Three-dimensional finite element simulation of fracture propagation in rock specimens with pre-existing fissure(s) under compression and their strength analysis     

Ramin Pakzad  Shanyong Wang  Scott W. Sloan 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(10):1472-1494

A FORTRAN program, consistent with the commercially available finite element (FE) code ABAQUS, is developed based on a three-dimensional (3D) linear elastic brittle damage constitutive model with two damage criteria. To consider the heterogeneity of rock, the developed FORTRAN program is used to set the stiffness and strength properties of each element of the FE model following a Weibull distribution function. The reliability of the program is assessed against available experimental results for granite cylindrical specimens with a throughgoing, flat and inclined fissure. The calibration procedure of the material parameters is explained in detail, and it is shown that the compressive to tensile strength ratio can have a substantial influence on the failure response of the specimens. Numerical simulations are conducted for models with different levels of heterogeneity. The results show a smaller load bearing capacity for models with less homogeneity, representing gradual coalescence of fully damaged elements forming throughout the models during loading. The maximum load bearing capacity is studied for various combinations of inclination angles of two centrally aligned, throughgoing and flat fissures of equal length embedded in cylindrical models under uniaxial and multiaxial loading conditions. The key role of the compressive to tensile strength ratio is highlighted by repeating certain simulations with a lower compressive to tensile strength ratio. It is proven that the peak loads of the rock models with sufficiently small compressive to tensile strength ratios containing two throughgoing fissures of equal length are similar, provided that the minimum inclination angles of the models are the same. The results are presented and discussed with respect to the existing experimental findings in the literature, suggesting that the numerical model applied in this study can provide useful insight into the failure behaviour of rock-like materials.  相似文献   

不同排列方式和间隙比下双圆柱流致振动特性研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘巨保  杨明  岳欠杯  丁宇奇  姚利明 《海洋工程》2018,36(4):105-113

采用基于ALE的流固耦合分析方法,将圆柱体振动模型简化为平面双自由度质量-弹簧-阻尼系统,进行了计算参数无关性分析。对不同θ角和间隙比T下的双圆柱流致振动进行数值模拟,并与单圆柱振动计算结果进行比较,得到了不同θ角和间隙比T下中心圆柱的升阻力系数、流场分布和运动轨迹变化情况。通过分析发现小间隙比下由于两圆柱间的相互干扰,改变了中心圆柱的尾涡结构,导致了升力和阻力系数随不同θ角而发生变化;小间隙比下由于两圆柱间的相互干扰影响,均使中心圆柱的轨迹在不同θ角下发生了较大的变化,顺流向的振动频率与单圆柱振动时相比出现了多倍频,导致其运动轨迹发生了变化。  相似文献   

圆形数值波浪水池斜向和多向入射波浪模拟研究     

任兴月  陶军  彭伟 《海洋工程》2018,36(4):78-87

为了研究斜向入射波浪,基于三维不可压缩两相流模型,开发了一套圆形数值波浪水池数值模型。在圆形波浪水池中,通过源项造波法成功生成了任意入射方向的波浪,并且利用人工摩擦项模拟阻尼区以数值耗散反射波浪。模型基于嵌入式多块网格体系,采用FVM法(finite volume method)离散Navier-Stokes方程,VOF法(volume of fluid)追踪自由水面。试验结果表明,斜向入射波浪的模拟结果与理论值基本一致,圆形波浪水池在模拟斜向入射波浪时,有效区域的面积较传统波浪水池显著增大,而且有效区域受波浪入射角度的影响也较小。同时,通过叠加多列斜向入射波浪,模拟出了多向交叉波列,并通过与理论结果对比,发现其具有较高的精度。  相似文献   

内蒙古鲁新井田水文地质条件研究          下载免费PDF全文

赵志强  安美艳  高奎锋  王兆亮  王福芝 《山东国土资源》2018,34(6)

