裂隙岩体水力特性的研究

本文假定裂隙岩体的裂隙为直径ｒ，张开度ｔ的圆盘状，利用裂隙面几何参数提供的统计分布，考虑压剪应力作用下的法向变形及剪胀－扩容变形，推导出裂隙岩体中的水力模型。     

用弹性波速计算正交各向异性岩体的裂隙张量

初步尝试了运用弹性波速确定岩体的裂隙张量;首先将岩体视为正交各向异性介质,基于裂隙岩体的应变体积平均,从裂隙引起的间断位移出发,导出裂隙张量与由裂隙引起的柔度张量增量之间的关系;然后根据正交各向异性岩体的波动理论,建立了岩体裂隙张量、等效弹性参数和弹性波速三者之间的相关关系。根据这些关系,给出了二阶、四阶裂隙张量的弹性波速计算过程。含裂缝水泥砂浆试件的试验结果表明,采用本文计算方法获得的裂隙张量基本能反映出裂隙的分布情况。     

采动破裂岩体等效三维张量的估计及其注浆渗透规律初探

根据巷道周边裂隙发育的一般规律，结合流体介质渗透张量的影响，从理论上推导出采动破裂岩体的三维渗透张量的数学表达式，最后结合注浆过程，提出一种确定注浆参数的方法。     

三维裂隙网络管单元模型确定岩体渗透张量

根据现场测量所获得的裂隙产状统计参数,利用Monte-Carlo法模拟生成相应的裂隙网络。采用管单元模型,将三维裂隙渗流网络简化为空间一维渗流网络,以工程实际校正的渗透张量作为目标,采用改进的遗传算法进行拟合,得到等效管单元直径与隙宽比值为12.337 1。据此,可得到给定产状岩体的等效渗透张量。同时,利用裂隙几何参数张量法计算渗透张量,通过比较可见裂隙网络模型更加符合实际。     

锚固裂隙岩体破坏过程中应变场演化规律及破坏前兆的数值模拟研究

为探究锚固裂隙岩体的锚固作用,采用ABAQUS对裂隙岩体单轴加载破坏过程进行模拟,分析裂隙岩体的应变场演化规律,并讨论裂隙岩体破坏的前兆特征.模拟结果表明:裂隙岩体破裂前水平应变场演化过程可划分为理论弹性变形、裂隙萌发扩展、试件破坏3个阶段;未锚固和锚固裂隙岩体水平应变场标准差曲线表现出不同的分异阶段;与未锚固试件相比,锚固试件的峰值应力上涨了7.55％,且锚固岩体裂缝起裂预警大约发生在峰值应力的80％处.基于水平应变场演化规律进行前兆分析,将应变场分异速率的突变点作为破坏失稳前兆点.锚杆的锚固作用增强了裂隙岩体的强度和抗变形能力,提高了裂隙岩体的稳定性,模拟结果对裂隙岩体的监测和加固具有重要的参考意义.     

管单元用于缩减岩体渗透张量计算规模

为探讨裂隙空间渗流的优势路径、在满足精度的前提下减少计算量并使模型更具实用价值,根据实测结构面资料,采用圆盘模型,生成与现场岩体具有相同统计特征的三维裂隙网络,将渗流渠道简化为一维管单元模型,研究分组排列和全排列两种方式缩减计算规模对渗透张量和表征单元体(representative elementary volume, REV)大小的影响。并用某工程数据校核缩减规模效应。结果显示：采用全排列方式缩减误差相对较小;当计算规模缩减达到70%时,基本不改变渗透张量的精度;裂隙岩体的渗透张量REV尺寸会随缩减规模的增加有所增大。可见确实存在由直径较大裂隙控制渗流特性的主干裂隙网络骨架,计算时缩减裂隙网络规模到一定程度,仍然可以保证渗透张量具有足够的精度。     

井孔岩体稳定分析的弹塑性有限元格式

研究了倾斜油井井孔周围含天然裂纹的孔隙岩体的机械力学行为及其与流体流动耦合的力学问题，建立了相应的有限元格式.模型中将含天然裂纹的孔隙岩体看作双孔隙介质，即孔隙岩体和其中包含的裂隙系统.孔隙岩体和裂隙系统二者具有不同的孔隙率和不同的渗透特性.模型将孔隙岩体、裂隙系统、以及流体的流动三者耦合起来考虑，给出的有限元格式可以考虑岩体和裂隙系统二者不同的孔隙率和不同的渗透率.采用这一有限元格式分析了任意倾角的孔隙裂隙岩体中井孔围岩的变形与岩体内部流体的流动.     

水力耦合裂隙岩体变形破坏机制研究进展

为深入了解水力耦合作用下裂隙岩体变形破坏机制,正确评价岩体工程的安全性和稳定性,通过收集整理国内外文献,系统综述了水力耦合完整岩体和裂隙岩体变形破坏方面研究的进展与成果.简述了水力耦合下完整岩体和裂隙岩体的力学特性,侧重总结了水力耦合单一裂隙岩体渗流公式,包括流量与隙宽指数n之间关系、渗透（导水）系数与正应力之间关系以及渗透特性与剪应力之间关系的数学公式.重点分析了水力耦合裂隙岩体变形破坏机制的最新研究进展,介绍了声发射（AE）、超声波（UT）、偏光显微镜（PM）、扫描电子显微镜（SEM）以及计算机断层摄影（CT）等先进的辅助试验技术在变形破坏分析中的应用.归纳了数学耦合模型、数值分析方法的优缺点及适用条件.最后,指出了当前水力耦合裂隙岩体研究中存在的一些问题,提出了一些指导性意见,并从几方面展望了未来的发展趋势,即机理研究从宏细观转向微观、数值模拟从粗糙转向精细、工程应用从水力耦合转向多场耦合.     

