一种横观各向同性岩体蠕变模型     

李列列  管俊峰  肖明砾  刘海朝  唐克东 《岩土力学》2020,41(9):2922-2930

层状岩体由于层理面或者结构面的存在，在力学上具有横观各向同性的特点，现有的各向同性蠕变模型难以全面反映横观各向同性岩体的蠕变力学特性。为构建能够反映横观各向同性岩体的三维蠕变模型，以能反映瞬时应变、减速蠕变和稳态蠕变特征的黏弹性Burgers模型为基础，基于常泊松比假定，在三维各向同性蠕变本构方程的基础上，按照算子替换的方法，将横观各向同性柔度矩阵代替各向同性柔度矩阵，并考虑了平行和垂直层理方向岩体蠕变力学行为的差异性，推导了横观各向同性岩体的三维蠕变本构方程。根据本构方程的特点，提出了根据平行和垂直方向岩体蠕变试验结果进行三维蠕变本构模型中蠕变参数的辨识方法。将提出的模型应用于三轴蠕变试验参数辨识，从而获得了一套完整的三维蠕变参数，并与试验结果进行对比分析，从而验证了所提模型与方法的合理性和有效性。进一步，指出了传统蠕变试验设计方案的局限性，给出了横观各向同性材料蠕变试验设计建议。研究成果为研究岩体三维蠕变机制提供了新思路，可对岩体蠕变试验设计提供相应的科研支撑。  相似文献   

新疆西天山查岗诺尔铁矿床环带石榴子石和绿帘石的发现及意义   总被引：1，自引：0，他引：1  

冯浩轩  申萍  李昌昊  武阳  石福品  李文广 《矿床地质》2020,39(5):805-824

查岗诺尔铁矿是新疆西天山阿吾拉勒铁矿带内的重要大型铁矿床之一。矿体赋存在下石炭统大哈拉军山组安山质火山岩中，与普遍发育的石榴子石化、阳起石化和绿帘石化时空关系密切。石榴子石和绿帘石分属不同热液成矿阶段，它们均发育丰富的环带结构，具体表现为明显地颜色、干涉色、背散射图像及成分（FeO、Al₂O₃、SiO₂、MnO、TiO₂）等差异性。石榴子石具有2个世代、3个类型。早世代石榴子石（Grt1和Grt2）产于块状石榴子石-磁铁矿蚀变岩，呈褐黄色，粒度较细，发育核-边结构，呈非均质性，显示异常干涉色，其核部（Grt1-c）均匀相对富钙铝榴石（Gro_51-53And_41-43Spr_4-8），而边部（Grt1-r）发育振荡成分环带，总体相对富钙铁榴石（Gro_18-35And_60-77Spr_4-6）；Grt2核部（Grt2-c）呈均质性，为钙铁榴石（And_99-100Spr_0-1），边部显异常干涉色，发育振荡成分环带，为钙铝铁榴石（Gro_34-54And_38-61Spr_6-9）。晚世代的石榴子石（Grt3）以细脉状或角砾胶结物形式分布，呈红褐色，自形粗粒结构，显非均质性，发育振荡成分环带，端员组分总体以钙铁榴石为主，次为钙铝榴石（Gro_27-43And_50-68Spr_3-8）。石榴子石结构和元素含量变化表明，早期石榴子石形成于弱氧化-氧化、中性-碱性流体体系，其中向边部生长过程，由于新注入流体以及周期性压力汇聚和释放，体系的氧逸度、pH值呈振荡变化；晚期石榴子石形成于弱氧化、弱碱性、动荡的开放流体环境。绿帘石发育3个世代（Ep1、Ep2和Ep3）。Ep1发育核-边结构，核部（Ep1-c）均匀无环带，X_Fe值（X_Fe=Fe³⁺/（Al+Fe³⁺），原子比值）为0.19~0.21，w（MnO）为0.05%~0.18%，w（TiO₂）为0.10%~0.12%，生长边（Ep1-r）多发育振荡环带，X_Fe值为0.26~0.29，w（MnO）为0.01%~0.14%，w（TiO₂）为0.19%~0.26%。Ep2沿Ep1-r边缘生长，不均匀且经历了溶解-再沉淀过程，X_Fe值为0.15~0.20，w（MnO）为0.42%~1.19%，w（TiO₂）为0.02%~0.07%。Ep3呈柱状或不规则粒状交代Ep2、贴近或穿切Ep1-r生长，较均匀、无环带结构，X_Fe值为0.28~0.37，w（MnO）为0.12%~0.77%，w（TiO₂）为0.02%~0.10%。绿帘石成分变化表明，从Ep1-c到Ep1-r，到Ep2，再到Ep3，流体体系氧逸度经历了先增加，后降低，再升高的变化过程。同时，流体成分也在变化，先从相对贫Ti和Mn向相对富Ti贫Mn演化，而后又变为富Mn贫Ti。因此，在热液磁铁矿矿化阶段，查岗诺尔铁矿的成矿热液的物理-化学环境是不断变化的。研究显示，石榴子石和绿帘石结构和成分研究可以刻画热液成矿系统的流体演化历史。  相似文献   