矿产资源开发导致了地下水失衡,地下水失衡又给矿产开发造成了极大的安全隐患,近年来,矿产资源开发与地下水环境保护之间的矛盾愈发凸显。通过对内蒙古鲁新井田典型的水文地质条件进行分析研究,分析采矿导致地下水失衡机理,深入剖析矿井开采充水条件及矿山开发对地下水环境的影响,合理提出了促进矿产开发与地下水保护相互协调的对策建议,为实现"采矿保水"协调统一提供了基础地质依据。为类似地区矿产开发过程中遵循自然规律,趋利避害,保障生产安全,保护地下水环境安全,实现资源绿色开发有较好的指导借鉴作用。  相似文献   

全球气候变化下南海诸岛保护优先区识别分析   总被引：3，自引：1，他引：2  

左秀玲  苏奋振  张宇  吴文周  吴迪 《地理学报》2020,75(3):647-661

全球变化下,珊瑚礁保护区是保护生物多样性、增强珊瑚礁对气候变暖抵抗力的有效方式,而维持珊瑚礁弹性是其核心内容。针对珊瑚礁最具有威胁性的热压力因子,基于南海1982—2009年卫星观测海表面温度（SST）数据和CMIP5加拿大地球系统模式CanESM2模型预估的2006—2100年南海SST数据构建热压力强度模型,从维持珊瑚礁弹性的角度识别IPCC RCP 4.5和RCP 8.5情景下南海诸岛保护优先区。结果表明：RCP 4.5和RCP 8.5情景下13%左右的南海诸岛珊瑚礁识别为保护优先区。根据热压力强度与珊瑚抵抗力及避难所关系,西沙群岛七连屿和晋卿岛近年观测与未来预估的热压力强度均比较低,在保障其服务功能的基础上建议实施完全保护;东沙群岛东沙环礁和中沙环礁排洪滩近年观测急性热压力强度较高但未来预估热压力强度较低,建议实施50%禁止利用保护;中沙群岛黄岩岛近年观测和未来预估的急性热压力强度均比较低,建议实施50%多用途保护。南沙群岛有14%左右的珊瑚礁识别为保护优先区,根据其热压力强度可实施30%~100%禁止利用保护或30%~50%多用途保护。RCP 4.5和RCP 8.5情景下的南海诸岛保护优先区及保护对策,可为维持珊瑚礁生态弹性及应对全球气候变化提供重要的参考价值。  相似文献   

海岸破波带内悬沙空间分布试验研究和解析表达式     

张洋  邹志利  孙大鹏  薛武山 《海洋工程》2018,36(1):28-46

关于海岸破波带内悬沙浓度水平和垂向分布的研究对于计算海岸输沙率和地形演变具有重要意义。本研究进行了规则波、波群和不规则波三种波浪情况破波带内悬沙浓度的水平和垂向分布的试验测量。试验在大尺度波浪水槽进行,接近实际海岸波况尺度。给出了破波带内多断面悬沙垂向分布的细致测量结果,并以此为基础给出了预报实际海岸破波带内悬沙浓度水平和垂向分布解析表达式,讨论了形成这些分布的物理原因和不同波况、不同破波带区域对分布的影响。  相似文献   

300 BC-1900 AD无定河流域城镇时空格局演变   总被引：2，自引：1，他引：1  

佟彪  党安荣  许剑 《地理学报》2019,74(8):1508-1524

通过分析和整理从战国中晚期（约300 BC）至清末（约1900 AD）无定河流域历代县级及以上城址的位置、兴废年代数据,结合行政区划沿革、经济社会发展、政权更迭等资料,分析流域城镇格局的时空演变过程。研究表明：① 受气候周期性波动影响,无定河流域城镇的兴起与衰废具有明显的周期性特征,城镇几何中心的移动轨迹具有明显的“西北—东南”向潮汐性运动特征;② 城址存续年限普遍较短,具有明显的阶段性特征,流域内曾存在过4个阶段性中心城镇,中心城镇移动的方向和过程与城镇几何中心的潮汐性移动过程趋势一致;③ 流域城镇空间格局可分为3种类型,即秦汉与隋唐时期的沿河流谷地分布,宋、明两代的沿边境线与长城分布,以及元、清两代集中于流域下游分布。流域城镇未来的发展布局应重视气候变化对城镇分布的长期影响,关注区域环境的脆弱性,合理安排城镇体系发展规模与布局。  相似文献   

