基于3D-DIC的砂岩裂纹扩展及损伤监测试验研究     

范杰  朱星  胡桔维  唐垚  贺春蕾 《岩土力学》2022,43(4):1009-1019

裂纹监测对岩石损伤演化的认识至关重要。为研究岩石裂纹扩展及损伤变形特性,开展了含不同倾角（0°～90°）预制裂隙的标准细黄砂岩样的单轴压缩试验。利用三维数字图像相关技术（3D-DIC）获取岩样三维空间坐标下的应变分布,并结合声发射从光学与声学的角度监测了裂纹的扩展演化。由此提出了一种裂纹主应变的计算方法,定量表征岩石劣化的损伤变量D值。最后,探讨了由声发射与损伤变量D值确定岩样特征强度的影响因素。结论如下：（1）裂纹主应变反映了岩样受荷过程中同源裂纹在时间上的变化速率与空间上的扩展趋势,能较好地表征岩石的开裂行为;（2）声发射适用于确定岩样的起裂应力,不适用于损伤应力的确定,损伤变量D值所确定的起裂应力滞后于声发射,但适用于损伤应力特征值的确定;（3）结合声发射与DIC技术确定的归一化起裂应力范围为0.63～0.94、归一化损伤应力的范围为0.83～0.99;（4）预有裂隙会影响岩石的材料力学性能。随着倾角的增加,岩石的起裂应力、损伤应力及峰值应力呈增长的趋势,由于难以形成局部应变场聚集,裂纹的萌生与起裂更加困难。结果表明,3D-DIC技术的利用可以提高对岩石开裂行为的理解,对岩石的损伤监测与判识更有重要的意义。  相似文献   

应力幅值比对土-结构接触面非共轴特性影响研究     

冯大阔  张建民 《岩土力学》2022,43(11):3047-3058

运用80 t大型三维多功能土工试验机（3DMAS）,进行了不同应力幅值比下粗粒土与结构接触面大型三维循环直剪试验,深入分析了应力控制往返椭圆剪切路径下接触面切向位移、非共轴角和剪切柔度等三维力学特性以及应力幅值比的影响规律。应力控制往返椭圆剪切路径下,接触面产生了明显的x向和y向位移、非共轴角和剪切柔度。x向和y向位移幅值、剪切柔度峰值均随循环剪切的进行逐渐减小而后趋于稳定,表现出演化特性。非共轴角受切向应力幅值及切向应力增量方向共同影响,其最值、稳定值随循环周次基本保持不变;正向剪切时非共轴角最大值（最小值）与反向剪切时最小值（最大值）基本出现在同一位置。接触面剪切柔度与非共轴角随旋转角度的变化趋势相反,剪切柔度的增加会抑制非共轴角的发展,反之亦然,两者对立统一。应力幅值比对接触面切向位移间椭圆关系及其时程变化形式、切向应力位移类椭圆关系等影响较小,主要影响切向位移幅值及其偏移程度、切向位移间椭圆关系的长短轴大小及方向、切向应力位移类椭圆关系的长短轴大小、非共轴角的数值及其随旋转角度的变化形式和最值出现位置、剪切柔度随旋转角度的变化形式和峰值及其产生位置等。应力幅值比越大,切向位移幅值越大、向负向偏移越大,剪切柔度峰值越大,随循环剪切的进行减小的速率越慢。应力幅值比ξ_τ=1和ξ_τ≠1时接触面非共轴角和剪切柔度随旋转角度的发展变化形式差别很大。  相似文献   

WV-3遥感数据在滇西矿产资源开发与地质灾害调查中的应用     

胡官兵  党伟  金梦迪 《江苏地质》2022,46(2):199-206

选择云南三江中南段高黎贡山之南作为研究对象,利用WorldView-3卫星数据高空间分辨率的特点,基于Skyline软件构建三维模拟场景,从不同视域范围、远近尺度、方位视角对解译目标进行全方位展示,获取了不同矿山开发及地质灾害的典型识别标志,进行矿产资源开发状况精细识别及地质灾害详细信息提取,解译出区内建筑石料用灰岩等5种非金属矿以及滑坡等3种类型地质灾害,为矿山管理及地质灾害调查提供快速精准的目标,提升工作效率和质量。  相似文献   

