基于二阶功准则的岩质滑坡准静态-动态转化数值分析     

吕谦  张云  李兆华  陶志刚  何满潮 《岩土力学》2018,39(3):1091-1099

地质不连续带的破坏往往对岩质边坡的失稳起控制性作用。二阶功破坏准则可以分析除振颤失稳外的所有材料失稳问题,因此,利用该准则分析了岩体不连续带的材料失稳破坏问题。首先从数学上解释了使用二阶功分析二维地质不连续带的优势;而后将二阶功破坏准则引入FLAC有限差分计算软件,并根据相关监测数据对南芬铁矿岩质滑坡进行了二维数值分析。滑坡是一个准静态到动态的转化过程,动能的突然爆发标志着准静态-动态转化的发生。二阶功和二阶动能之间存在直接关系,据此关系估算出的南芬铁矿岩质边坡动能演化曲线可以证明二阶功对岩土材料失稳破坏判别的有效性。  相似文献   

低温裂隙岩体水-热耦合模型研究及数值分析     

黄诗冰  刘泉声  程爱平  刘艳章 《岩土力学》2018,39(2):735-744

裂隙渗流会引起裂隙周围岩体中的温度场变化,在低温岩体中其影响更为明显;此外,裂隙水与周围低温岩石介质发生热交换会引起裂隙中的水冰相变过程发生,而裂隙水冻结将阻碍裂隙渗流,引起裂隙渗流场的变化。因此,低温下的裂隙岩体水-热相互作用是一个强耦合过程。考虑裂隙中的水冰相变过程和渗流作用,建立了低温冻结条件下裂隙岩体水-热耦合模型;以冻结法施工为例,考察了低温冻结过程中裂隙水渗流对裂隙冻结交圈的影响。研究结果表明：由于裂隙渗流的存在,距裂隙较远处岩石先冻结,裂隙冻结所需时间远大于周围岩石;裂隙宽度和裂隙水压力差都会影响冻结交圈时间,裂隙越宽、水压力差越大,裂隙冻结需要时间越长;随着冻结时间的推进,裂隙水渗流速度逐渐降低,当裂隙冻结后裂隙渗流停止。最后通过构建随机裂隙网络模型,利用所建立的水-热耦合模型考察了裂隙网络渗流对冻结交圈的影响,说明了在冻结法施工中考虑裂隙的重要性。  相似文献   

位移不连续模型在黏弹性节理刚度计算的应用     

王观石  熊鹏  胡世丽  孟世明  龙平  谭谈 《岩土力学》2018,39(6):2175-2183

考虑节理质量对应力波传播的影响,运用波的位移位函数推导了谐波在厚黏弹性节理的透、反射系数计算公式,采用波形相关系数描述子波穿过黏弹性节理的波形变化,讨论具有一定厚度的黏弹性节理简化位移不连续模型的适用条件。设厚黏弹性节理模型和位移不连续模型的透射波波形相关系数为0.9时对应的节理厚度为临界厚度,岩体与节理的阻抗比对临界厚度的影响很小;临界厚度随子波中心频率增大呈负指数减小,入射角越大,临界厚度随中心频率减小得越慢。试验数据分析表明：当节理厚度为0.03 m时,采用位移不连续模型和厚黏弹性模型计算得到的节理力学参数非常接近,随节理厚度和子波中心频率增加,运用位移不连续模型的计算结果偏差越大,试验结果与理论分析是一致的。  相似文献   

