交叉裂隙岩体裂纹扩展试验及混合有限-离散元数值模拟研究     

梁东旭  张农  荣浩宇 《岩土力学》2023,(4):1217-1229

对预制交叉裂隙岩石试样进行裂纹扩展试验,研究了裂纹萌生、扩展、聚合过程,分析了主裂隙和轴向载荷夹角及主次裂隙夹角对裂纹起裂应力和聚合应力的影响,并用混合有限元-离散元程序,即图形处理器并行化的3D Y-HFDEM代码对试验进行了仿真计算,实现了岩石破坏从连续介质向非连续介质的过渡,对裂纹类及损伤破坏模式进行了识别,捕捉到了试验中难以发现的现象。研究表明：随主裂隙与轴向载荷夹角增加,裂纹聚合区的拉伸裂纹数量增加;裂纹起裂和聚合应力与主裂隙与轴向载荷夹角成正比;主次裂隙夹角增加,岩石的破坏模式由拉伸破坏转为剪切破坏,交叉裂隙加剧岩石破碎程度;主裂隙尖端萌生扩展的拉伸-剪切混合裂缝引起的破坏在岩石破坏中占主导地位,是导致岩体失去承载能力的主控裂纹;混合有限元-离散元仿真软件GPGPU并行化的3D Y-HFDEM IDE在岩石裂纹扩展研究中具有优势,可以捕捉实验室难以发现的损伤断裂类型,可以作为岩石裂纹扩展研究的有力工具。  相似文献   

卸荷-增孔压条件下花岗岩残积土的力学特性     

舒荣军  孔令伟  周振华  简涛  李甜果 《岩土力学》2023,(2):473-482

建（构）筑物因土中孔隙水压力升高而失稳破坏的情形屡见不鲜,常剪应力增孔压试验是相关研究的常用手段,但迄今鲜见考虑施工期开挖卸荷影响的试验研究。为探究初始卸荷对花岗岩残积土增孔压过程力学行为的影响,在常规增孔压试验中增加了初始卸荷阶段,开展了一系列考虑初始卸荷程度和卸荷滞时影响的卸荷-增孔压试验,分析土体变形、屈服和强度特性的初始卸荷效应与卸荷滞时效应,并与常规增孔压试验结果对比以揭示初始应力路径的影响。试验结果表明：增孔压过程的变形发展具有明显的阶段性,土体屈服后因其剪胀潜势和变形迅速而产生负超静孔压增量,有效平均应力转而增大;初始卸荷对增孔压过程土体力学性能具有明显的劣化作用,表现为刚度与屈服强度均随初始卸荷程度的增大而衰减;与被动压缩这种“加荷”式应力路径相比,初始卸荷的不利影响更为显著;土体力学性能的劣化随卸荷滞时的增长而加剧;屈服摩擦角随初始卸荷程度的增大逐渐减小,但始终大于临界状态摩擦角。  相似文献   

青藏高原东南缘构造应力场重构     

侯强  丁小军  赵宏  欧明霖  张博康 《大地测量与地球动力学》2019,39(5):458-463

采用有限元方法，针对青藏高原东南缘建立更细致、更精确的三维有限元弹性模型。选取9种不同的应力边界条件，分别进行优化分析后处理，将对应台站形变模拟值与GPS实测值进行误差分析，最终选取最佳方案作为古构造应力场。结果表明，青藏高原东南缘4 Ma BP的古应力场主要起源于中国大陆周围板块的相互作用，特别是印度板块NNE向强烈碰撞作用，成为中国大陆尤其是西南部青藏高原地区构造应力场最主要的动力来源，控制各个块体相互作用的方式和运动格局。青藏高原东南缘古应力场主要包括几个力源：西北部青藏高原侧向挤压造成的WE向应力约105 MPa；西南部直接来自于印度板块的NE-WS向应力约70 MPa；南部NS向作用力33 MPa；东南部扬子块体侧向NW-SE阻挡力56 MPa；北东部受扬子块体强烈EW向阻挡力90 MPa。这些力源共同作用于青藏高原东南缘，形成现今复杂应力场。
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不同水位和竞争模式对典型湿地植物生态化学计量特征的影响     

李旭  于洁  李峰  胡聪  曾静  侯志勇  谢永宏  陈心胜 《湖泊科学》2019,31(6):1651-1661

以洞庭湖典型湿地植物辣蓼为目标植物,短尖苔草为邻近植物,通过控制实验研究不同水位(30、0和-30 cm)和竞争(无竞争、全部竞争、地上竞争和地下竞争)模式下目标植物生长及生态化学计量特征的变化.结果表明:水位处理显著影响不同竞争模式下的生物量积累,辣蓼生物量随水位增加显著降低;-30 cm水位无竞争模式下生物量最大,为10.84±1.52 g.在30 cm和0 cm水位梯度下,不同竞争模式下的生物量间无显著差异.但-30 cm水位下,地下竞争模式下的辣蓼生物量积累较全竞争模式和地上竞争模式下显著增多,说明非胁迫条件下,辣蓼和苔草的竞争以地上竞争为主.水位处理对辣蓼叶片、茎和根的氮、磷含量影响显著,30 cm水位下,叶片氮、磷含量显著高于其他水位下的含量.在-30cm水位下,叶片C∶N和C∶P显著高于其他水位下的比值,分别为48.08±3.85、590.3±43.4.相比于对照处理(无竞争),竞争作用下的辣蓼总氮含量降低,而C∶N值增加,N∶P值降低,这可能是因为竞争作用导致辣蓼对氮的吸收减少所致.  相似文献   

