非均匀性岩石破坏过程的三维损伤软化模型与数值模拟

通过建立岩石三维细观损伤软化力学模型,结合统计技术考虑岩石细观非均匀性,编制了岩石破裂过程分析软件RFPA3D,模拟了单轴压缩下不同细观残余强度下的三维应力场变形场分布以及破坏形态,分析了细观结构非均匀性和残余强度对岩石损伤软化过程和宏观力学性能的影响。结果表明,岩石损伤破裂过程中应力–应变关系、残余变形特征和峰值强度不仅与结构相关,而且与细观损伤软化模型、细观非均匀性和残余强度紧密相关。     

大理岩破坏过程的三维细观弹塑性损伤模拟研究

为了考虑岩石细观局部塑性变形,基于应变空间理论导出细观弹塑性损伤模型,采用有限元计算方法实现岩石三维破裂过程的数值模拟。提出细观破坏单元网格消去法,利用位移加载来实现岩石逐渐破裂过程;模拟二维、三维大理岩三点弯曲梁弹塑性损伤破坏试验,得到岩石非线性应力–应变曲线和不同载荷阶段弹塑性损伤破裂演化系列图像;分析细观非均匀性对岩石宏观破裂力学行为的影响。试验研究表明,三维破裂比二维破裂更为复杂,本文所建模型可以有效地模拟岩体的三维破坏过程。     

开度相关模型在岩石热开裂问题中的应用

岩石内部原生裂隙会阻碍热流的传导同时重新分布温度场,进而影响岩石内部热应力分布状态并导致岩石的开裂,因此对复杂多裂隙岩石在高温状态下热传导及热开裂机制的探究具有重要的意义。利用颗粒流程序对岩石内部的动态传热–破裂过程进行了模拟。首先,考虑到岩石内部矿物组分的不同,故选用团簇模型对岩石内部的细观结构及组分分布进行表征,并以此作为基准模型进行细观力学参数的标定。其次,为了更真实地模拟岩石内部裂隙对热传导及热开裂过程所造成的影响,假设裂隙的热力学特性同开度相关,并利用不同裂隙开度条件下宏观参量的解析解对裂隙的热参数及细观力学参数进行标定,进而提出裂隙热参数及细观力学参数开度相关模型。最后结合随机裂隙网络,探究了在不同形状参数m的作用下裂隙开度分布对岩石热传导及热开裂过程的影响。研究结果表明:随着形状参数m的增大,热传导达到稳态所需的时间逐渐减小,热致裂纹萌生速率增大,由此也验证了开度相关模型在模拟复杂多裂隙岩石热传导及热开裂问题中的可行性。     

非均匀性岩石破裂的网格效应

主要在考虑岩石介质非均匀性的基础上。研究岩石破裂过程中的网格尺寸效应。首先，介绍RFPA软件中网格划分特点和裂纹扩展处理方法，讨论非均匀性对预制裂纹扩展的影响；然后，模拟两组结构相同但网格数目和尺寸不同的岩石材料的破裂过程。分析在非均匀性岩石中单元尺寸对于岩石破裂过程的影响。结果表明，在均质度较高的岩石试件中，岩石强度相对高，并且裂纹扩展表现出很强的脆性：随着网格数目的增加和网格尺寸的减小，岩石强度逐渐降低，并且趋向一个稳定值。考虑到岩石的非均匀性后的破坏过程分析必额考虑由破坏0f起的应力重新分布，且单元尺寸满足一定的细观特征尺度后，才能保持破裂分析的稳定性和可靠性，体现破裂过程分析和应力场和位移场分析的不同之处。在均匀条件假设下，网格的尺寸主要和结构特征相关，但是在非均匀介质中，网格的尺寸还与材料的非均匀性和细观特征尺度密切相关。     

显微CT试验技术与花岗岩热破裂特征的细观研究

详细介绍太原理工大学与中国工程物理研究院应用电子学研究所共同研制的μCT225kVFCB型高精度显微CT试验系统的结构与工作原理,该试验机的最大功率为320 W,放大倍数为1～400倍,可分辨1～2 μm大小的孔隙及裂隙,为金属及非金属材料的细观试验分析提供了更高精度的试验设备.采用该系统进行花岗岩在常温到500℃高温下的三维细观破裂显微观测,揭示出花岗岩晶体颗粒尺寸为100～300 μm的不规则空间结构体.热作用下,随温度升高,花岗岩的热破裂逐渐演化与发展,200℃时,已可见到极少数很小的微裂纹出现.300℃时,部分裂纹搭接形成较大裂纹,裂纹长度增加10倍左右.500℃时,包围花岗岩晶体颗粒的封闭多边形裂纹几乎全部形成,使花岗岩呈现糜棱状的晶体颗粒结构体,90%以上是沿岩石颗粒周边弱的胶结界面上发生的.仅有极少数热破裂裂纹是穿越岩石颗粒的,其概率在10%以下.     

