泥页岩浸水力学特性试验研究

为研究泥页岩遇水软化后力学特性变化,进行了泥页岩不同浸水时间下的常规三轴压缩试验,分析了浸水后岩石的应力-应变关系,研究了泥页岩水劣化力学参数变化规律研究。结果表明随着浸水时间的延长,试样的强度和弹性模量降低幅度较大,浸水对泥页岩的摩擦角影响较小,对黏聚力影响显著;试样破坏形式逐渐由脆性张拉劈裂破坏转变为拉剪破坏的混合破坏形式,软化作用越来越明显。岩石浸水时间对其强度、变形及破坏形式有较为明显的影响。研究结果可为该类岩体的岩土力学参数取值或力学分析提供参考。     

暴雨作用下杂填土边坡滑动机理数值模拟研究

降雨作用下杂填土边坡的稳定与介质构成、降雨作用过程、降雨强度等密切相关。本文基于颗粒离散元计算平台,利用多边形细观介质构造方法模拟骨架颗粒,建立了降雨作用简化等效作用力模型,探讨了降雨作用下杂填土边坡的滑坡机理。研究结果表明降雨影响可等效为3个过程,等效饱和层厚度内颗粒受沿着边坡向下的渗流力影响,饱和层随时间不断下渗并与地下水位汇合,地下水位提高引起渗流力作用;饱和层厚度增大、坡表饱和层水流速度偏大会加速滑坡的产生,含石率提高则介质抗剪强度提高,边坡稳定偏脆性;采用暴雨影响简化分析方法可考虑复杂的非饱和渗流过程,计算效率比考虑复杂渗流计算要高。研究结果可为杂填土复杂介质的滑坡过程经验分析与评估提供参考。     

裂隙岩体断裂破坏扩展数值模拟研究

为进一步了解复杂裂隙断裂破坏过程,基于断裂力学理论,采用PFC2D软件对不同裂隙数量岩体进行数值试验,分析裂隙倾角、围压等因素对岩体强度及裂纹扩展的影响规律。研究表明：随着裂隙倾角增大,单裂隙峰值应力和起裂应力先减小后增大,当围压由2 MPa增加到8 MPa时,峰值应力约从120 MPa增大到160 MPa,且起裂应力随着围压增大而增大,与理论分析结果一致;双裂隙倾角为30°和45°裂隙扩展以翼型裂纹和次生斜裂纹为主,裂隙倾角为60°和90°时主要为共面次生裂纹;不同围压下,随着预制裂隙数量增多,裂隙岩体试样峰值应力逐渐减小。研究成果为进一步探索裂隙岩体失稳破坏规律提供参考。     

柱状节理岩体宏观等效强度参数的柱体尺寸效应

为研究柱状节理岩体柱体尺寸对岩体等效强度参数的影响,以金沙江白鹤滩水电站工程为背景,结合相关岩石力学试验方法,建立柱状节理岩体三维离散元模型.提出随机柱体平均大对角线长尺寸控制方案,并对柱状节理岩体进行三轴压缩试验数值模拟研究.研究结果表明,采用的随机柱状节理岩体尺寸控制方案能够合理描述尺寸效应对等效强度参数的影响,柱体尺寸的变化对与柱体垂直加载方向的等效强度参数影响较大,这是主要影响因素;四棱柱形柱状节理岩体错距变化对与错距平行的岩体等效强度参数产生较大影响,对其他2个方向的等效强度参数影响较弱,这是次要影响因素.在此基础上推导出柱体尺寸与岩体等效强度参数的关系,研究结果为工程实践中等效力学参数的确定提供了相关参考.     

二维波穿过非线性节理面的透射性能研究

二维波穿过非线性节理面是一个复杂的问题,量纲一的刚度、射线角、径向距离、节理参数、入射波频率等都是影响节理后透射率的重要因素。采用非线性节理本构研究单条垂直节理下二维波的透射性能,结果发现:二维波穿越垂直节理面的透射率,不仅与节理面法向刚度与切向刚度有关,还直接受节理面黏聚力和内摩擦角的控制;节理面黏聚力和内摩擦角的数值反映节理面的闭合程度,从而使透射率呈现不同的变化规律。内摩擦角不变,黏聚力提高可以提高透射率;黏聚力不变,节理面内摩擦角引起透射率变化有两种形式:低黏聚力下内摩擦角的升高可使透射率增大;高黏聚力下透射率反而从一较高水平下降到较低水平。最后,根据单节理作用下透射率的研究成果对多条节理分布下的透射性能进行对比研究,对复杂节理分布下的动力响应计算进行尝试。     