Variation in the vertical zonality of erodibility and critical shear stress of rill erosion in China's Hengduan Mountains     

Zhengan Su  Donghong Xiong  Jianhui Zhang  Tao Zhou  Hongkun Yang  Yifan Dong  Haidong Fang  Liangtao Shi 《地球表面变化过程与地形》2019,44(1):88-97

Soil erodibility is an essential parameter used in soil erosion prediction. This study selected the Liangshan town watershed to quantify variation in the vertical zonality of rill erodibility (k_r) in China's ecologically fragile Hengduan Mountains. Soil types comprised of yellow–brown (soil A), purple (soil B), and dry-red (soil C) in a descending order of occurrence from the summit to the valley, which roughly corresponds to the vertical climate zone (i.e. cool-high mountain, warm-low mountain, and dry-hot valley sections) of the study area. With elevation, vertical soil zonality varied in both soil organic matter (SOM) content and soil particle-size fractions. A series of rill erosion-based scour experiments were conducted, using water discharge rates of 100, 200, 300, 400, 500, and 600 mL min^-1. Additionally, detachment rates (Dr) were measured under three hydrological conditions (the drainage, saturation, and seepage treatments). Results show that both Dr and flow shear stress (Ʈ) values increased as discharge increased. As elevation increased, the k_r values decreased, while the vertical zonality of critical shear stress (Ʈ_c) values showed no obvious variation. The highest k_r values were observed during the seepage treatment, followed by the saturation treatment then drainage treatment, indicating that variation in vertical hydraulic gradients could significantly alter k_r values. This study also found that land-use types could also alter k_r and Ʈ_c values. Further research, however, is necessary to better quantify the effects of subsurface hydrological conditions and land-use types on k_r under different soil zonalities in China's Hengduan Mountains. © 2018 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

An improved input energy spectrum verified by the shake table tests     

Ahmet Güllü  Ercan Yüksel  Cem Yalçın  A. Anıl Dindar  Hasan Özkaynak  Oral Büyüköztürk 《地震工程与结构动力学》2019,48(1):27-45

Input energy is the principal component of the energy balance equation. It is beneficial to determine, through its components, how the recoverable and irrecoverable energies are distributed within the structural elements. Several equations and attenuation relations to define mass-normalized input energy spectra exist in the literature. They are mainly proposed for elastic systems subjected to far-fault EQs. There is a lack of experimental verification of these proposed spectra. In this paper, experimental assessment was performed to the existing spectra, and further improvements were accomplished. For this purpose, steel cantilever columns were tested on the shake table for two specific historical EQs coincidently having similar spectral acceleration values. Based on the experimental results, a three-part mass-normalized relative input energy spectrum was formulated including soil type, EQ (corner period, intensity, duration, spectral acceleration, and velocity), and structural behavioral characteristics (period and structural damping). The proposed input energy spectrum was experimentally calibrated and numerically validated for various EQs featuring near- and far-field types. Analytical and experimental comparisons were made between the previously developed spectrum and the newly proposed one. The validation studies and the statistical evaluations exposed that the proposed spectrum yielded better agreement with the experimental and numerical results.  相似文献   

基于钻进状态监测的智能工况识别          下载免费PDF全文

范海鹏  吴敏  曹卫华  赖旭芝  陈略峰  陆承达 《探矿工程》2020,47(4):106-113

钻进过程状态监测旨在实时描述钻进工况，判断运行性能优劣程度进行非优追溯，及时指导司钻人员调整作业操作,保证钻进过程安全、高效、稳定开展。钻进工况是钻进系统运行状态的反映，因此开展面向状态监测技术的钻进工况识别研究具有重要的理论和应用价值。本文针对钻进工况识别问题，基于状态监测数据，建立基于支持向量机的钻进工况识别模型，对钻进工况进行识别。综合工况识别结果，对钻进效率进行评估，并对影响钻进效率的因素进行讨论，寻找提升钻进效率的手段。最后，采用钻进现场实钻数据进行仿真实验,验证所提方法的可行性和有效性。  相似文献   

