不同冲击速度下岩石破坏能量规律的实验研究

对砂岩试件进行了动态霍普金森杆冲击破坏实验和静态加压破坏实验。对于动态冲击实验,得到了不同冲击速度下岩石试件破坏时的总吸收能、总耗散能和相对应的损伤变量。对于静态加压实验,得到了破坏时的总吸收能。并对两种实验条件下的破坏总吸收能进行了对比分析。实验结果表明,对于砂岩试件,若在单轴压缩下和动态冲击下得到同等程度的破坏,前者会比后者消耗更多的能量。     

“深部岩体力学与开采理论”专辑特邀主编致读者

2016年全国科技创新大会上,习近平总书记提出"向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题"。煤炭是我国的主体能源,深部煤炭资源开采是保障我国能源稳定供给的主要途径,是我国未来煤炭工业发展的主要方向,也是当前和未来相当长的一段时期内我国煤炭科学与技术攻关的主要战场。随着煤炭资源开采深度的延伸,面临的科学问题和技术难题前所未遇,这些问题和难题的研究与破解对煤炭行业科技工作者提出了更高要求,甚至需要颠覆性的理念和变革性的攻关范式。     

断层粗糙表面的分形模拟

根据二元分形插值理论, 运用断层面上部分信息点数据, 对断层面的粗糙形态进行了分形插值模拟． 由于岩石断裂表面具有统计自相似的特征,提出了局部邻域的划分以及纵向压缩比的确定的改进分形插值曲面的方法． 根据地质统计学中变差函数原理, 以变差函数的变程来划分局部邻域; 运用多元统计分析原理, 以观测数据一次趋势面的偏差值来确定分形插值中的纵向压缩比, 从而使得模拟结果更加符合真实断层面的特征． 研究结果表明, 分形插值曲面的理论与方法比传统的插值方法更加精确地反映断层表面的粗糙特征, 它的应用为研究断层面的粗糙程度对工程的影响提供了一套新的方法．     

建筑物下厚煤层特殊开采的三维数值分析

为解建筑物下厚煤层开采技术难题,提出中央带两冀长壁特殊开采方法。通过三维有限差分数值计算,对该开采方法造成的地表变形和破坏进行了预测分析入探讨,阐述了保护地面建筑的合理开采措施。     

断层产状及粗糙表面的分形统计研究

给出分形插值曲面的数学模型, 根据多元统计分析及分形插值曲面原理对断层面产状和断层面的粗糙形态进行了模拟研究． 运用断层面标高的物探数据, 详细叙述了断层面产状及粗糙表面模拟的原理、方法和步骤． 用趋势面分析方法求得了断层面的产状; 用分形插值曲面的方法模拟了断层面的粗糙形态, 并求出了断层粗糙表面的分形维数及插值精度．     

岩石类材料损伤演化的分形特征

本文从几何学角度考察了岩石类材料损伤演化过程所表现出的统计自相似性,应用分形几何方法分析了岩石材料损伤演化的分形特征,得到了材料损伤演化过程中分形维数随载荷变化的关系曲线。研究结果表明:材料损伤演化过程是一个分形,分形维数是反映材料损伤程度的某一统计特征量.本文的研究为材料损伤断裂的分析开避了一条新途径。     

爆炸载荷下岩石损伤与能量耗散的数值分析

通过与相关文献的实验结果对比,验证了数值模拟爆炸波在岩石介质中传播的可行性.借助于显式非线性动力分析有限元程序LS-DYNA,数值分析了爆炸波传播后岩石中损伤演化和能量耗散特性.数值计算结果表明,在爆炸荷载作用下,岩石可分为3个区:与炸药相邻D为1的破碎区,0＜D＜1的损伤区,D近似为0的弹性区,得出各区的范围;爆炸波输入岩石的大部分能量用于破碎岩石,弹性波携带能量占很少一部分;岩杆中能量密度峰值随距离以指数形式衰减.     

河谷文明演变与历史滑坡堵江——以金沙江上游卓英村为例

近年来，作者在横断山脉三江并流区开展历史堵江滑坡调查，在金沙江上游发现序列沿江分布的残碉，其中以左岸的白玉县卓英村残碉分布最为集中，共17座，且未见公开报导。这些残碉是一个历史部落或村庄的遗迹，是藏彝走廊历史文化遗存的组成部分。鉴于藏彝走廊研究主要集中在社会科学方面，本文尝试采用自然科学方法拓展相关研究。基于现场调查和地质测年，结合前人工作成果，确定残碉群的建造时间与历史归属，分析历史滑坡堵江事件对河流地貌与河谷文明演变的影响。结果表明：（1）卓英村残碉群兴建于1780~1490 a BP，相应的历史年代为东汉末期至南朝时期，按地域极有可能是古白狼国遗迹；（2）残碉的修建高程与时间与措拉古滑坡堰塞湖尾部的湖滩高程与溃决时间等具有较好的一致性，湖泊淤积、干热河谷气候、取水便利等为卓英村的兴起奠定了基础；（3）约1510 a BP前的一次大洪水事件导致措拉堰塞坝完全溃决，岸坡塌岸引起的耕地逐渐消失、取水不便等人居环境恶化是导致卓英村被遗弃的自然因素；（4）横断山脉河流历史堵江滑坡引起的河道淤积为民族迁徙提供了良好的通道，也留存了丰富的历史遗迹，类似卓英村残碉的深入研究有望丰富和拓展白狼国与藏彝走廊的研究内容。     

深地科学与深地工程技术探索与思考

21世纪的深地科学进入了新的发展阶段，深地科学规律尚未探明，深部工程活动普遍存在着一定程度的盲目性、低效性和不确定性，地球深部内源动力、结构演变规律、致灾机理等仍待进一步认知。因此首先从地球科学的视角定义了深地科学：以地球浅层以深的深层和超深层为研究对象，旨在探索地球不同层圈和不同赋存深度(深层和超深层)科学奥秘；理清了深地科学与地球科学的区别与联系：即深地科学是在已知地球科学知识体系上的延伸，是拓展科学视野、深化地球认知的国家战略科技方向，包含于地球科学；定义了深部与深地工程科学的本质：即针对现有浅部工程的科学规律与技术无法适用于深部工程的难点，探索深部工程相关科学规律，突破深部工程关键基础科学问题，匹配人类在深部工程活动中的地灾防控需求，进而指导深部资源安全高效绿色开发、深部工程空间有效利用。提出深地工程技术定义，即指人类为利用地球、开发地球所需要的工程实施技术与装备，为探索深地科学规律、开发深地工程必需的理论与技术手段。最后，进一步明确了深地科学的研究内容与规划，以及深地工程技术内涵与攻关方向(即深地工程岩土力学与灾变机理、超深井智能建造与能源资源高效开采、深地隧道与巨型洞室群智...     

碳中和背景下先进制氢原理与技术研究进展

在全球大力倡导"碳中和"的背景下,发展高能效、低成本、零排放的先进可再生能源电解制氢技术将成为实现"碳中和"的关键.然而,当前化石能源制氢技术仍处于主流地位,具有成本低的优势,但存在固有的碳排放,而利用可再生能源电解水制氢则被认为是未来氢能的技术路线,近年来,主流的碱性电解制氢技术发展迅速,有望在可再生能源价格持续下降...