条斑紫菜酵母双杂交文库的构建及PyMAPK5互作蛋白的筛选     

董道英  孔凡娜  崔正彩  孙斌 《海洋与湖沼》2019,50(6):1271-1280

为进一步研究条斑紫菜促分裂原活化激酶家族PyMAPK5的下游互作蛋白,理解其生物学功能,本研究通过酵母双杂交的方法进行其相互作用蛋白的筛选。提取不同温度和失水逆境胁迫下的RNA,利用Invitrogen体系构建条斑紫菜酵母双杂交cDNA文库,其库容为1.44×107CFU,重组率为91.8%。以pGBKT7-PyMAPK5为诱饵蛋白载体,利用共转化方法,从文库中筛选得到26个与PyMAPK5互作的候选蛋白。候选蛋白集中在光系统II相关蛋白、捕光蛋白、微管蛋白、ATP酶、GTP结合蛋白及假设蛋白等。微管蛋白、捕光蛋白、光系统II蛋白一对一验证结果为阳性,表明在酵母体内存在互作。本研究为阐明条斑紫菜PyMAPK5与其互作蛋白的关系及解析PyMAPK5下游作用机制奠定了基础。  相似文献   

Effects of wave directionality on extreme response for a long end-anchored floating bridge     

《Applied Ocean Research》2019

Reliable design codes are of great importance when constructing new civil engineering concepts such as floating bridges. Previously only a scarce number of floating bridges have been built in rough wave conditions and only limited knowledge of the extreme environmental conditions and the associated extreme response exists. To form a better design basis an increased understanding of the sensitivity in the structural response towards changes in short-crested sea parameters is needed. Furthermore, acquiring the necessary accuracy in simulated extreme response is often a computationally expensive endeavour and the number of simulations needed is often based on experience. The present study investigates the wave-induced short-term extreme response of a simplified end-anchored floating bridge concept for several wave environments with a return period of 100 years. The study includes convergence of the coefficient of variation for the extreme response for different realization lengths as well as number of realizations. The sensitivity in the structural response towards different main wave directions and spreading exponents is investigated and includes both transverse and vertical displacement response spectra and extreme Von Mises stress in the bridge girder cross-section. The extreme response is based on an accuracy of 2% in the coefficient of variation equivalent to 40 3-h realizations and a low sensitivity in the response is found for natural occurring spreading exponents and for main wave directions within 15° from beam sea.  相似文献   

CHARACTERISTICS OF TECTONIC STRESS FIELD OF THE XIAOWAN RESERVOIR BEFORE AND AFTER THE IMPOUNDMENT          下载免费PDF全文

HUANG Hao  FU Hong 《地震地质》2019,41(6):1413-1428

Using the seismic waveform data of Xiaowan seismic network and Yunnan seismic network, we determined the focal mechanisms of 36 earthquakes(M_L ≥ 3.0)from Jun. 2005 to Dec. 2008 and 51 earthquakes(M_L ≥ 2.5)from Jan. 2009 to Dec. 2015 by generalized polarity and amplitude technique. We inverted tectonic stress field of the Xiaowan reservoir before impounding, using the focal mechanisms of 36 earthquakes(M_L ≥ 3.0)from Jun. 2005 to Dec. 2008 and CAP solutions of 58 earthquakes(M_L ≥ 4.0)collected and the solutions in the Global Centroid Moment Tensor(GCMT)catalog; We inverted local stress field of the reservoir-triggered earthquake clustering area, using 51 earthquakes(M_L ≥ 2.5)from Jan. 2009 to Dec. 2015. Focal mechanisms statistics show that, the Weixi-Qiaohou Fault is the seismic fault. Focal mechanisms were strike-slip type in initial stage, but normal fault type in later stage. Focal depths statistics of 51 earthquakes(M_L ≥ 2.5)show that, the average value of focal depths in period Ⅰ, period Ⅱ and period Ⅲ are 8.2km, 7.3km and 7.8km respectively and the standard deviations are 4.3km, 3.5km and 6.0km respectively. The average value of focal depths is basically stable in different period, only the standard deviation is slightly different. Therefore, there is not positive connection between focal depth and deviation of focal mechanisms. What's more, there are 2 earthquakes(number 46 and number 47 in Fig.5 and Table 3)with almost the same magnitude, epicenter and focal depth, but they have different faulting types as normal and strike-slip. The focal mechanism of event No.46 is strike:302°, dip:40° and rake:-97° for plane Ⅰ, however, the focal mechanism of event No.47 is strike:292°, dip:82° and rake:140° for plane Ⅰ. Likewise, earthquake of number 3 and number 18 have similar characteristic. Therefore, the obvious focal mechanism difference of similar earthquake pair indicates the complexity of Weixi-Qiaohou Fault. Considering the quiet-active character of reservoir-triggered earthquakes, we discussed the change of local stress field in different period. The σ₁ of tectonic stress field was in the near-south direction, with a dip angle of 14° before the impoundment, however, the direction of σ₁ of local stress field changed continuously, with the dip angle getting larger after the impoundment. The direction of σ₁ of local stress field of reservoir-triggered earthquake clustering area is close to the strike of Weixi-Qiaohou Fault, and reservoir impoundment increased the shear stress in the fault, so the weakening of fault was beneficial to trigger earthquakes. Comprehensive analysis suggests that fluid permeation and pore pressure diffusion caused by the water impounding, and the weakening of fault caused by local stress field are the key factors to trigger earthquake in the Xiaowan reservoir.  相似文献   