基于细观结构表征的岩石破裂热–力耦合模型及应用

 岩石热破裂的研究只有考虑各种矿物组分造成的岩石的非均匀性,才能更客观地反映岩石热破裂的本质。利用数字图像处理技术数字化表征岩石内部矿物颗粒的几何形态,充分考虑岩石真实的细观结构,结合细观损伤力学和热弹性理论,建立能更客观的分析岩石热–力耦合作用下破裂过程的数值模型。以花岗岩为例,运用数值模型研究花岗岩在温度和压缩荷载共同作用下的力学行为和破裂过程。研究结果表明,温度对岩石的力学性质和破裂演化过程影响显著,热破裂裂纹多发生在矿物颗粒边界处,并沿颗粒边界扩展,局部会形成闭合多边形,其热破裂演化过程与试验结果基本相符,从而验证了数值模型的合理性和有效性,该数值模型为细观尺度定量研究岩石热破裂提供一种新的方法。     

非均匀性对砂岩宏观蠕变特性的影响

深部硬岩在开挖卸荷之后处于无侧限压缩状态下,岩体在持续高地应力作用下发生蠕变现象影响隧道的长期稳定性。本文通过室内试验获取试样的基本物理力学参数,以弹性损伤理论为基础,考虑非均匀岩石介质蠕变破裂特性,通过RFPA2D-creep软件建立模型分析岩石材料非均匀性对蠕变过程的影响。结论表明,岩石的宏观破裂是内部细观单元损伤累计的结果,岩石的非均匀性对宏观破裂影响在较大荷载下可以忽略,此结论对于探究岩石非均匀性影响岩石宏观破裂特性规律具有重要的学术研究价值和工程实践意义。     

岩石三维破裂过程的数值模拟研究

采用细观弹性损伤模型和有限元计算方法实现岩石三维破裂过程的数值模拟。考虑到岩石非均匀性的本质特征，通过引入简单直观的单元本构模型，采用细观单元材料性质退化的办法，利用位移加载来实现岩石逐渐破裂过干旱；模拟单轴压缩、单轴拉伸和剪切破裂3种基本试验，得到岩石非线性应力-应变曲线和不同载荷阶段三维损伤破裂演化系列图像；分析细观非均匀性对岩石宏观破裂力学行为的影响。试验研究表明，三维破裂比二维破裂更为复杂，RFPA^3D可以有效地模拟脆性材料的三维破裂。     

网格细观损伤扩展理论的建立及参数研究

非均匀材料细观结构的开裂由其自身的强度和承受的应力所决定,但材料内部微裂隙的扩展实质上是一个非平衡的动态过程.本文应用多重随机等效桁架模型建立的网格细观损伤扩展理论,来考虑非均匀脆性材料由于裂纹的产生对其周围的影响;并对非均匀脆性材料在拉伸、压缩荷载作用下,考虑细观损伤扩展后的力学性能作了研究分析.     

随机介质固热耦合数学模型与岩石热破裂数值实验

对高放射性核废料的深层处置、高温岩体地热资源开发等深部开采工程问题中,由于岩石材料的非均匀性、非连续性、以及几何结构的复杂性,迫切需要研究工程围岩在高温下的物理力学性质和力学行为的长期演变规律,因此,本文从岩石介质的非均匀性特征入手,在引入岩石非均匀性细观统计描述和物理学愈渗理论的基础上,主要研究内容如下:(1)考虑岩石颗粒的物理力学性质的随机非均匀性,从理论上建立了三维随机非均质热弹塑性力学模型和随机介质固热耦合数学模型,并推导随机介质模型的有限元数值解法。这些方法奠定了岩石热破裂研究的基础。(2)对岩石随机介质的热弹性力学模型的平面轴对称问题和球对称问题分别进行解析分析,提出了将岩石物理力学参数作为随机变量在解析分析中的处理方法,并给出在随机指数分布和韦泊分布下的解析解;对随机介质固热耦合数学模型的平面轴对称问题也求出了解析解,包括位移、变形和热应力的精确解。(3)在二维随机非均质热弹塑性力学模型和4种随机分布(均匀分布、指数分布、正态分布和Weibull分布)下,在高温条件下,对热膨胀系数变化引起的岩石破裂门槛值温度的变化做了详细研究,揭示了岩石热破裂规律及门槛值温度随分布参数的变化规律,得出结论:岩石热破裂门槛值温度随分布参数的增加而升     