混凝土桩-泥皮-砂土接触面力学特性试验研究     

陈琛  冷伍明  杨奇  金子豪  聂如松  邱鋆 《岩土力学》2018,39(7):2461-2472

为研究泥皮、粗糙度对桩-土接触面力学特性的影响规律,根据灌注桩成孔后的孔径-深度曲线,应用统计分析法获得了桩侧凸出尺寸和粗糙度的分布频率规律,以此构建了表面光滑和梯形凹槽混凝土板来模拟实际桩侧表面粗糙度。在此基础上,开展了不同泥皮厚度、粗糙度条件下的混凝土-砂土接触面大型直剪试验。其研究结果表明：无泥皮条件下粗糙接触面,其剪切应力-切向位移关系曲线呈软化型;泥皮厚度为5、10 mm条件下,呈硬化型。剪切模量G0.02随泥皮厚度增加而衰减。对光滑混凝土板,其接触面峰值剪切强度和峰值摩擦角随泥皮厚度的增加呈指数关系衰减;对粗糙混凝土板,峰值剪切强度和峰值摩擦角随泥皮厚度的增加近似呈线性衰减。初始泥皮越厚,试验后的泥皮土和泥皮越厚,接触面剪切强度越低。无泥皮条件下粗糙度对接触面峰值剪切强度的影响规律：存在一个临界粗糙度Icr =10 mm,当混凝土板的粗糙度I< Icr时,接触面峰值剪切强度和峰值摩擦角随粗糙度的增大而增大;当I≥Icr时,二者随着接触面粗糙度的增大而减小,泥皮存在会影响改变这一规律。  相似文献   

散粒介质临界状态细观力学结构特征的数值模拟与分析     

刘洋  李爽 《岩土力学》2018,39(6):2237-248

基于离散单元法对不同密实度理想散粒体进行了双轴剪切试验的宏微观数值模拟,通过网格剖分将Voronoi多边形表征的loop单元作为散粒介质细观力学结构的基本单元,模拟了剪切过程中不同类型loop单元数量、几何形态和力学特征的演化过程,并重点分析了临界状态时散粒介质的细观力学结构特征。模拟结果显示,初始密实度不同的试样在向临界状态发展的过程中,高阶单元与低阶单元的发展规律完全不同,不同初始密实度试样中同阶loop单元的发展规律也不相同,但同阶loop单元的数量比例、几何形态、颗粒接触力及单元内滑动率最终均达到了各自的临界状态。从细观角度分析,散体介质的临界状态是高阶和低阶loop单元在荷载作用下相互转化的结果,是所有loop单元物理力学状态的综合平均与外在表现,临界状态时不同阶数的loop单元处于一个动态平衡状态,宏观上表现为常剪应力和常体积下剪切变形的不断发展。数值模拟结果也表明,loop细观结构单元包含了丰富的信息,其数量、几何形态、受力特征及接触稳定性的发展与散粒体的强度、剪胀以及临界状态的发展密切相关,可以将其作为散粒介质细观尺度的分析单元。  相似文献   

基于最小势能法的三维临界滑裂面搜索方法     

温树杰  梁超  宋亮亮  刘刚 《岩土力学》2018,39(7):2708-2714

为了得到三维边坡的临界滑裂面,提出了6个参数控制的三维滑裂面构造方法,基于边坡三维最小势能稳定性分析方法建立目标函数,采用遗传算法实现了临界滑裂面的搜索,并开发了相应的搜索程序。为检验文中搜索方法的合理性,将其与其他方法得到的临界滑裂面以及最小安全系数进行比较,并且将室内模型试验得到的临界滑面与理论搜索的结果进行对比。研究表明：搜索方法可实现稳步收敛;针对算例进行多变量同时变化的搜索验算,得到了与极限平衡法较为接近的结果,表明提出的搜索方法是合理的;理论计算结果与室内模型试验坡面加载得到的边坡临界滑面较为接近,再次验证三维边坡临界滑面搜索方法是可行的。  相似文献   

The earliest Jurassic A-type granite in the Nanling Range of southeastern South China: petrogenesis and geological implications     

Chengshi Gan  Yuzhi Zhang  Jian Zhang 《International Geology Review》2017,59(3):274-292

The tectonic transition from the palaeo-Tethyan to palaeo-Pacific dynamic domains in the South China Block (SCB) is still a matter of debate. The A-type granites collected from the southeastern SCB offered an opportunity to illustrate this tectonic transition. This article records a set of petrographic, geochronological, and geochemical data for the Wengong granitic pluton from the eastern Nanling Range. LA-ICP-MS zircon U–Pb dating shows a crystallization age of 196.9 ± 4.4 Ma with ε_Hf(t) values ranging from +2.1 to +7.7. The samples have high SiO₂, Zr+Nb+Ce+Y, FeOt/MgO, Ga/Al, and Y/Nb and are depleted in Nb–Ta, Zr–Hf, Ba, Sr, Ti, and Eu, similar to those of the A₂-type granite. Their initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios range from 0.70885 to 0.70983 and the ε_Nd(t) values range from ?2.9 to ?1.1, close to those of the Early Palaeozoic mafic rocks in the southeastern SCB. The Wengong A₂-type granite was derived from partial melting of the mafic rocks underplated into the lower crust during the Early Palaeozoic.

