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   

粤北青嶂山岩体江头矿区铀矿微区矿物学、年代学特征及其成矿动力背景制约     

赖静  祁家明  陈军军  李钟枢  曹豪杰 《地质学报》2020,94(4):1128-1142

粤北诸广和贵东是华南最重要的两个花岗型铀矿密集区,青嶂山(龙源坝)岩体位于两者之间,是华南花岗岩型铀矿研究薄弱地区。江头铀矿区地处青嶂山岩体北部与南雄断陷盆地的结合部位,该矿区的铀成矿年代学研究几为空白。本文通过电子探针方法研究了青嶂山岩体、及与该岩体密切相关的江头矿区中的铀矿物微区矿物学特征,获得岩浆成因的晶质铀矿与热液成因的沥青铀矿的U-Th-Pb化学年龄,探讨了华南铀成矿作用动力学背景及成矿地质体。研究表明:青嶂山岩体粗粒斑状黑云母花岗岩和中粒斑状黑云母花岗岩中的铀矿物主要有晶质铀矿、铀石,部分晶质铀矿存在明显铀释放的特征,其晶质铀矿化学年龄分别为246.8±8.8Ma、161.5±8.0Ma,与前人获得的锆石U-Pb年龄结果在误差范围内一致,分别代表了区内印支期与燕山期花岗岩体的成岩年龄,表明在南雄断陷盆地形成之前,青嶂山岩体与诸广岩体可能为一有机整体,有着相同的成岩、成矿环境。江头矿区矿石中铀矿物主要为沥青铀矿,伴有少量钛铀矿、铀石等,沥青铀矿化学年龄分别为121.3±9.8Ma、98.8±8.0Ma、73.2±8.8Ma,分别代表区内3期铀成矿作用的时代,结合华南中生代以来构造运动特征,认为区内铀成矿作用是受中-新生代盆地边缘深大断陷活动、产铀花岗岩体分布的双要素成矿动力学背景制约,青嶂山岩体应与诸广、贵东岩体具有相似的找矿前景。  相似文献   

地理科学与资源研究所80年回顾及展望     

葛全胜  廖小罕  高星  封志明  刘卫东  廖晓勇  诸云强 《地理学报》2020,75(12):2537-2546

2020年中国科学院地理科学与资源研究所建所80周年。回眸80年,从1940年重庆北碚成立的中国地理研究所,到1953年重新组建的中国科学院地理研究所和1956年成立的中国科学院自然资源综合考察委员会,再到1999年地理研究所和自然资源综合考察委员会整合形成现在的地理科学与资源研究所,几经变迁,历经三代人努力,研究所始终如一,求真务实,开拓进取,推动着地理科学与资源科学的创新发展,为国家建设发展和生态文明进步做出了重要贡献。适逢建所80周年,本文回顾地理资源所发展历程,总结取得的重要科研成果,并展望未来发展。  相似文献   

自然资源综合考察与资源科学综合研究     

孙鸿烈  石玉林  李文华  封志明  江东 《地理学报》2020,75(12):2610-2619

中华人民共和国成立以来,中国的资源科学研究在自然资源考察的基础上形成了一门综合性的学科体系。本文系统总结中国资源科学从自然资源综合考察到资源科学综合研究的发展历程,大致可划分为自然资源综合考察初期（20世纪50—60年代）、区域资源综合科学考察与资源科学研究时期（20世纪70—80年代）、资源科学学科体系的形成与发展时期（20世纪90年代—2000年）及现代资源科学迈向新发展时期（21世纪以来）等4个阶段,促进了中国自然资源的考察和开发利用事业不断向前发展,对中国资源科学形成与发展影响深远。当下面向生态文明建设和美丽中国建设两个国家先进发展需求,资源科学研究要以史为鉴,推陈出新,不断丰富学科的新概念、新知识与新方法,促进资源科学的蓬勃发展。  相似文献   

