑性体(NVPB),该体能充分反映岩石的加速流变特性:同时,将NVPB模型与五元件粘弹性模型串联起来,建立了一个新的岩石七元件非线性粘弹塑性流变模型。采用绿片岩加速流变全过程曲线,对提出的岩石七元件非线性粘弹塑性流变模型进行了辨识,得到了岩石七元件非线性粘弹塑性流变模型的材料参数。流变模型与试验结果的比较,显示了所建模型的正确性与合理性。

饱和状态下硬岩三轴流变变形与破裂机制研究

利用岩石全自动流变伺服仪对饱和状态下坚硬大理岩和绿片岩进行了三轴压缩流变试验,基于得到的硬岩三轴流变试验结果,研究了硬岩在不同围压作用下的轴向应变以及侧向应变随时间的变化规律,从而为岩石工程流变数值分析时参数的辨识提供了可靠的试验依据。然后研究了硬岩轴向变形与侧向变形之间的关系,探讨了围压与粒径对岩石轴向以及侧向变形特性的影响规律,分析了岩石三轴流变过程中的塑性变形特性,讨论了流变应力水平对岩石侧向-轴向变形特性的影响规律。最后对不同围压作用下岩石流变破裂断口微细观特征进行了分析。

盐岩裂隙渗流–溶解耦合模型及试验研究

根据盐岩溶解机制,对盐岩裂隙的溶解过程进行合理简化和假设;在此基础上,考虑盐岩裂隙溶解和渗透性变化的耦合条件,建立盐岩裂隙渗流–溶解耦合模型。利用自行设计研制的盐岩裂隙渗流–溶解耦合试验装置对特定条件下的盐岩裂隙渗流–溶解耦合过程进行试验研究,并应用盐岩裂隙渗流–溶解耦合模型进行模拟分析与验证,计算结果与试验结果非常吻合,表明所建立的盐岩裂隙渗流–溶解耦合模型可以很好地描述盐岩裂隙的渗流–溶解耦合机制。该研究成果为进一步研究盐岩的应力–渗流–溶解耦合机制奠定重要的理论和试验基础。

北山深部花岗岩弹塑性损伤模型研究

基于力学特性试验和三维声发射监测技术,研究北山花岗岩在压应力条件下的力学行为特征和损伤演化机制,并构建岩石的力学损伤模型。试验结果表明,在低围压条件下岩石主要发生的是脆性破坏;随围压增大,岩石力学行为逐渐向延性转化,表现出剪胀、塑性变形等非线性行为。结合微裂隙产生和扩展规律,对岩石在外力作用下的损伤演化过程和破坏机制进行分析,认为北山花岗岩的破坏及非线性行为是损伤和塑性变形共同作用的结果。基于这一认识,在热动力学框架下提出北山花岗岩准唯象弹塑性损伤模型。模型引入非关联的塑性流动方程,以反映岩石在压应力作用下体积变形从压缩到膨胀的转化过程。基于已有的损伤理论建立损伤演化方程,并通过在塑性屈服面中引入独立损伤变量,建立塑性和损伤发展的耦合关系。数值模拟和试验数据的对比表明,模型可以很好地描述北山花岗岩在不同应力水平下的损伤演化规律和力学行为,特别是随围压增大岩石力学行为从脆性到延性的转化过程以及岩石峰前塑性硬化和峰后应力软化等行为特征。

岩石变形劣化全过程细观试验与细观损伤力学模型研究

采用细观试验探究岩石变形劣化全过程是了解岩石变形破坏机制的重要手段。选取四川锦屏二级水电站深埋(2 525 m)隧洞围岩(大理岩),利用岩石变形破坏全过程细观力学试验系统,进行大理岩试样单轴压缩变形破坏全程的数字化试验,在SEM图像数字化处理基础上,对微裂隙的萌生、扩展及贯通过程进行数字化定量分析,统计试样在受压过程中微裂纹的面积、方位角、长度、宽度和周长基本几何数据。利用内变量热力学理论和摩擦弯折裂纹模型,分析微裂纹不同阶段的演化规律,建立微裂纹引起的非弹性应变与应力之间的定量关系,得到大理岩应力–应变关系计算曲线,并与试验结果对比,验证了本文理论模型的可靠性,从试验和理论两方面探究岩石试样单轴压缩过程中的破坏机制。

大理岩弹塑性耦合特性试验研究

大量研究表明,岩石经历塑性变形时其弹性参数会发生变化,即存在弹塑性耦合现象。为了研究岩石的弹塑性耦合特性,进行了两种大理岩的循环加、卸载试验。试验结果表明:与常规试验对比,循环加、卸载试验对岩石的变形、强度及破坏形态影响较小;弹性参数随塑性变形的变化显著,考虑弹塑性耦合时,弹性参数取体积模量和剪切模量更为合适;基于Mohr-Coulomb屈服准则,计算得到了强度参数,即黏聚力和内摩擦角随塑性内变量的演化规律。所得结论将为岩石弹塑性耦合本构模型的建立提供基本的试验支持。

雾雨作用下的非饱和边坡稳定性研究

提出了一种雾雨作用下非饱和边坡的稳定性分析方法.采用模糊综合评判理论预测挑流泄洪雾化降雨量;将有限元法应用于模拟降雨入渗引起的边坡饱和非饱和暂态渗流场;采用有限差分法分析滑坡在渗流荷载作用下的稳定性.研究中综合运用了泄洪雾化降雨量的预测结果及渗流场的模拟结果,并在力学分析中直接使用了渗流分析的有限元网格,使得渗流力的考虑更加精确.以水布垭水电站坝区台子上滑坡为工程实例,分析了台子上滑坡在雾雨作用下的非饱和边坡稳定性问题,所得结论符合实际.