浙南近海虾类群落结构及其多样性分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈伟峰  彭欣  叶深  谢起浪  陈少波  汪振华  陈骁 《海洋科学》2018,42(3):37-45

作者根据2015年11月(秋季)、2016年2月(冬季)、2016年5月(春季)和2016年8月(夏季)对浙南近海进行的渔业资源调查数据,用生物量作为虾类资源分布的数量指标,对该海域虾类的组成、数量分布以及季节变化进行分析。结果显示:该区域共鉴定出虾类30种,隶属于10科21属,以对虾科(Penaeidae)虾类最多,其次为管鞭虾科(Solenoceridae),长臂虾科(Palaemonida)位居第3位。按季节来看,秋季共鉴定虾类27种,各站位平均生物量为6.97 kg/km2,优势种为凹陷管鞭虾(Solenocera koelbeli)、中国毛虾(Acetes chinensis)和中华管鞭虾(Solenocera crassicornis)等3种;冬季鉴定出虾类25种,平均生物量为1.65 kg/km2,优势种为凹陷管鞭虾、扁足异对虾(Atypopenaeus stenodactylus)、日本鼓虾(Alpheus japonicus)、鲜明鼓虾(Alpheus digitalis)、中国毛虾、中华管鞭虾和周氏新对虾(Metapenaeus joyneri)等7种;春季20种,平均生物量为2.22 kg/km2,优势种为戴氏赤虾(Metapenaeopsis dalei)、东海红虾(Metapenaeopsis dalei)和中华管鞭虾等3种;夏季16种,平均生物量为10.36 kg/km2,优势种有鹰爪虾(Trachysalambria curvirostris)和中华管鞭虾等2种。Margalef丰富度指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)和Pielou均匀度指数(J′)秋季均低于冬季。秋冬季受到浙闽沿岸流影响,温度、盐度相对较低,夏季受到台湾暖流外侧影响,温度、盐度相对较高,且各季节间由于瓯江、椒江、飞云江、鳌江等陆源性冲淡水的影响,盐度、温度变化相对较大,使得该区域的物种不得不适应一个跨度较大的温盐范围,广温广盐性种类为主。  相似文献   

大别山及其周边现今垂直形变研究     

宋尚武  王庆良  郝明  周琳  刘立炜  胡亚轩 《大地测量与地球动力学》2018,38(1):32-35

基于1980年、2005年和2015年3期区域精密水准网观测资料，利用线性动态平差模型计算获取大别山地区水准网长期垂直运动速度场图像。研究发现，淮河平原地表下沉较为严重，大别山呈现弱隆升趋势运动，长江谷地边缘地区较大别山区呈现明显的隆升运动。跨郯庐断裂带水准剖面结果显示，垂直运动与地形呈负相关和弱相关。  相似文献   

鄂尔多斯盆地宜川地区二叠纪孢粉化石组合特征          下载免费PDF全文

高存山 《山东国土资源》2018,34(11)

通过对延长油矿延223井晚古生代孢粉组合研究以及古植被的恢复,探讨了该区晚古生代孢粉植物化石组合的地层学和古气候意义。根据孢粉化石主要属种的时代分布及其在各样品中百分含量的规律性变化,自下而上建立了3个孢粉组合:Gulisporites cochlearius-Laevigatosporites minimus组合、Sinulatisporites-Florinites组合和Lueckeisporites permianus-Platysaccus radialis组合。根据对划分孢粉组合的特征分析,通过与邻区及华北地区晚古生代孢粉组合的对比,探讨了孢粉组合的时代意义。通过孢粉组合,推测了相应时期的古植被类型,并与前人在相同地质时期所建立的大植物化石带进行了对比,分析了各地质时期植被的兴起、发展、繁盛以及衰退绝灭的历史过程,研究区二叠纪植物群属于典型的华夏植物群,反映了一种温暖潮湿的热带雨林气候,二叠纪晚期随着松柏类植物所占比例的增加,气候有变干旱的趋势。  相似文献