乌鲁木齐大气混合层厚度和稳定度与大气污染的关系          下载免费PDF全文

李振杰  金莉莉  何清  缪启龙  买买提艾力·买买提依明 《干旱区地理》2019,42(3):478-491

利用乌鲁木齐市4座10层100 m梯度气象塔2013年6月~2014年4月气象观测资料和7个环境监测站[WTBX]AQI[WTBZ]资料，计算并分析了大气混合层厚度和稳定度特征，探讨了大气混合层厚度和稳定度与污染的关系。结果表明：乌鲁木齐市混合层厚度夏季郊区高、城区低，冬季从南郊—城区—北郊随地势降低依次降低；夏季和冬季分别在1 559～1 772 m和526～1 156 m之间。地面至2 km以上每500 m高度间隔统计混合层厚度，500～1 000 m出现频率最多；月变化为6～9月基本在500 m以上，且每个高度区间其概率均超过10%，10月～次年2月1 500 m以上区间概率明显减小；日变化为中午13:00～16:00达到最高值，下午和傍晚迅速下降。白天较大的感热输送提供充足的热力条件，这也体现出白天以不稳定层结为主，夜间则以稳定层结为主。大气稳定度分类结果，夏季郊区和城区不稳定（A～C类）所占比例差不多，冬季北郊稳定（E、F类）所占比较最大、城区最弱。[WTBX]AQI指数冬季最大，从南郊—城区—北郊依次增大，这与采暖期污染物多、南郊比北郊地势高有利于扩散输送有关。总体来看，乌鲁木齐大气混合层厚度空间分布与气象要素、大气稳定度、地形等密切相关，对AQI[WTBZ]指数分布有重要影响，这对近地层大气污染状况预报有着重要的指导意义。  相似文献   

关于确保甘肃省祁连山生态保护红线落地并严守的科技支撑建议   总被引：1，自引：0，他引：1  

王宝  王涛  王勤花  王鹏龙  徐冰鑫  高峰 《中国沙漠》2019,39(1):7-11

祁连山是中国西部重要生态安全屏障，是国家重点生态功能区，其生态保护与治理一直受到国家、地方政府和当地居民高度关注。目前，在祁连山的生态保护工作中，缺乏对现状基础数据的全面掌握，区域经济发展与生态环境保护矛盾突出，生态环境综合监测系统不完备，生态补偿机制推进实施缺乏创新。在全面梳理祁连山目前存在的重大生态问题的基础上，提出了祁连山生态保护红线落地并严守的建议，包括加快开展祁连山综合科学考察、完善并落实开展生态补偿机制、探索以正面清单为导向的协调发展模式、促进生态安全与地方经济社会可持续发展相协调、进一步实施重大配套政策、完善保障支撑体系等。  相似文献   

中国与“一带一路”沿线国家贸易及其影响因素     

许阳贵  刘云刚 《热带地理》2019,39(6):855-868

利用拓展贸易引力模型,借助Eviews等工具分析了影响中国与“一带一路”沿线国家贸易规模的因素,以及中国对外直接投资的滞后性对双边贸易的影响。结果表明：1）中国与“一带一路”沿线国家贸易规模受到经济发展水平、市场规模、政治制度、贸易畅通性、便利性、中国对外直接投资、民间文化交流紧密度的影响;2）中国对外直接投资对于带动中国与“一带一路”沿线国家间的贸易规模具有正向作用,但其效应具有一定滞后性;3）中国对外直接投资对于带动中国与不同“一带一路”沿线国家贸易规模的引力大小不同,可分为投资带动力巨大型、投资带动型、投资一般型、投资带动力不足型4种类型,中国与东南亚、西亚和撒哈拉以南的非洲国家贸易规模受中国对外直接投资带动作用较强。  相似文献   