基于空间效应基坑开挖引起的环境影响研究

介绍基坑开挖引起的土层水平位移和横向沉降空间效应,借助有限元软件,计算得到耦合主要影响因素的地表纵向沉降空间分布公式。并以此为基础确定基坑开挖环境影响分区,分析了既有建筑物处于不同分区时的受影响模式和影响度。     

关注设计,关注品质

敬天求真,敬人为善,敬业至美 UED:三磊设计将"敬天"、"敬人"、"敬业"作为公司的企业精神,这三种品德对三磊设计发展的重要意义是什么?如何在工作中切实体现三磊设计企业精神的价值? 张华:"敬天"、"敬人"、"敬业"的三字经,是三磊设计成立十几年来慢慢提炼固化下来的.在一个群体里,只有大家的价值观统一,才能趋向共同的目标,成就共同的梦想. 所谓"敬天",就是"敬天求真".建筑设计不仅是艺术,还是一门科学.在做设计时,本着科学的精神和做学问的态度,才能把事情研究透彻.三磊设计所有人聚在一起做事的目标是在各种诉求面前,把设计品质永远置于优先级,这是我们公司内部统一的价值观.     

混凝土外部硫酸盐侵蚀破坏的研究

硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性的重要因素之一。对于混凝土硫酸盐侵蚀问题的研究具有重要的意义。主要研究了外界环境中硫酸盐对混凝土的侵蚀破坏,从物理硫酸盐侵蚀和化学硫酸盐侵蚀两方面论述了混凝土外部硫酸盐侵蚀的类型及破坏特征,并对外部硫酸盐侵蚀过程中石膏的形成作为膨胀源进行了讨论。     

关注上海 关注设计

《现代装饰》杂志举办这次活动最想要表达的是：“关注上海,关注设计”。设计师的声音是我们做好杂志的动力和源泉,希望可以得到更多的认可和支持。此次活动可总结为八个字：关注、交流、友谊、舞台。     

锦屏一级水电站Ⅳ～Ⅵ山梁雾化边坡稳定性分析

针对锦屏一级水电站左岸Ⅳ～Ⅵ梁部位岸坡"深部裂缝"发育、坡脚阻抗段岩体单薄等结构特点,分析岸坡潜在失稳的边界条件及变形破坏模式.基于多个水电工程边坡雾化失稳实例的启示,从雾化降水对岸坡岩体的作用机制入手,指出雾化对该段岸坡稳定性影响的关键是深部裂缝充水及坡体饱水.据此,按坡内不同水位对稳定性系数的影响进行初步的敏感性分析.分析结果表明在泄洪雾化情况下,Ⅳ～Ⅵ梁边坡稳定性问题较为突出,不能满足工程边坡安全稳定要求,应加强相应的工程处理.     

北京清华东路奥林匹克带状公园空间设计研究

以北京清华东路奥林匹克带状公园为例,通过测绘、数据统计、问卷调查、系统化研究等手段,进行了详实分析,重点探讨了其以一条线性步道贯穿多个主题空间的"多主题空间+线性空间"设计模式,对其各个空间的不同特点进行分析,得到了一些启示。     

柔性挡土结构弹性支点法的改进

 对深基坑工程中计算柔性挡土结构的弹性支点法作了改进, 提出了考虑柔性挡土结构与土之间摩擦效应的分析方法。计算结果表明考虑摩擦效应时柔性挡土结构的内力及变形都有较显著的减小。     

基于AHP的市场比较法研究

市场比较法是房地产估价中运用较多的方法之一,文章针对房地产状况修正,分析了AHP在该方法中的应用,实现了合理的确定房地产状况修正因素的权重,使得所确定的比准价格更具有指导意义。     

基于微观结构特征的尾矿混凝土研究

为提高尾矿的综合利用率,以铁尾矿球替代普通混凝土粗骨料,以铁尾矿粉替代细骨料,并掺入外加剂、水和减水剂制成全替代铁尾矿混凝土,通过抗压试验、劈裂抗拉试验和氯渗试验研究掺入不同外加剂的尾矿混凝土的力学性能和抗氯渗性能,利用Rapidair457硬化混凝土微观结构测试系统获取土微观结构特征参数。结果表明:铁尾矿混凝土具有应用于实际工程的价值,且掺入外加剂2、外加剂4均能有效改善尾矿混凝土强度和抗氯渗性能。     

消防水雾系统实验研究回顾

水雾火灾压制系统（WMFSS）最初出现于上世纪五十年代早期．但是这种防火技术在哈龙（Halon）灭火剂禁止以前并没能登上查前。在过去十五年里．水雾技术得到了不断的改进。这些改进是基于各个火灾研究权威机构、组织及研究团体的大量实验、理论和数字模型的研究基础之上的。[编者按]