岩石粘弹性模型辨识及参数反演

本文回顾了常用的几种岩石粘弹性本构模型 ,依据蠕变柔量的概念 ,用位移和蠕变柔量两步反分析法从粘弹性本构模型的一般表达式中辨识出岩石的本构模型 .先由相应的位移实测值用解析法反演岩石的蠕变柔量 ,再由岩石的蠕变柔量运用非线性优化技术辨识出岩石本构模型表达式 ,最后进一步由模型参数反算出岩体的粘弹性参数 .文中最后给出了工程实例 .

饱和非饱和岩石损伤软化统计本构模型

基于概率论和损伤力学讨论了岩石在荷载作用下的破坏、损伤和变形等特征.在混合物理论基础上,建立了饱和和非饱和岩石损伤软化统计本构模型.该模型能反映岩石在单轴抗压试验中初始加载阶段全应力应变曲线稍向上凹曲的特征,以及在岩石受力过程中损伤和空隙(或孔隙)中流体对应力应变关系所起的作用.

饱和多孔白垩岩的孔隙力学性质研究

研究表明,白垩岩具有两种相互独立的塑性力学机制:塑性孔隙坍塌和塑性剪切变形。据此,一个基于Gurson准则和Pietruszczak准则的本构模型被提出用来描述其塑性力学特性。该模型包含2个屈服面方程和相应的塑性流动准则,在排水条件下进行验证并获得满意的结果。然而,白垩岩力学性质除受其矿物组成、结构以及饱和条件等因素的影响外,孔隙压力对其力学特征同样具有重要影响。因此,研究饱和多孔白垩岩的力学特性必须考虑孔隙压力的影响。基于这一认识,将Coussy孔隙塑性理论扩展用于研究饱和白垩岩的孔隙塑性力学特性,根据孔隙弹塑性力学的一般框架,讨论在弹塑性域上有效应力尤其是塑性有效应力概念的有效性。通过将本构模型中两种塑性力学机制的塑性加载函数和塑性潜能表达成塑性有效应力的函数,就能够研究饱和多孔白垩岩在考虑孔隙压力变化条件下的孔隙力学性质,研究在不排水条件下,特别是在不排水三轴压缩条件下白垩岩的塑性力学特性。数值模拟和试验结果之间存在很好的特性上的一致性。研究结果表明,通过采用塑性有效应力概念的方法提出的本构模型能用来描述饱和多孔白垩岩的孔隙力学特性。

岩石细观统计渗流模型研究(II):实例分析

进一步分析了第I部分中提出的岩石细观统计渗流模型[1]。讨论了由细观统计渗流模型得到岩石宏观渗透系数的方法。为了利用细观统计渗流模型对岩石损伤破坏过程中的渗透性演化进行分析,引入了各向异性损伤模型,用以对岩石的细观损伤和裂纹的扩展过程进行力学分析,并讨论了细观统计渗流模型与各向异性损伤模型的联合分析方法。对Lac du Bonnet花岗岩损伤过程中的渗透性演化进行了计算分析和验证。结果表明,细观统计渗流模型可以较精确地描述裂纹充分贯通前岩石渗透性的演化。

岩石细观统计渗流模型研究(Ⅰ):理论模型

渗流模型是岩石流固耦合研究的一个关键问题。岩石在裂纹开始产生至裂纹充分贯通前,其渗透性质受内部孔隙和不断演化的微裂纹的共同控制。目前,岩石的渗流模型一般只是针对单纯的裂隙(或裂隙网络)或孔隙建立的,因此,不能很好地描述岩石裂纹扩展演化过程中的渗透性质和现象。针对这一问题,提出了岩石细观统计渗流模型,该模型将岩石裂纹演化过程中的渗透性视为一个非线性动态过程,同时,考虑了裂纹扩展演化和孔隙渗流的共同作用。因此,该模型可用于分析岩石裂纹扩展过程中的渗透性演化。

清江水布垭水电站地下厂房岩体质量评价及反馈设计研究

考虑地下水 ,地应力及结构面产状和岩溶、剪切带发育的特点修正 ,确定了水布垭水电站地下工程洞室工程岩体质量 ,进行了地下工程的 RMR分类研究 ,讨论了与水布垭地下工程反馈设计及信息法施工的有关问题。

泛北部湾经济区中小外贸企业网络营销创新

针对全球互联网给中小企业带来的商机,以及广西中小企业对网络营销利用的不足,文章提出广西中小企业如何以围绕客户的需求为载体,以新的或现代的网络营销模式为发展重心,以充分利用现代信息技术来促进贸易的增长。

边坡稳定分析评价的概率神经网络方法

应用基于概率神经网络的方法，建立了由８０个边坡工程实例所组成的ＡＮＮ预测知识库。并对某工程几个实际边坡段稳定性进行了预测研究，结果可行。