基坑开挖对涉支护结构下穿盾构隧道变形的三维模拟与影响规律研究     

谢晟  韦巡洲 《江苏地质》2022,46(2):214-220

依托某大厦基坑支护工程项目,研究深厚软土地层中基坑开挖对涉支护结构下穿盾构隧道变形的影响规律。采用三维有限元数值模拟分析隧道顶部支护桩的长度对支护结构变形和隧道隆起的影响,并将数值模拟结果与现场监测结果进行对比。结果表明：深厚软土地层中基坑开挖对下穿盾构隧道产生了较大的隆起变形;因下穿隧道的影响,隧道顶部支护桩嵌固深度的减小对支护结构的变形和下穿隧道的隆起会产生重要影响,当支护桩底与隧道顶的竖向间距S＞4 m或支护桩边缘与隧道边缘的水平间距S1＞4 m 时,支护桩的踢脚位移和下穿隧道的隆起变形迅速增加。研究成果可为类似工程提供应用参考和理论支撑。  相似文献   

第四纪两类千年尺度气候振荡现象及机理研究     

张晓  张旭 《地学前缘》2022,29(5):322-333

千年尺度气候突变事件是第四纪冰期普遍存在的气候现象。这些事件可以被分为两类,一类为Dansgaard-Oeschger Event (DO事件),另一类为海因里希(Heinrich Stadial,HS)事件,后者有时也被认为是一种特殊的DO事件,因此也被称为 HS-DO事件。HS事件期间北大西洋冰架的融化一般对应DO振荡的冷相位,这与通常认为的冰架在较冷气候下体积增加并不相符。这两类事件在北大西洋重建数据中表现得最为明显,但其气候影响具有全球性。由于没有显著的外强迫驱动这两类气候突变事件,自20世纪90年代首次被确认以来,HS-DO事件一直是古气候界关注的重点,且人们对其触发机理仍没有定论。本文基于目前对这两类千年事件的研究现状,集中总结了目前已有的可反映千年事件的重建数据,利用已有的模拟工作,重点回顾了现有的机制理论,评述了目前研究DO事件以及HS-DO事件的局限性,并对其后续工作,尤其是模拟部分,进行了展望。  相似文献   

广东省仁化县书楼丘铀矿床三维地质建模及成矿预测   总被引：1，自引：0，他引：1  

俞嘉嘉 《地质与勘探》2021,57(2):305-314

综合地质、地球化学等资料进行多元信息成矿预测是目前深部固体矿产主要工作方法。广东仁化县书楼丘铀矿床位于诸广南铀矿田北部,是诸广南铀矿田重要的组成之一。本次为了拓宽书楼丘矿床深部找矿思路,探讨其找矿潜力,在前人研究和勘探基础上,总结了矿床综合信息找矿模型,以三维定量预测研究理论基础,根据矿床成矿条件和找矿标志特征,提取地质、化探、钻探资料的成矿有利信息,并利用COCAD软件构建了地形-地表、岩体、构造、矿体等地质模型,对信息进行综合成矿有利分析,运用信息量法进行研究区深部矿产资源预测,共圈定了3片靶区。  相似文献   

磁法三维建模在龙王沟磁铁矿勘探中的应用     

陈炳锦 《地质与勘探》2021,57(1):146-155

以龙王沟磁铁矿高精度磁测数据为基础,采用小波多尺度分解方法,对化极后的磁法数据进行多尺度分解,通过功率谱法计算小波多尺度分解后的各阶细节异常的场源深度。结合地形、地质及钻孔资料,采用2.5D人机交互反演对磁测剖面上的磁铁矿体进行拟合,利用Golden Software公司开发的Voxler软件,在虚拟三维环境下实现二维小波多尺度分解数据的可视化,建立三维地质体模型,直观的预测磁铁矿体的空间范围和分布形态,实现地质、物探和地上、地下信息一体化集成展示,进行专业分析评价和辅助决策,可以有效的提高地质找矿效果。  相似文献   