非等间距GM(1,1)模型的总体最小二乘算法及其病态问题     

陶武勇  花向红  鲁铁定  陈西江  张伟 《大地测量与地球动力学》2019,39(1):45-50

在非等间距GM(1,1)模型中，系数矩阵中有无误差的常数项和有误差的随机项，并且系数矩阵与观测向量误差同源，即系数矩阵与观测向量中有相同的元素存在，这些相同元素应该有相同的改正数，为此本文推导了一种适合非等间距GM(1,1)模型求解的总体最小二乘算法。同时，考虑到非等间距GM(1,1)模型中存在病态问题时影响总体最小二乘计算结果的稳定性，提出对系数矩阵常数列乘以某一常数的方法，以改善病态问题。  相似文献   

基于级配方程的粗粒料压实特性试验研究     

吴二鲁  朱俊高  郭万里  陆阳洋 《岩土力学》2020,41(1):214-220

级配显著影响着堆石料的压实特性，定量表述级配对堆石料压实特性的影响至关重要。基于连续级配土的级配方程，设计了16组不同级配的试验粗粒料，进行了表面振动压实试验和侧限压缩试验，定量研究了级配对粗粒料压实特性的影响。研究表明：由表面振动压实（动应力）试验和侧限压缩（静应力）试验得到的干密度与级配曲线面积之间均呈二次函数关系，且干密度中的最大值对应的级配曲线面积均在0.9附近；无论是表面振动压实试验还是侧限压缩试验，堆石料都存在干密度最优（最大）的级配。依据试验成果，给出了所试验堆石料的最优级配区间（级配上、下包络线）；同时，利用相似级配法论证了实际级配粗粒料的最优级配区间，并根据国内外多座土石坝粗粒料的设计级配验证了该最优级配区间的普遍适用性，为土石坝粗粒料的级配设计提供了理论依据。  相似文献   

河北滦县－滦南县段滦河冲积平原水文地质特征分析     

杨庆洪  左文喆  祝彬 《地质与资源》2020,29(4):374

滦县－滦南县段滦河冲积平原铁矿群司家营铁矿区、马城铁矿区、坎上铁矿区、常裕铁矿、高官营铁矿总储量达几十亿吨，均覆盖有巨厚的第四系含水体，水文地质条件复杂，一直未能开采，成为“大水呆滞金属矿”，被视为开发过程中可能对区域水文地质环境造成较大影响的大水矿区，列为限制开采区，至本世纪初才相继解限投产.通过对司家营铁矿北区、司家营铁矿南区、马城铁矿区、坎上铁矿区、常裕铁矿、高官营铁矿等6处矿山的水文地质条件的分析，论述了滦县－滦南县段滦河冲积平原的水文地质特征.  相似文献   

一种优化的频率域三维声波有限差分模拟方法   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

范娜  成景旺  秦雷  赵连锋  谢小碧  姚振兴 《地球物理学报》2018,61(3):1095-1108

为提高频率域有限差分（FD，finite-difference）正演模拟技术的计算精度和效率，基于旋转坐标系统的优化差分格式被广泛应用，但是只应用于正方形网格的情况.基于平均导数法（ADM）的优化差分格式，应用于正方形和长方形网格模拟.这些频率域有限差分算子，各自具有不同的差分格式和对应的优化系数求解表达式.本文基于三维声波方程发展了一种新的优化方法，只要给定FD模板形式，可直接构造频散方程，求取FD模板上各节点的优化系数.此方法的优点在于频率域FD算子的优化系数对应各个节点，可扩展优化其他格式.运用此优化方法，计算得到了不同空间采样间距比情况下27点和7点格式的优化系数.数值实验表明，优化27点格式与ADM 27点格式具有相同的精度，优化7点格式比经典的7点格式具有更小的数值频散.  相似文献   

基于偏微分方程的模型光滑处理在偏移成像中的应用          下载免费PDF全文

韩复兴  孙建国  王坤 《地球物理学报》2018,61(11):4558-4567

本文针对射线类偏移成像当中的速度模型光滑处理问题，借鉴数字图像处理当中的偏微分方程法，基于能量泛函，应用变分方法导出基于速度模型的偏微分方程实现射线类偏移成像当中的速度模型的光滑处理.由于偏微分方程法具有线性叠加特性、模型解的唯一性和局部特征保持性，因此，应用该算法可以实现基于原始速度模型空间结构的模型光滑处理.通过在原始速度模型以及光滑处理后的速度模型上计算速度的空间分布以及地震波走时、射线路径可以得出，偏微分方程法对速度模型的光滑处理能够很好地保持原始模型的空间结构，偏移成像结果也证明了该方法的实用性.  相似文献