循环荷载作用下岩石的二元介质模型

根据岩土破损力学理论,针对岩石材料提出了一个考虑循环荷载作用的二元介质本构模型。二元介质模型认为加载过程中胶结元逐渐破损转化为摩擦元,二者共同抵抗外部荷载作用。胶结元在破损以前的应力应变特性可以用理想的弹脆性模型来描述,胶结元破损后转化成的摩擦元的应力应变特性可以用理想弹塑性模型来描述。通过引入破损参数(破损率和应变集中系数),提出一个考虑循环荷载作用的岩石的二元介质模型。最后与砂岩岩样的单调加载和循环加载条件下的试验结果进行了对比。表结果明:所建立的模型具有较好的适用性。     

基于Eshelby本征应变自洽法的岩土二元介质本构关系

天然沉积土具有结构性,产生结构性的原因在于胶结的不均匀性。在破损力学理论框架下,基于Eshelby本征应变自洽法,考虑胶结元与摩擦元间变形协调性及应力连续性,推导出了岩土二元介质弱形式的弹塑性本构关系,为复杂应力状态下结构性土实际边值问题的有限元计算提供理论依据。算例计算表明导出的本构关系能够考虑胶结元和摩擦元的力学性质、胶结元的破损规律、受荷历史、加载方式及应力状态对岩土二元介质材料力学性能的影响。     

结构性土二元介质模型的有限元模拟

针对土的结构性对边坡稳定性的影响,结构性土二元介质模型将胶结元看成理想弹脆性材料,摩擦元看成硬化型弹塑性材料。基于该模型建立考虑结构性土的强度准则,编制相应有限元程序用于Biot固结的有限元模拟。通过对比初始各向同性和初始应力各向异性结构性土的天然边坡算例计算结果,发现初始应力各向异性天然边坡的安全系数要高于初始均质天然边坡;嵌入初始应力各向异性结构性土的强度准则后可以观察计算过程中边坡破坏区的发展,为采用破坏区贯通作为边坡的破坏标准的天然边坡的稳定性分析提供了一种新的思路且具有良好的工程适用性。     

异向介质电磁问题的混合模型分析

建立准确的色散介质本构模型是计算色散介质中波的散射和传播的基础,目前处理色散介质电磁问题通常采用的方法是基于某一种常见的经典模型来进行分析。而实际的色散介质往往是极其复杂的,近似为某一种常见模型对其进行分析计算是不够精确的。结合常见的3种色散介质模型（Debye、Lorentz和Drude模型）,在简单混合模型的基础上提出分段线性混合模型,并通过对异向介质参数进行拟合验证,检验了新型模型的准确性与可行性。     

黏弹性散体介质中波的传播和耗散

经典弹性固体理论不能准确地描述散体介质中波的传播和能耗规律。本文从黏弹性角度来分析松散岩土介质中波的相关规律，给出了三种黏弹性模型及基本构方程：Maxwell模型，Kelvin模型及标准线性固体模型，给出小变形条件下黏弹性介质中的波动方程，传播向量和衰减向量的复数形式表达式，以及纵波和横波的衰减系数复数形式表达式，认为波的衰减与频率有关，频率越高衰减程度越大，并实验验证了此结论。另外，黏弹性散体介质中波的能耗还与介质对高频波的吸收有关，以及颗粒间的相对滑动磨擦也会增加能量的耗损。     

裂隙介质非饱和渗流多尺度机理与数值模型研究进展

裂隙介质非饱和渗流过程的预测和控制对地下工程应用具有重要意义。从渗流机理、预测方法和宏观尺度渗流模拟等方面对裂隙介质非饱和渗流研究进展进行了系统的分析总结。首先,评述了从非饱和单裂隙到交叉裂隙再到裂隙网络不同尺度下的复杂渗流行为及其理论预测方法,并分析了非饱和渗流行为对宏观水力参数的影响;其次,归纳了非饱和渗流数值模型和本构模型及其适用性,简述了不同模型在场地尺度非饱和渗流模拟中的实际应用。这些研究成果提高了对裂隙介质非饱和渗流规律的认识,并为工程应用提供了手段。     

堆石材料邓肯模型参数统计规律研究

堆石材料邓肯模型计算参数的选用对面板堆石坝的计算分析成果影响很大,在实际应用过程中,需要有简单易行的推求方法,以合理地用计算参数.分析了堆石材料邓肯模型参数的统计规律,通过分析国内13个已建或在建工程堆石材料的实测计算参数,以干容重为参照,给出了灰岩和砂砾石材料参数的推求公式,对于合理选用邓肯模型计算参数有一定的借鉴意义.     

