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工程结构三维疲劳裂纹最大应力强度因子计算 总被引：1，自引：2，他引：1
介绍了裂纹的类型、裂纹尖端应力场的奇异性。以一维问题为例,推导论证了奇异单元能够很好的反映裂纹尖端应力场的奇异性。应力强度因子一般表达式表明应力强度因子与载荷呈线性关系,并依赖于物体和裂纹的几何形状和尺寸。本文借助大型通用有限元软件ANSYS,采用位移外插法计算了三维表面裂纹前沿不同位置处的应力强度因子,并与《应力强度因子手册》基于实验的理论公式计算结果相比较。结果表明:有限元结果与理论解误差较小,裂纹最深处应力强度因子最大。 相似文献
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混凝土桥梁在工作过程中会产生裂缝,为分析移动荷载对开裂混凝土桥梁结构刚度的影响,对开裂梁动力响应进行分析。建立简支T梁桥有限元模型,并将移动荷载施加至有限元模型中。根据简支T梁桥破坏横向分布位置和强度的不同,研究不同工况下各梁荷载横向分布及不同移动速度对裂缝扩展宽度的影响。结果表明,数值模拟结果能较好地验证计算模型的准确性;在较大的移动荷载作用下,混凝土开裂,导致结构刚度减小、位移增大;随着移动荷载和速度的增加,开裂时间增加,结构刚度降低,持续时间增加,位移增大,使结构响应呈现明显非线性。 相似文献
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本文求出了以斜角坐标定义的两相条交断层为坐标轴,用弹性地基板定义岩石圈的斜交板弯曲振动方程的解。以此计算距断层较远的垂直地震力,又结合断裂力学,给出计算失稳破裂前断层端部应力强度因子及失稳破裂后地震释放的能量,以及断层两侧产生的相对位移及地震矩的计算公式。 相似文献
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刘殿魁 《地震工程与工程振动》1991,11(2):29-38
本文应用Green函数法求解各向异性介质中Ⅲ型裂缝的扩展问题。文中首先推导了各向异性介质中的Green函数,然后利用它求解了各向异性介质中Ⅲ型半无限长裂缝的扩展问题。文中并计算了裂缝尖端的应力分布和裂缝表面上的位移。 相似文献
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目前不同排水条件下的三轴试验中试样的剪切破裂角的计算方法存在用有效应力内摩擦角还是用总应力内摩擦角计算的争议。本文首先通过三轴UU、CU及CD试验对破裂角与内摩擦角之间的关系进行了论证,然后展开理论分析与探讨,并对三轴试验强度包线的确定存在的问题进行了讨论。结果表明:同一饱和土样在不同类型的三轴试验中破裂角与由有效应力指标计算的破裂角基本相等,试样的破裂角应由有效应力强度指标确定;三轴UU试验采用最大剪应力作为不排水强度是偏危险的,CU试验采用总应力摩尔圆公切线确定的强度参数与用实际剪切面确定的参数差别较小。 相似文献
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裂缝型储层的描述包括预测裂缝分布特征和识别裂隙充填物.依据等效介质理论计算的纵波速度随裂缝密度的增大而减小.正演地震记录显示,裂缝介质含气时反射振幅最大,且变化程度比含油或含水时大.叠前方位AVO反演所得的各向异性梯度Bani与裂缝密度成正比,可用于描述有效裂缝发育强度.对于不同的裂缝密度,各向异性梯度Bani与各向同性梯度Biso的比值I(1)fluid近似为常数,且对流体敏感.经裂缝纵横比和背景介质拉梅常数修正后,流体因子Ifluid既不随纵横比变化,又不受背景介质的影响,是裂缝型储层敏感的流体识别因子.在塔里木盆地塔北哈拉哈塘地区热瓦普区块碳酸盐岩储层裂缝发育区域,运用该参数在井点处的流体识别效果与钻井结果一致. 相似文献
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大华北M≥4(3/4)地震的纵向活动,除了活动期和活动幕以外,其间还存在一个特征活动时段--活动阶段。一个活动期由三个活动阶段组成:预释放（预破裂）、准释放（准破裂）和大释放（大破裂）阶段。一个活动阶段包括三个以上活动幕。对整个大华北来说,三者均有普遍意义;对大华北内分区分带来说,活动期和活动阶段较有普遍意义,活动幕不具普遍意义。我们称活动阶段的普遍意义为阶段性相对同步活动特征,即对每一活动阶段,各分区分带在此阶段内都将先后发生相应的破坏性地震活动,它对判断大华北地震活动趋势和主要危险区具有重要意义。 相似文献
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大量的研究表明,地震地表破裂长度（或位移量）L（D）与地震强度之间具有良好的统计关系：LgL（D）=a＋bMs,a、b系数取决于所处地震地质区域及发震断层性质的差异;研究同时表明,地震破裂的错动面积（A′）实际上反映了地震作用沿断层面破裂时的能量转换,它可以描述为：A′=∫L0乙f（L）dL,f（L）的物理意义表示为破裂总位移量（水平位移与垂直位移的矢量和）D′沿破裂长度的分布,D′～N（μ,σ2）。在对发震断层的设定地震进行讨论的基础上,给出了地震地表破裂的分析预测模型,即从建、构筑物的抗震设防水平出发,对于给定的场地容许的破裂尺度L（D）c,不突破此一破裂尺度L（D）c的场地地震地表破裂概率可以表示为：P（L〈Lc）=∫LC0乙g（L）dL,破裂尺度L（D）相对于不同的地震震级服从对数正态分布LN（μ,σ2）。 相似文献
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Bin Wang Zhaoyong Xu Xiangchu Yin Yili Hu Runhai Yang Jingguan Cai Shunyun Chen 《Pure and Applied Geophysics》2006,163(11-12):2545-2560