秦岭—大别东段应力状态研究     

倪红玉  刘泽民  洪德全  赵朋  汪小厉 《地震》2019,39(3):138-148

本文首先通过Snoke发展的利用P波、 SV波和SH波的初动和振幅比方法计算秦岭—大别东段2008年以来83次M_L≥2.5地震的震源机制解, 然后通过FMSI方法反演得到平均应力场的方向特征: 近东西向的水平挤压和近南北向的水平拉张作用, 与参数统计结果一致; 进而通过震源机制的一致性参数分析应力场方向的变化信息。 分析表明震源机制解呈现了由变化紊乱、 偏离平均应力场到变化一致、 趋于平均应力场再到变化紊乱、 偏离平均应力场的变化过程, 在显著地震前, 研究区整体的震源机制一致性参数处于持续低值状态; 计算了2008年以来93次M_L≥2.5地震的视应力, 拟合视应力与震级的关系, 分析扣除震级影响的差视应力随时间变化特征, 近似反映研究区应力大小的变化。 分析表明显著地震前研究区的差视应力值呈现出明显的先上升后下降的变化过程, 在下降过程中发生地震; 最后利用震源机制一致性参数和差视应力综合分析研究区的应力状态, 均表明显著地震前震源区的构造应力场增强。 目前研究区的震源机制一致性参数较高、 差视应力较低, 研究区的应力水平较低。  相似文献   

2010智利莫尔Mw8.8地震对其破裂区及附近地区地震活动性的影响     

武安绪  陈学忠  李艳娥 《地震》2019,39(1):146-154

强震的发生与地壳中应力增加有关。 库仑破裂应力被用于研究由于某次强震发生所产生的应力变化。 2010年智利莫尔M_W8.8地震发生之后, 其破裂区以南地区没有发生M≥6.0地震, 而在其以北地区于2015年在智利发生了伊亚佩尔M_W8.3级地震。 在这两个地区地震活动性悬殊。 本文利用库仑破裂应力研究了2010年智利莫尔M_W8.8地震在这两个地区产生的应力变化。 结果表明, 2010年智利莫尔M_W8.8地震在其破裂区以北地区产生的应力变化为正值, 有利于断层错动发震, 而在其破裂区以南地区产生的应力变化为负值, 具有抑制断层错动发震的作用。  相似文献   

2015年四川乐山金口河M5.0地震孕震构造条件分析     

宫悦  龙锋  梁明剑  易桂喜  王宇玺  格桑扎西 《中国地震》2019,35(3):445-454

2015年1月14日乐山金口河M5.0地震发生在历史地震强度较低的川南山区与四川盆地交界一带。基于四川区域地震台网的震相报告与波形资料，采用双差定位法对地震序列进行重新定位，同时，采用CAP波形反演方法及HASH方法反演了主震及序列中8次M_L≥2.0地震的震源机制解。另外，利用Coulomb3计算了主震发生后库仑应力改变量，得到的结果如下：①重新定位结果显示，金口河M5.0地震位于（103.18°E，29.32°N），震源深度16.6km，略深于波形反演结果（12km）。序列分布在NNW向天全-荥经断裂和NE向西河-美姑断裂的交汇部位，余震序列在空间上呈NE向展布。②M5.0主震的机制解为节面Ⅰ：走向350°/倾角46°/滑动角107°，节面Ⅱ：走向146°/倾角47°/滑动角73°，表现为走向NW（NNW）、中等倾角的逆冲型运动方式。序列中其余8次M_L≥2.0余震大多以走向NE的逆冲型地震为主，个别为走滑或正断层类型。主震和大部分余震的节面方向不一致，主震节面方向与余震长轴方向也不一致。③主震后库仑应力改变量显示，余震主要发生在主震引起的库仑破裂应力增加的区域。综合分析推测，NNW向天全-荥经断裂为本次地震主震的发震构造，倾向NE的机制解节面Ⅰ指出了该断裂的几何产状；M5.0主震发生后，立即触发了其旁侧的NE向西河-美姑断裂，并激发了多次余震。  相似文献