小体积液液萃取气相色谱-质谱法测定地下水中的克百威与3-羟基克百威     

周添  刘菲 《岩矿测试》2021,(3):358-364

克百威和3-羟基克百威是一对典型的农药母体及其代谢产物,由于其水溶性高、毒性大,可通过地表水或地下水进行长距离迁移,对人类健康和环境安全造成危害。以往通常采用液相萃取或固相萃取的方式提取样品中的克百威和3-羟基克百威,但这些方法操作繁琐、耗时较长,不利于室内模拟实验中多组样品的检测。为实现克百威与3-羟基克百威在地下水中的快速定量,本文建立了一种小体积液液萃取的前处理方法进行提取,并采用气相色谱-质谱(GC-MS)进行检测,对影响克百威和3-羟基克百威萃取效率的因素进行了研究。通过实验对比不同萃取剂、不同pH、不同离子强度条件下克百威与3-羟基克百威的回收率,优化了前处理条件。结果表明,选择二氯甲烷作为萃取剂且用量为1mL,调节水样pH=5,氯化钠用量为40g/L时克百威和3-羟基克百威的回收率最高,分别为75.1%～98.6%、55.0%～66.3%。性能评价结果显示,方法精密度和方法准确度满足测试要求(相对标准偏差10%,n=5),克百威和3-羟基克百威的方法检出限分别为15.3μg/L、10.2μg/L。该方法操作简便、快速、消耗溶剂少,与传统的液液萃取法相比,本方法耗时约为前者的1/8,消耗溶剂量约比前者小2个数量级,能够满足室内模拟实验需求。  相似文献   

页岩岩相分类表征及对建产区产能的影响     

欧成华  梁成钢  罗利  杨晓  李丹  李兆亮 《沉积学报》2021,39(2):269-280

单井产气能力差异大,导致持续稳产困难是页岩气建产区面临的关键难题。围绕页岩气建产区特点,建立了考虑建产区产气能力影响的优质海相页岩岩相分类表征技术流程。首先,分析了建产区优质页岩产气能力差异主控因素,制定了建产区优质页岩岩相分类方案;然后,建立了TOC含量,孔隙度,泥质、硅质、钙质矿物含量等关键参数测井计算模型,结合页岩成因类型,完成了建产区单井参数计算及岩相识别,在实例页岩气建产区识别出10类页岩岩相,揭示了页岩岩相类型与产气能力差异间的对应关系;最后,采用沉积微相约束岩相的策略,运用截断高斯模拟算法建立起实例页岩气建产区岩相三维模型,展示了每类岩相的空间分布特征,揭示了区内五峰组—龙马溪组海相黑色页岩内部产气能力差异特征,与此同时,按照满足在三维空间中所占体积比例大、产气能力大的条件,确定区内产气能力最优的岩相类型为:富碳高孔含钙泥质硅质页岩、富碳富孔混合页岩和高碳中—高孔含钙含泥硅质页岩。上述成果有利于解释建产区不同空间位置产气能力存在较大差异的本质原因,为页岩气建产区精细化生产管理提供技术支撑。  相似文献   

免共振沉桩过程对地表振动影响的FLAC3D数值模拟     

魏家斌  王卫东  吴江斌 《吉林大学学报(地球科学版)》2021,51(5):1514-1522

为研究免共振沉桩过程对地表振动影响,采用密度放大法以消除模型桩弹性模量过大对计算效率的影响,在有限差分软件FLAC^3D中建立了相应的连续振动沉桩模型,并和文献中的现场测试结果进行了比较,分析了激振力幅值和振动频率这两个施工参数对地表振动响应的影响。结果表明：密度放大法可有效提高数值模拟的计算效率,模拟沉桩7.0倍桩径（4.9 m）所需计算时间约为12.0 h,数值结果较好地模拟了现场测试中免共振沉桩的地表振动影响;激振力幅值和振动频率均主要对近场（水平距离为5.0倍桩径范围内）的地表振动有明显影响;临界沉桩深度与地表振动影响峰值相对应,该深度随水平距离先增大后趋于稳定;激振力幅值对临界沉桩深度的改变不明显,振动频率对远场临界沉桩深度则有较明显影响。  相似文献