地质和岩土工程光电传感监测研究新进展——第六届OSMG国际论坛综述     

朱鸿鹄  施斌  张诚成 《工程地质学报》2020,28(1):178-188

第六届地质(岩土)工程光电传感监测国际论坛于2017年11月3~5日在南京大学顺利召开。本届论坛主题为"基础设施监测技术前沿及应用",共设置了35场特邀报告,来自近20个国家和地区的350余位代表参会。本届论坛显示,近几年来国内外地质和岩土工程光电传感监测领域的研究工作又取得了很多新进展:(1)光电感测解调技术不断成熟和完善,监测信噪比、空间分辨率等指标也突飞猛进;(2)国际上出现了一系列适用于地质与岩土工程监测的新型光电传感器,如聚合物光纤土工织物等;(3)光电传感器及其监测系统成为保障隧道、堤坝、核电站、桥梁等基础设施安全运营的有力工具,为这些设施的健康状态诊断和损伤识别提供了数据支撑;(4)光电传感监测技术在地质灾害监测预警中扮演了越来越重要的角色。未来的研究热点主要集中于3个方面:(1)高性价比的分布式光纤传感解调技术的研发;(2)匹配地质和岩土工程监测需求的新型光纤传感器及其布设工艺的研发;(3)基于人工智能的监测数据处理和灾害预警系统的开发。  相似文献   

天山南坡高冰川覆盖率的木扎提河流域水文过程对气候变化的响应   总被引：5，自引：5，他引：0  

赵求东  赵传成  秦艳  苌亚平  王建 《冰川冻土》2020,42(4):1285-1298

木扎提河是天山南坡冰川面积覆盖率最大（48.2%）的河流， 流域径流过程对气候变化极为敏感， 为了合理管理和规划水资源， 确保水资源的可持续利用， 亟需定量评估气候变化对该流域水文过程的影响。以VIC-CAS分布式水文模型为计算平台， 利用实测的径流和两次冰川编目间的冰川面积变化数据开展了模型的多目标参数化校正和验证， 有效提高了模拟结果的“真实性”， 然后通过数值模拟结果结合观测数据定量解析了流域径流的组成、 变化特征及对气候变化的响应机理。结果表明： 木扎提河总径流集中在暖季（5 - 9月）， 占全年总径流量的77.9%， 冰川径流、 融雪径流和降雨径流分别占总径流量的66.6%、 26.4%和7.0%。1971 - 2010年木扎提河流域气温和降水呈显著增加趋势， 由于降水的增加， 降雨和融雪径流均呈增加趋势， 但冰川径流呈现明显减少趋势， 导致总径流呈现下降趋势。在RCP4.5情景下， 未来该流域气温呈现明显升高趋势， 降水表现为微弱下降趋势； 气候变暖后， 更多降水以降雨形式发生， 未来降雨径流将明显增加， 降雪和融雪径流已于20世纪90年代达到峰值， 随后明显减少； 冰川面积将持续萎缩， 冰川径流于21世纪10年代达到拐点， 随后明显减少， 导致河道总径流量也将明显减少。  相似文献   

基于GIS的“一带一路”地区气温插值方法比较研究     

杨艳昭  郎婷婷  张超  贾琨 《地球信息科学学报》2020,22(4):867-876

“一带一路”倡议是新时期中国为加强对外开放提出的全球化合作倡议,资源环境的优化配置对全球化发展意义重大。气温作为重要的基础数据和输入要素,对其进行空间化处理是实现大尺度区域资源环境优化配置的前提。本文基于地理信息技术（GIS）,运用距离平方反比法（IDS）、协同克里格法（CK）、回归距离平方反比法（RIDS）和回归协同克里格法（RCK）,对“一带一路”地区1980—2017年的2679个气象站点的月平均气温和年平均气温数据进行插值,获得了“一带一路”地区10 km分辨率的气温空间分布数据。交叉验证结果表明：① IDS、CK、RIDS和RCK插值法在整体上均较好地展示了“一带一路”地区气温的地理空间分布规律,4种插值方法的月均气温的均方根误差分别在1.93~2.43、1.78~2.14、1.31~2.23和1.23~1.92 ℃之间;年均气温的均方根误差分别为1.94、1.83、1.37和1.27 ℃;② 在“一带一路”地区,加入协变量分析的CK插值精度整体优于IDS,并且削弱了IDS的极值现象;③ RIDS和RCK对年均气温的插值精度分别较IDS和CK提高了29.4%和30.6%,表明加入地理要素并进行残差修正的插值精度得到了进一步提高。总体来看,RCK插值法对气温数据的插值精度最高,可以考虑将此方法作为“一带一路”地区温度等气象要素的插值方法。  相似文献