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自重体积力作用下坡体张应力及坡面位移的变化规律 总被引:1,自引:0,他引:1
为了提高对边坡体力学行为的认识,借助于FLAC有限差分软件的数值模拟,并结和相似理论的推导验证,研究了在仅有自重体积力作用的条件下,线弹性边坡体的一些力学特征及其与相关变量或物理力学参数的相关关系。没有外载荷影响时边坡地表最大主应力和最小主应力分别平行和垂直于地表,当深度增加时,主应力的取向逐渐变成竖直和水平两个方向,坡面处既有张应力区也有拉应力区,坡脚处亦存在较大的张应力,这是自重体积力作用下边坡体应力分布的一般性特征,在本文和前人的研究中都能体现。本文还重点揭露了:坡角线性增加时坡顶最大张应力的变化速率表现为:快慢快; 沿坡顶面竖直向下张应力随深度增加线性减小; 小变形条件下边坡应力场与弹性模量无关; 最后验证了满足相似理论的坡体,坡面对应点的位移比是其几何尺寸比的平方倍。本文不仅是对既有研究成果的进一步补充,而且为以后研究复杂条件下边坡体的力学特征奠定了基础,对于理论和实践都有一定的启发意义。 相似文献
104.
Numerical modelling of bit–rock fracture mechanisms in percussive drilling with a continuum approach
Timo Saksala 《国际地质力学数值与分析法杂志》2011,35(13):1483-1505
This paper presents a numerical method for continuum modelling of the dynamic bit–rock interaction process in percussive drilling. The method includes a constitutive model based on a combination of the recent viscoplastic consistency model, the isotropic damage concept and a parabolic compression cap. The interaction between the drill bit and rock is modelled using contact mechanics by treating the bit as a rigid body. As the bit–rock interaction in percussive drilling is a transient event, the method is implemented in explicit dynamics FEM. The rock strength heterogeneity is characterized at the mesoscopic level statistically using the Weibull distribution. The bit–rock interaction is simulated under axisymmetric conditions using cylindrical and hemispherical buttons. The choice of the quite complex constitutive model accounting, e.g. for plastic compaction, viscoplastic shear and tensile failure along with induced damage and rate dependency is justified by numerical simulations. Moreover, the quasi‐static and dynamic cases are compared in plane strain simulations. Finally, some results clarifying the discrepancy of opinions found in the literature concerning the side (lateral) crack formation are obtained. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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四川盆地震旦系—志留系碳酸盐岩普遍埋藏深度超过3〖CS%0,0,0,0〗〖CS〗500 m,属深层碳酸盐岩储层范畴。宽广的潮坪相和陆棚相沉积环境从根本上决定了盆内下组合碳酸盐岩储层岩石类型主要为颗粒碳酸盐岩、晶粒结构白云岩及裂缝性灰岩。多期次的构造运动导致下组合岩溶储层发育,特别是志留纪末期的加里东运动导致从乐山—龙女寺古隆起核部由西向东依次发育震旦系、寒武系和奥陶系古岩溶带。现今下组合储层中广泛分布的沥青表明下组合曾有过广泛的油气成藏过程,形成古油藏或古气藏,亦表明下组合在油气充注时曾普遍发育优质储层。岩石学和地球化学研究表明,复杂多变、期次繁多的成岩演化和流体充注与下组合优质储层的形成、保存和破坏密切相关,总体上,对四川盆地深层海相碳酸盐岩储层而言: 1)原位沉积体系、白云岩化对震旦系和寒武系优质储层发育控制作用弱、仅对奥陶系和志留系具有较强的控制作用; 2)古隆起是优质储层发育的先决条件,表生岩溶与破裂作用为必备条件; 3)烃类流体充注和热裂解作用早期优质储层保存的主要机制,此外,适度的重结晶作用是形成优质储层的持久动力,埋藏过程中外源侵蚀性流体溶蚀作用的储层效应有限; 4)压实压溶作用、胶结充填作用是储层致密的最主要的因素。 相似文献
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Water quality in South Africa and around the world continues to deteriorate due to contamination by organic, inorganic and microbial substances. While many efforts have been done to address water quality problems, current drinking water treatment technologies remain costly and do not effectively remove pollutants to acceptable levels. In this work nitrogen doped carbon nanotubes/polyethersulfone (N-CNT/PES) blend membranes were synthesized via a modified phase inversion method and assessed for suitability in drinking water treatment. The N-CNTs with outer diameters of 30–45 nm and 3% N content were prepared using a conventional chemical vapour deposition method and functionalized by refluxing in HNO3. The confirmation and degree of functionalization with –OH and –COOH groups was determined using Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy and zeta potential analysis. FTIR studies confirmed the successful incorporation of functionalized N-CNTs (N-CNTs) in the membrane matrix. Atomic force microscopy (AFM) analysis revealed that the addition of N-CNTs leads to reduced surface roughness, suggesting a good dispersion of the N-CNTs in the matrix. Permeability studies revealed that the addition of N-CNTs to the polyethersulfone (PES) solution increased the water flux of the blend membrane by up to 70%. N-CNT loadings of 0.04 wt% in the blend membranes gave low surface contact angle of 55° and high fluxes. In addition, inclusion of N-CNTs enhanced the mechanical properties of the N-CNT/PES blend membranes. The use of N-CNTs in mixed matrix PES membranes is reported for the first time here. The result already suggests superior compatibility of the N-CNTs with PES compared to undoped CNTs, due to the high surface reactivity of the N-CNTs. 相似文献
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大体积混凝土温度裂缝扩展过程模拟 总被引:1,自引:0,他引:1
大体积混凝土的温度裂缝是关系到水电工程中混凝土大坝安全的重要问题,它贯穿混凝土坝的施工期直至运行期。重点探讨了应用无网格法求解大体积混凝土温度裂缝扩展过程的模拟方法。无网格法采用节点来离散求解域,特别适用于裂缝开裂过程的模拟。结合混凝土热传导问题推导了伽辽金无网格方法控制方程和基本算法步骤,编制了混凝土温度场计算和温度裂缝扩展过程模拟的无网格法程序,通过具体的算例验证了所编制的伽辽金无网格程序的正确性。数值算例的计算结果表明,无网格法能够有效地模拟混凝土块在温度应力作用下的开裂发展过程,计算结果符合大体积混凝土块在均匀温降和基础强约束条件下的裂缝分布规律。 相似文献
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大量的研究表明,路基不均匀沉降导致上部路面结构在车辆重复荷载作用下出现早期的破坏,严重影响了路面服务性能,而现有的路面结构设计未考虑路基不均匀沉降对路面结构的影响。在以往对路基不均匀沉降研究的基础上,采用有限元程序ABAQUS分析了在路基发生不均匀沉降条件下,路面承受车辆重复荷载作用的动力学响应以及路面开裂的变化过程,引入损伤变量定量描述了路面的破坏过程,分析了路基横向沉降差对路面开裂的影响,并参照路基边坡稳定安全系数的定义及规范取值。在此基础上,提出了山区公路典型沥青路面结构的容许横向沉降差值为2.2‰,并建议将其作为路基路面结构整体设计的一个控制指标加以考虑,以避免路基不均匀沉降导致的路面早期破坏,从而提高山区高等级公路的设计及建造水平。 相似文献