In order to study the earthquake recurrence and the characteristics of earthquake series, rupture tests of rock samples and plexiglass samples were made. On rock samples, a number of acoustic emission (AE) and strain measuring points were deployed; the load was one side direct shear. The variation characteristics of AE and strain at different detecting points around the extra large fracture were observed and studied. On plexiglass samples, a series of inclined cracks were prefabricated by a small-scale compressive testing machine. The samples were then loaded on a shockproof platen, when the samples were loaded, the stress intensity factor (SIF) was determined by the laser interferometric technique and shadow optical method of caustics. The fracture conditions such as material toughness around the extra large fracture were also studied. From those experimental results and the theory of fracture mechanics, the earthquake recurrence period and the trend of post-seismic development were studied. 相似文献
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2008年古田4．1、4．6级地震强震动观测记录 总被引：2，自引：0，他引：2
水口水电站重力坝强震反应台阵在古田ML4．1、ML4．6地震中获得了强震资料,通过对观测资料初步分析,得到以下认识：如果仅用基岩自由场顺河向振动的峰值加速度进行估算．该大坝遭受的地震强度达到Ⅵ度。这与通过现场灾害评估得出大坝位于V度区外的结论相悖：坝底和基岩自由场竖直向和顺河向振动情况一致,但幅度存在差异;对于坝体的峰值加速度,相比较于坝底,坝中部三方向均有不同程度的放大,坝顶三方向均有不同程度的缩小：从坝底至坝顶。峰值加速度出现滞后现象,但并不明显,说明坝体刚性较大。此次地震中坝体主要呈整体振动特性。 相似文献
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用线弹性断裂力学对连续介质中三维裂纹(KⅢ≠0)破裂的拉应力断裂准则提出了补充性假说和相应的计算方法（第一主微分面定点法）。对于给定应力强度因子Ki（i=Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ）的裂纹问题,从理论上给出了初始破裂面完整形式的解析表示或数值计算结果。推导结果是,三维拉张破裂的初始破裂面是以破裂点为顶点的广角锥面,跨在原始裂纹面的前缘,它的外缘为螺旋线,锥面的每一条母线都与过该线的第一主微分面重合。大量的这样的初始破裂面叠错密接,互不相交。推算的结果与已有的三锥破裂实验结果基本符合。把补充后的拉应力判据和最大拉应力理论相比较,发现在应力分量只保留奇异项的情况下,这两种判据是等价的;但如果对应力分量作零阶项修正,则两种判据只在三维(KⅢ≠0)问题中等价,在二维(KⅢ=0)问题中不完全等价。 相似文献
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从断裂力学观点研究地震的破裂过程和地震预报 总被引：29，自引：2，他引：27
把断裂力学中的应变能释放率公式和裂纹错开位移公式运用到地震破裂中来,再用震级-能量公式logεe=α1M+α2,对于走向滑动、倾向滑动和圆盘形剪切破裂找到了震源参数和地壳应力状态之间的内在联系,汇总在表2。对于走滑断层情形,关系式如下: （1） （2） （3） （4）应力降 （5）平均应力 （6）用Mo和L2W求区域应力公式式中,M为震级,L、W为断层长度和宽度,η为地震效率,τ0为区域剪切应力,τy为剪切屈服强度,μ为刚性系数,v为泊松比,为平均位错,M0为地震矩。 利用（6）式或（1）式,在实验室测出地壳状态下屈服强度τy,后,可用地震观测资料算出区域剪切应力τ0。 上述关系式和目前流行的震源参数之间的关系式有很大的差别。原因是以往只考虑了破裂的初态和终态,没有考虑破裂过程。而断裂力学恰恰是考虑了破裂过程。 相似文献
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Crack widths and rock temperatures were monitored on an andestic bedrock cliff in the summit area of the Daisetsu Mountains, Hokkaido, northern Japan. Sequential data recorded the gradual widening of a crack to the point of critical crack extension, which resulted in catastrophic rock breakage. The data indicate that a combination of liquid water in?ltration into crack tip and subsequent freezing is the most signi?cant factor contributing to critical crack extension. The recorded sub‐critical crack movements involved a number of minor crack extensions and contractions, the timing of which correlates well with the magnitude of the reconstructed thermal stresses at the crack tip derived from thermal deformation of the plate‐shaped rock fragment. Larger crack extensions occurred when stress at the crack tip exceeded a threshold value, possibly re?ecting the control of rock fracture mechanics by which cracks are thought to propagate when the stress intensity factor at the crack tip exceeds the threshold values for stress corrosion cracking and the fracture toughness of the material. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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从绝热、无摩擦、无环境场作用条件下的原始方程组出发,讨论了热带气旋的动力平衡特征,并分别导出了正、斜压大气中综合描述热带气旋中心强度变化的物理量(dI/dt)及其动力平衡关系式,进而分析了正、斜压大气中的热带气旋强度变化及移动的特征.结果表明:热带气旋的定常运动具有"相当地转风平衡”的特征,其等"压能”线和等位涡线均与流线重合;"β涡旋对”及由高(低)层水平风正(负)垂直切变产生的"切变涡旋对”之间的"通风气流”均使热带气旋的强度减弱,高(低)层涡度的负(正)垂直平流则增强热带气旋的强度;热带气旋的中心有向极、向高(低)层涡度垂直平流的梯(升)度方向移动的趋势,垂直运动及高、低层水平风速垂直切变的非对称结构对热带气旋的移动有影响;"γ效应”则是"通风气流”牵引热带气旋移动的动力机制之一. 相似文献
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汶川地震中宝珠寺水电站遭受的地震烈度为8°(相当于水平峰值加速度0.2 g),远超过大坝的设计地震水平(0.1 g),震后大坝未见明显震损.为解释大坝在地震中的抗震现象,构建了坝址区三维模型.考虑坝体横缝非线性以及三个方向地震作用的不同组合方式,对汶川地震中大坝的动力响应进行有限元模拟.在此基础上,针对震后提高的抗震设防标准,进一步选取典型坝段,采用二维弹塑性方法对大坝进行抗震复核并分析可能的破坏模式.模拟结果表明:横河向地震分量起主导作用而顺河向地震作用相对较弱是宝珠寺重力坝在汶川地震中免于发生损坏的主要原因.坝顶混凝土发生挤压破碎缘于永久横缝在地震中高频渐开渐合行为引起的剧烈碰撞.宝珠寺重力坝对设计地震0.27 g的强震可以保持整体的安全性,对校核地震0.32 g的强震整体安全性降低,水库正常运行及抵抗余震的能力将受到影响. 相似文献
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James G. Berryman 《Geophysical Prospecting》2009,57(2):193-208
Certain crack-influence parameters of Sayers and Kachanov are shown to be directly related to Thomsen's weak-anisotropy seismic parameters for fractured reservoirs when the crack/fracture density is small enough. These results are then applied to the problem of seismic wave propagation in polar reservoirs, i.e., those anisotropic reservoirs having two axes that are equivalent but distinct from the third axis), especially for horizontal transversely isotropic seismic wave symmetry due to the presence of aligned vertical fractures and resulting in azimuthal seismic wave symmetry at the Earth's surface. The approach presented suggests one method of inverting for fracture density from wave speed data. A significant fraction of the technical effort in the paper is devoted to showing how to predict the angular location of the true peak (or trough) of the quasi-SV-wave for polar media and especially how this peak is related to another angle that is very easy to compute. The axis of symmetry is always treated here as the x 3 -axis for either vertical transversely isotropic symmetry (due, for example, to horizontal cracks), or horizontal transversely isotropic symmetry (due to aligned vertical cracks). Then, the meaning of the stiffnesses is derived from the fracture analysis in the same way for vertical transversely isotropic and horizontal transversely isotropic media, but for horizontal transverse isotropy the wave speeds relative to the Earth's surface are shifted by 90o in the plane perpendicular to the aligned vertical fractures. Skempton's poroelastic coefficient B is used as a general means of quantifying the effects of fluids inside the fractures. Explicit Biot-Gassmann-consistent formulas for Thomsen's parameters are also obtained for either drained or undrained fractures resulting in either vertical transversely isotropic or horizontal transversely isotropic symmetry of the reservoir. 相似文献