基于最小二乘支持向量机岩土本构模型的有限元分析

有限元分析在岩土工程中有着非常重要的作用,本文基于最小二乘支持向量机理论建立了岩土本构模型,并结合有限元理论分析了ABAQUS在求解非线性问题的基本原理和具体过程。利用ABAQUS中UMAT接口将最小二乘支持向量机岩土本构模型用于一隧道工程开挖实例分析,结果表明其最小二乘支持向量机本构模型用于有限元分析的可行性和优越性。     

非饱和双重孔隙介质的势函数本构方程及应用

为了分析复杂岩土工程多场多相耦合效应,需要建立非饱和双重孔隙介质的一般本构理论框架.把双重孔隙介质视为两个单重孔隙介质的嵌套叠加,利用各组分应变与孔隙变形之间的内在联系,从经典混合物理论出发推导了非饱和双重孔隙介质的能量守恒方程.通过功共轭对之间的力学性质建立了小应变条件下非饱和双重孔隙介质的一般势函数本构方程.作为一...     

基于改进Burgers模型下巷道围岩蠕变规律研究

从常规试验数据出发,基于改进的Burgers模型对吕家坨矿巷道围岩的应力一应变关系的时间依存性进行了数值模拟计算,得出了与观测相近的结果。通过计算结果和观测结果的对比分析,探讨了该计算模型的合理性和可行性。     

岩体损伤与破坏过程研究

对层状岩体进行了损伤演化与破坏过程的研究,引入损伤变量及损伤扩展系数,建立符合岩体整个损伤演化过程的方程;描述了岩石在受载过程中初期近似呈线性,随后加速的过程;分析了层状岩体的损伤演化与破坏特征及其稳定性,解释了岩石损伤演化的规律。研究表明:层状岩体的损伤萌生与扩展直到破坏,除与加载大小、速率等因素有关外,还与各亚层损伤演化规律、载荷与层面夹角、各亚层的内部微结构特性等有关。     

石膏颗粒材料的破碎演化规律

为分析石膏颗粒材料在荷载作用下破碎的分形演化规律,对其进行了等围压、等平均主应力和各向等压固结3种应力路径下的三轴试验,并通过筛分法对试验后石膏颗粒材料的粒径分布进行了分析。试验结果表明,石膏颗粒材料在荷载作用下的破碎程度随初始围压的增大而增大,初始为分形分布的石膏颗粒材料在受荷破碎后,其粒径分布亦具有分形特征。表征粒径分布的分维值与围压和平均主应力之间均呈良好的双曲线关系,分维值渐近值约为2.5。分维值与相对颗粒破碎指数存在显著的线性关系,可作为表征颗粒破碎程度的指标。     

基于二元心理的多层次需求—认知—情感计算模型研究

吸收现代心理学研究成果——反省心理学中的二元心理学说,将基于全信息理论、情绪的动机—信息理论、马斯诺的需求理论和PAD三维情绪模型结合起来创立的全信息情感理论中的多层次需求—认知—情感交互模型融入此中,提出了一种新的心智计算模型——基于二元心理的多层次需求—认知—情感计算模型,在外知心理和内知心理运作机理中分别引入了外需求—外认知—外情感交互模型和内需求—内认知—内情感的交互模型,正是外知心理和内知心理的交互作用而产生了人们的复杂心理变化,这对于探究人类心智活动的核心机理,开发心智潜能具有重要意义．     

动态载荷作用下岩石颗粒破裂过程的数值模拟

目的 为了研究岩石颗粒在动态载荷下的损伤破坏机理与动力破碎过程．方法 用RFPA（岩石破裂过程分析）探讨不同动态应力波作用对于岩石颗粒试样破坏模式的影响．结果 数值模拟结果表明，在不同的应力波峰值和不同的应力波作用时间作用下，试样表现出不同的破裂模式．结论 在应力波峰值较低时，裂纹的萌生从试样的中部或底部开始；当应力波赋值较大时，裂纹的萌生从加载点开始以裂纹带的形式向下延伸．在相同的应力波峰值作用时。波长较长时试样主要表现为径向破裂为主；而波长较短时试样则表现为两翼破坏．在动态应力波作用下，试样中萌生出更多的分叉裂纹，随着应力波波长的增加。分叉裂纹的数量也随之增加．这与静态载荷作用下形成只一条主裂纹的情形是不同的。     