槽法炭黑用量与聚氨酯材料隔声性能关系的研究

将槽法炭黑添加到聚氨酯隔声材料中,考察了槽法炭黑用量130份、45份、60份对聚氨酯材料隔声性能的影响。性能测试结果表明:槽法炭黑用量对聚氨酯材料隔声性能影响很大。常压下,添加了60份槽法炭黑的聚氨酯材料隔声性能最低,添加了槽法炭黑其它两种用量的聚氨酯材料隔声性能相差不大;低压下,槽法炭黑的3种用量对聚氨酯材料隔声性能影响不大;高压下,添加了45份槽法炭黑的聚氨酯材料隔声性能最高,30份的次之,60份的最低。     

基于小波变换的数字图像技术在堆积体模拟中的应用

 基于小波变换与Gamma校正提出一种新的数字图像处理技术,将其应用于堆积体的离散元模拟,可实现数值模型快速、准确的建立。该技术先基于二维小波理论对数字图像进行消噪预处理,并采用自适应Gamma校正方法以消除不同光照和环境对图像的影响,最后进行色彩空间转换以实现二值化处理,针对整个数字图像处理过程自行开发Wavelet-Gamma-Conversion(WGC)自动建模程序,可实现对堆积体图像的信息获取、分析处理并自动生成细观建模文件的全过程,为堆积体力学行为的模拟提供新的建模方法。以澜沧江古水水电站堆积体边坡为例,对实拍数码照片采用WGC建立其细观模型,运用双轴压缩数值模拟实验对其力学特性进行分析和研究。研究表明,堆积体中碎块石与土体相互压密形成共同受力体承担外力作用,由于碎块石的影响,出现明显的应变硬化阶段;随着土颗粒间黏结强度的提高,堆积体的初始弹性模量和峰值强度都有所提高。数值模拟反映出的规律与室内实验结果相一致。     

小湾拱坝动力时程分析及安全评价

利用FLAC3D有限差分法程序,采用云南剑川自然地震波,对小湾水电站进行了动力时程分析,研究了高拱坝在地震荷载作用下的安全稳定性.结果表明:地震动力响应与地震波的频谱有直接关系;坝体位移变化取决于地震荷载持续时间、质点振动幅度和振动强度;地震荷载作用下的拱坝坝体特征点安全系数与地震波振幅及振动频率有关,点安全系数波动规律与地震波谱相似.     

浅埋地下洞室围岩岩体力学参数反分析研究

基于随机权重粒子群和最小二乘支持向量机方法建立地下洞室力学参数位移反分析模型,利用正交试验和3DEC模型确定各水平参数的学习样本,对地下洞室岩体的力学参数进行位移反分析。结果表明:利用支持向量机方法的非线性映射可以实现力学参数的反分析;反演得到主厂房围岩方向的侧压力系数Kx,Ky为0.453、0.644;三类岩体的弹性模量E3,E4,E5分别为10.15、8.20、2.62 GPa;将反演分析的参数带入3DEC模型得到的位移与实测位移相对误差较小,验证了反演参数的合理性。     

粘弹性阻尼材料阻尼处理及在船体振动控制中的应用

介绍了基于复刚度原理推导的自由及约束阻尼结构损耗因子理论评估计算公式,并对相关参数变化影响规律进行了理论分析,初步确定了阻尼结构形式及材料参数。为评估阻尼设计方案对实际船舶舱室的减振降噪效果,建立船舶局部舱室结构的1∶2.5缩比模型结构,采用模态锤击测量方法,对阻尼处理前、后舱室振动及噪声特性展开试验研究。试验结果表明,约束阻尼处理能明显抑制结构的模态共振。在2.5 mm厚舱室围板粘接1.7 mm厚约束阻尼层后,最大减振量为11 d B,最大降噪量达到9 d B。最后,对约束阻尼处理后的航行船舶进行实船噪声测试,噪声测试结果均满足IMO-468噪声指标要求。