不同倾角裂隙砂岩单轴压缩颗粒流模拟分析

为探索不同倾角裂隙岩体在单轴压缩作用下的破坏形式,利用二维颗粒流程序(PFC2D)对不同倾角裂隙岩体试样进行单轴压缩数值模拟,研究了不同倾角裂隙岩体的强度变化规律、破坏形式以及裂纹扩展路径。结果表明:不同倾角预制裂隙岩体的破坏模式略有不同;不同倾角预制裂隙岩体破坏过程基本一致,都会经历弹性变形阶段、裂纹稳定扩展阶段、岩体失稳阶段3个阶段;不同倾角裂隙的存在使得岩体的抗压强度有不同程度的降低;在单轴压缩破坏中,裂隙的顶点应力集中现象比较严重,沿裂隙岩体对角线方向产生的裂纹最多。该数值模拟分析为进一步探索地下工程中裂隙岩体失稳破坏规律提供了参考。     

单裂隙分布形态对巷道围岩变形破裂的影响

针对现有研究无法有效评价裂隙分布特征对围岩变形破裂影响程度的问题,以一个软岩巷道工程为背景,考虑裂隙的5种形态分布特征:距巷道的中心距离、方位角、倾角、长度和宽度,并在此基础上进行PFC~(3D)正交数值模拟试验设计。结果表明:当裂隙穿过巷道时,斜向裂隙更容易导致巷道周边岩体发生大变形或局部垮塌,其危险程度要大于水平裂隙,更大于竖向裂隙;当裂隙未穿过巷道时,如裂隙附近岩体处于相对容易破裂的位置,则巷道岩体就会在裂隙距巷道表面最近的位置产生一条新的连通至巷道表面的破裂通道;裂隙方位角和裂隙宽度是影响巷道表面围岩收敛变形的最主要因素,而裂隙方位角和裂隙长度则对巷道横断面围岩的破裂扩展起着决定性作用。     

基于张量链分解的低秩张量补全研究

为了进一步提高低秩张量补全性能,针对基于传统张量分解方法的张量补全问题研究中的计算复杂问题,根据张量链分解能够将高阶张量分解成一组三阶核心张量进行有效降维的特点,本文基于张量链分解的核心张量模型,采用核范数最小化方法求解,对缺失张量的低秩补全问题进行了研究,并且分别在实际图像以及合成数据上进行了算法对比实验,实验结果证明了本文方法的有效性,与目前流行的方法相比,运行速度更快、收敛性更好、补全结果也较优。     

齐次各向同性、划分同性张量泛函的一般结构以及指标数代中的几个运算性质

本文完全利用正交张量群引进并规定了划分同性概念及其基本属性;仅仅借助基本的张量代数较系统而又独立地表明如何构造有限维欧氏空间上一般的各向同性、划分同性的张量(或多项式齐次张量泛函)的结构形式。     

稳态悬浮体有效粘滞率张量的计算

把变换场的概念引进悬浮体领域,运用第一性原理计算方法,用变换场拟合其边界条件,并考虑到具有周期性的各量在谱空间的表示式,从而建立了确定悬浮体的形变张量场的求解方程。     

Neumann原理与分子的转动性质

给出分子惯量张量的并矢式,利用标量场性质得到惯量张量的示性曲面,根据Neumann原理讨论各种点群分子惯量张量示性面的特点,给出分子惯量张量沿不同方向值的分布规律及角动量与角速度共线的方向.     

张量在流体力学中的应用

本文通过张量分析,将流体力学中几个基本方程,变换为正交曲线座标系下的通式,以及在圆柱面、球面、椭圆柱面座标系下的表达形式。     

基于改进颜色张量的照度不变轮廓检测

针对传统视觉低级特征检测中存在的忽略利用颜色信息来区分亮度相同而颜色不同的特征、忽略利用照度信息来剔除对特征检测的干扰和单一类型的边缘或角点检测不符合人类感观上对轮廓边界的完整描述等问题,文中提出了一种新的基于改进颜色张量的照度不变轮廓特征检测方法。该方法先利用一种新的非线性滤波器改进基于高斯内核的颜色张量,增强具有相反方向颜色通道的信息,再结合照度准不变模型得到改进的照度准不变颜色张量,排除照度信息,然后应用由张量技术实质派生出的边缘和角点测度进行联合特征检测,最终得到照度准不变轮廓特征。同时,文中还从理论上建立了改进的颜色张量和张量选举这一流行的模式识别技术之间的联系。实验结果证实了文中方法的有效性和鲁棒性。     

黎曼流形上任意阶张量的李微商

文中将ｎ维Ｒｉｅｍａｎｎ流形上矢量Ｌｉｅ微商的概念,推广为任意阶张量场的Ｌｉｅ微商。     

一种新的极分解计算方法

对变形梯度极分解的计算方法进行了分析，给出了基于Ｕ的三个基本不变量的极分解（近似）计算法。     

电磁规律的相对论协变性

本文从坐标系的线性正交关系出发,运用Kronecker符号和Levi—Civita符号,导出了一种张量分析的简化运算法;用这种方法于Lorentz协变量的分析运算,简洁地导出了电磁规律在惯性系中的协变形式;从而阐明了电磁规律的狭义相对论不变性。