基于虚拟元-有限元耦合的隧道内道床干缩裂缝细观研究

为解释道床与盾构隧道管片产生脱空的现象，研究新混凝土在浇筑后由干燥收缩产生的裂缝机理。基于虚拟元推导任意多边形骨料的刚度矩阵格式，利用UEL子程序实现有限元与虚拟元的耦合计算，纯弯梁数值试验结果表明耦合法较有限元法计算效率明显提升，且具有较好的稳定性。在此基础上，建立细观尺度下新老混凝土的干缩数值模型，并通过圆盘干缩模型验证了模型参数。研究骨料和砂浆的应力分布、内部湿度与裂缝发展的对应关系以及新老混凝土表面和界面的应力发展。结果表明：①收缩过程中，骨料主要承受压应力作用，砂浆沿骨料边界的切线方向受骨料约束作用易形成收缩裂缝，在新混凝土表面首先出现大量微小裂缝，随后界面两端发生剥离; ②受表面下骨料的约束作用，新混凝土表面拉应力呈现“驼峰”分布。开裂后表面被划分为多个收缩区，收缩区边界受拉应力，内部受压应力；③界面的拉伸和剪切应力由两侧开始增加，并且随着界面剥离的增加不断内移。在界面内部未剥离区域内存在由界面附近骨料约束导致的局部压应力和剪切应力增大。     

岩体质量的可拓学评价方法在边坡工程中的应用

可拓工程评价方法是在解决矛盾问题的过程中，既可利用物元的可拓性确定定性因素，又可利用可拓集合论，通过关联函数可取负值这一特点进行定量计算，使评价方法能较全面地分析对象属于集合的程度，较好地解决了岩体质量评价中定性与定量因素综合评价的问题。     

Ⅱ级老顶采场上覆岩层运动的离散元模拟

本文结合一个具体的Ⅱ级老顶回采工作面的地质和开采条件,用离散元法对该工作面的岩层运动进行了模拟和分析,提出传力的拱的概念。     

可拓学在地区经济综合实力评价中的应用

将可拓学理论、方法引入地区经济综合实力评价。把地区经济综合实力级别、评价指标及其特征值作为物元 ,建立了地区经济综合实力评价的物元模型 ,并给出基于此模型的可拓评价方法。     

放顶煤采场顶板运动规律的研究

利用离散元和有限元数值模拟及力学解析计算，分析了放顶煤采场中上覆岩层运动规律；认为采场上覆岩层运动为分层运动，运动结构为拱－梁结构；拱－梁转换的实现，是以拱顶的失稳升高为条件，在分析了影响顶板运动的主要因素（顶板岩层断裂角、放煤步距、顶板岩层块体尺寸、顶煤厚度）的基础上，认为放煤步距过大（≥２ｍ）会降低放煤率，增大老顶垮落的动压冲击程度。放顶煤工作面与非放顶煤工作面的区别是，采空区充填系数小，顶板岩层运动剧烈，走向方向超前支承应力峰值较大。     

用物元分析法判别膨胀土胀缩等级

将膨胀土胀缩等级、判别指标及其特征值作为物元,根据膨胀土分级标准建立关联函数,提出用物元分析判别膨胀土胀缩等级的新方法。结合实例与灰色聚类法和模糊评价模型得到的结果进行了对比。     

岩石断裂演化过程元胞自动机模型的研究

提出了一种研究岩石断裂演化过程的元胞自动机模型。通过大量模拟发现，岩石断裂演化过程是岩石内部微裂隙萌生、扩展、聚集和贯通的的过程，大量微裂隙的集体行为具有特定的规律。在岩石断裂演化过程中，微裂隙的空间分布是一个分级维形态的生长过程，岩石内完整岩石微元的空间分布是一个降维过程。岩石断裂隙化过程是一个确定性和随机性统一的过程，其中的分形物理机制是研究的关键。     

逆倾岩层边坡稳定性数值分析

本文运用离散单元数值模拟法，分析了海州露天煤矿南帮Ｅ１０区段边坡随露天开挖的应力变化和岩移特性，阐明了太平中部三号断层对该边坡区段稳定性控制作用，揭示了边坡岩移机理和潜在滑坡模式。     

构造应力场数值模拟方法

构造应力场的数值模拟是地质动力区划方法的重要组成部分，为此，本文开发了两个程序、一个是有限元程序。用于水平剖面应力计算。一个是边界元程序，用于铅直剖面应力计算，在中俄专家用地形图等综合方法确定出的矿区断块系统及最大主应力方向的基础上，对东北某矿区构造应力场进行了数值模拟，划分出了高应力区。     

基于端元提取的高光谱影像特定目标识别

高光谱遥感影像中特定目标的识别与提取实际上是从背景图像中有效提取所需目标的过程。“纯净”波谱终端单元（端元,Endmember）选择的结果能有效地描述只含有单一纯粹物质的像元点。高光谱处理技术能够基于真实的物理模型进行波谱提取、比较分析、识别目标。结合AVIRIS高光谱影像实例,分析了高光谱遥感影像n维空间里的单形体理论,运用影像灰度值定标可为反射率、最小噪声分离（MNF）、纯净像元指数（PPI）、终端单元选择、n维散度分析、波谱角度度制图（SAM）等高光谱数据处理技术实现对特定目标的识别与提取。