隧道围岩岩体变形破坏数值力学试验

该文通过对围岩岩体开展数值力学试验,在确定连续微元尺寸δc,并获取该围岩岩体各项基本力学参数的基础上,进一步研究了该围岩岩体的破裂过程,重点讨论了该围岩含单条横向节理和单条竖向节理岩体的变形破坏特征。     

冲击地压危险等级预测的PSO-SVM模型

为了对冲击地压进行有效的预测,分析了冲击地压的主要影响因素,建立了基于粒子群优化支持向量机方法(PSO-SVM)的冲击地压危险程度预测模型,并通过实例,对PSO-SVM模型的预测效果进行了检验,同时还分别采用了BP神经网络(BP-NN)和支持向量机方法(SVM)对实例进行了预测,最后对三种方法的预测精度进行了比较分析,结果显示:PSO-SVM方法的预测精度要高于BP-NN和SVM方法的预测精度,可见,PSO-SVM预测方法对煤矿冲击地压危险程度预测具有一定的参考价值和指导意义.     

高压空化水射流破岩主要影响因素的研究

为了探讨高压空化水射流的空蚀能力与水力参数、岩石性质的相互关系及各参数影响破岩效果的内在机理,通过在不同泵压和围压条件下,针对不同孔隙率的岩石对高压空化水射流破碎岩石效果进行了一系列实验研究.结果表明:空蚀效果(空蚀质量、空蚀深度)随泵压增加成二次函数关系增加,随围压增加成二次函数关系减少;空泡云长度随泵压的增加而增大.随围压的增大而减小,并能较好的拟合成三次曲线函数关系,空泡云长度直接决定有效靶距,从而影响空蚀效果;本实验条件下,泵压在7 MPa时发生空化现象,并能破碎单轴抗压强度为96MPa的砂岩;岩石的孔隙率对空化水射流的破岩能力影响较大,孔隙率越高的岩石越容易被空化水射流破碎.     

基于纳米尺度的碎屑岩骨架矿物结构研究

对胜利油田胜坨地区碎屑岩储层岩芯样品和岩石薄晶片分别采用场发射扫描电镜、透射电镜进行镜下观察与能谱测试分析。结果表明:碎屑岩中骨架矿物石英和长石中存在纳米尺度的结构特征;石英镜下可见类蚀像凹坑、雏晶单晶、平行脊线、晶体位错、类包裹体晶内核等5种纳米尺度的结构;长石镜下可见晶面平行凹痕、溶蚀针、纳米级薄层断阶、长石高岭石化、晶体位错和超微包裹体等6种纳米尺度的结构;这些结构大多在几百纳米的尺度范围内,有的甚至只有几十纳米;矿物在纳米尺度上表现出的结构特征与其本身的硬度变化、晶体晶格缺陷、晶体生长过程以及成岩作用的显微表现和显微构造应力改造作用有关。对碎屑岩骨架矿物中纳米尺度结构特征的进一步研究有望为岩石显微变形的应力作用机制和方式以及溶解作用等成岩作用模式做出有效分析,进而为油气勘探开发提供新的探索方式。     

基于二进制位运算的权限控制模型

从集合论的角度介绍资源权限控制方法——权限特征码表示法,并通过分析二进制与集合之间的内在联系,提出一种新的资源权限控制方法——权限特征值表示法,给出了采用二进制位运算的权限控制算法,最后以此为基础提出了资源权限控制模型——权限特征值算法模型。     

层状岩体结构面特征及其拟合描述模型

为了研究层状岩体的压缩破坏特征,并建立相应的理论描述模型,利用快速拉格朗日元法对三轴压缩情况下的层状岩体进行数值计算,分析了层状压缩强度与结构面倾角的关系,建立了相应的理论模型。利用所建模型,对参考国外文献中的试验结果进行描述,并探讨了加载速率和岩体压缩强度的关系。结果表明：所建拟合模型能够较好描述层状岩体的强度特征,得到了数值试验和室内试验的验证;岩体压缩强度随加速速率增大而增大,二者符合线性关系特征。