The Mesozoic A-type granites in the southeastern SCB can be subdivided into 229–215 Ma (Late Triassic), 197–152 Ma (Jurassic), and 135–92 Ma (Cretaceous). They differ in geochemical and spatial distribution characteristics. The Late Triassic A-type granites were formed in the post-collision extensional setting associated with the palaeo-Tethyan dynamic domain, whereas the Cretaceous A-type granites were under the control of the palaeo-Pacific dynamic domain. The A-type granites were hardly exposed during the Late Triassic–Early Jurassic and Late Jurassic–Early Cretaceous. The Jurassic A-type granites were formed in the intra-plate extensional setting, a response to the tectonic transition from the palaeo-Tethyan to palaeo-Pacific dynamic domains. Thus, the occurrence of the Wengong A₂-type granite indicates that this tectonic transition possibly initiated at the earliest Early Jurassic.  相似文献   

考虑土体抗拉强度的边坡永久位移极限分析     

刘炎  张迎宾  何毅  夏逍  王新宇 《地质力学学报》2018,24(6):855-862

通过野外观测与室内试验发现,边坡后缘往往存在拉应力区。拉应力区的存在会影响边坡的稳定性,而地震荷载的存在会放大这种影响。分析拉应力区对边坡稳定性的影响,当前主要采用的方式为:对强度准则中抗拉强度进行折减（即张拉截断）。文章通过极限分析上限原理和拟静力法,推导出边坡临界加速度计算方程。以边坡在不同参数组合下的位移系数为基础,输入实测地震波,采用改进的Newmark法对边坡进行位移分析。文章算例的结果表明:拉应力区的存在会大大降低边坡临界加速度,土体在完全张拉截断下的临界加速度对边坡可能会产生超过50%的折减。拉应力区的存在也可以使永久位移达到传统的摩尔库伦理论计算值的2倍之多。文中所有的结果皆以图表形式展示,非常便于理解以及读取数据。   相似文献   

非线性临界层与副热带高压的形成   总被引：3，自引：0，他引：3  

陆维松  王钦良  彭永清 《大气科学》1995,19(1):73-81

本文用无辐散正压涡度方程模拟非线性临界层。结果表明,在非线性临界层内,流函数场出现“Kelvin猫眼”现象。“猫眼”的流场呈准定常反气旋环流形势,“猫眼”的时空尺度、东移和形状变化与副热带高压有相似之处。因此,非线性临界层产生的“Kelvin猫眼”有可能是位于纬向东西风交界面附近的副热带高压形成的一种新的物理机制。  相似文献   

岩溶动力系统与全球变化研究进展   总被引：9，自引：2，他引：7       下载免费PDF全文

曹建华  蒋忠诚  袁道先  夏日元  章程 《中国地质》2017,44(5):874-900

碳酸盐岩是岩溶发育的物质基础,它记录着地球历史时期的环境变化,是地球最大的碳库,对地球大气和生命演变起到重要作用;现代全球岩溶分布面积2200万km~2,占陆地面积的15%,岩溶动力系统是地球表层系统的重要组成部分,全球25%的人口依赖岩溶地下水资源的供给,岩溶生态系统的脆弱性制约着区域经济社会发展;本文主要针对近30年以来,岩溶学科发展进行综述,包括岩溶动力学概念、内涵与发展,驱动岩溶发育的地质-生态机制,岩溶动力系统与碳循环新进展,岩溶动力系统与水循环新进展,岩溶动力系统与钙循环新进展;岩溶动力系统与全球环境变化研究发展展望(岩溶关键带下的资源环境效应及国际大科学计划的启动)。  相似文献