大理岩破坏的声发射双主频特征及其机制初探

声发射是加载过程中岩石微破裂产生的瞬态弹性能释放现象,在岩石力学测试中得到广泛应用。目前,声发射主要通过参数分析和定位分析描述加载过程中岩石的微破裂演变特征。然而,岩石的微破裂包括张破裂和剪破裂两类,声发射信号能否反映岩石的微破裂形式显然是一个值得探究的课题。选取四川宝兴县大理岩,分别进行直接拉伸试验、巴西圆盘劈裂试验和单轴压缩试验,采集了不同试验方法所有试件的声发射波形信号,采用快速傅里叶变换方法编程实现了声发射波形信号的频谱分析,批量获取了声发射波形信号的主频值。统计分析表明:大理岩破坏的声发射信号均存在明显的、与试验方法无关的双主频特征,反映了大理岩破裂的固有特性;初步力学机制分析表明,双主频可能反映了岩石的两种不同微破裂形式,其中低主频带对应微观拉破裂,高主频带对应微观剪破裂。     

基于地质力学模型试验的高原大桥落梁破坏机理研究

摘要：汶川地震给交通运输基础设施带来了严重破坏,造成了大量桥梁的破坏甚至倒塌,其中以近断层处的桥梁震损破坏最为严重,给灾后救援和重建带来极大不便。通过对高原大桥进行地质力学相似模型试验,研究了水平荷载作用下近断层处场地变形对简支梁桥破坏的影响。结果表明,近断层处的场地集中变形导致桥梁结构破坏主要集中于桥面系及近断层一侧桥台,与高桥大桥的实际震害非常相似;地震中断层的错动对其附近场地产生较大的影响,造成桥面系与场地之间的变形不协调;断层的存在对附近场地的压缩变形有明显的放大作用;地震中场地变形,特别是近断层处的集中变形是造成简支梁桥落梁破坏的主要原因之一。     

黄金坪水电站进水口边坡稳定监测分析

为研究黄金坪水电站泄洪洞进水口边坡稳定问题,结合边坡的多种监测成果,对边坡的表面和深部变形进行了分析,讨论了多点位移计与锚杆应力、锚索应力的关系,并分析了边坡裂缝产生的原因。结果表明：自然边坡裂缝是由于表部相对刚性层与深部岩体拉裂而形成的,工程边坡裂缝是软弱岩体及结构面局部块体挤压而形成的,边坡属于深部变形,增加深部锚索后,裂缝变形得到控制,边坡的变形逐渐趋于稳定。     

汶川地震中学校建筑震害研究

512四川汶川8.0级特大地震导致大量教学楼严重破坏或完全坍塌,造成大量学生和教师伤亡,引起全社会普遍关注。基于在地震受灾地区深入广泛的调研,本文介绍了传统砖木结构、砖混结构和框架结构教学楼的震害特征,并结合教学楼的建筑结构特点进行了震害原因分析。相比于其他建筑,教学楼竖向结构体系相对单薄,教学楼倒塌的关键原因是竖向结构体系强度和刚度不足,因此,高烈度地区的框架结构教学楼的设计应重视剪力墙的设置,砌体结构的窗间墙宜采用组合砌体或配筋砌体。传统的砖木结构和砖混结构缺乏必要的整体连接措施也是导致教学楼严重受损或坍塌的主要原因。建筑体型不对称加剧了地震中建筑的倾倒,寻求合理的建筑平面布局方案是提高教学楼抗震能力的重要途径。按现行规范设计、整体性好、施工质量过硬的砖混结构教学楼在此次地震中表现良好。     

5·12汶川地震底框砖房震害启示

底框砖房是指底部一层全部或部分结构体系采用钢筋混凝土框架,上部多层采用砌体结构的混合结构体系.5·12汶川大地震灾区该类建筑应用非常广泛,基于灾区广泛的凋查成果,分类总结了汶川地震中底框砖房的主要震害特征,即部分底框砖房表现出很差的抗震性能}过渡层普遍破坏严重甚至于完全坍塌;上部砌体整体相对于底部框架发生水平滑动,研究表明.过渡层的工作机理非常复杂.地震中的实际受力情况与设计所采用的受力状态有明显的区别,建议在现行规范要求的基础上提高过渡层的强度和延性要求;现行抗震规范对底框和上部砌体层刚度比的规定对于提高底框砖房的抗震性能具有重要意义.建议进一步考虑砌体和钢筋混凝土材料的不同力学性质来制定上下层刚度比范围;底框和上部砌体结构之间的可靠连接是保证底框砖房整体工作的前提;严格按现行抗震规范设计和施工的底框砖房能获得良好的抗震性能;部分底框砖房因其混杂的结构体系不利于抗震,建议在抗震设防地区禁止使用.     

地壳上部岩体中水平应力的估算方法

地壳上部岩体的垂直应力一般可用其上覆岩体的平均比重乘以其深度来估算,但是水平应力却很难估算。岩体的断裂韧度是一个常数,如果裂隙岩体是稳定的,水平应力必须在一定的范围内,如果水平应力超过了这一范围,岩体内的裂隙可能会发生扩展、破坏,并可能导致地震的发生,因此从裂隙岩体稳定的条件出发,可以估算出水平应力的范围。利用一共线双裂纹模型建立了裂纹稳定的应力条件,并对该应力条件的有效性进行了实验验证,实验结果表明该应力条件是有效的;然后利用该应力条件来估算水平应力的范围,其结果符合现场的测试结果,表明这一估算方法是有效的,可行的。并利用该理论能很好地解释为什么水平应力与垂直应力之比在浅部地壳中分布在较宽的范围内,但在深部区域内却分布在一个狭小的范围内。     

基于热伏材料中低温地热发电原理与技术构想

本文系统分析了我国中低温地热发电的现状和技术瓶颈,提出了热伏材料概念,以大尺寸单晶热伏材料及其相应的热伏器件等为关键技术切入点,系统提出了高效、稳定的中低温地热热伏发电以及基于冷、热、电联供一体化的工程实施和精准对接的技术原理和构想。该技术构想突破了传统中低温地热发电通过机械能转化为电能的局限性,利用大尺寸单晶热伏材料将热能直接高效转化为电能,这一创新技术研发对保持我国在地热发电领域尤其是中低温区的国际核心竞争力、获取自主知识产权、实现地热能高效利用和规模开发具有重要的战略指导意义。同时,该战略性技术构想有望引领全球地热发电新的技术革命,以奠定我国在中低温地热发电领域处于全球领先地位,从而实现地热资源的清洁绿色可持续利用。     

堰塞金沙江上游的白格滑坡形成机制与过程分析

2018年10月10日和11月3日,西藏自治区江达县白格村金沙江右岸先后2次发生滑坡堵江事件,堰塞湖与溃坝洪水给金沙江上游沿岸居民及其生产和生活设施带来巨大灾害。滑坡发生后,作者先后2次赶赴现场,参与灾害调查与救灾工作。基于现场调查,结合相关资料,对滑坡的形成机制与过程进行系统分析。结果表明:1)白格"10·10"滑坡是一个高位、高剪出口、高速非完全楔形体基岩滑坡,方量约107 m~3。2)滑坡地处金沙江缝合带,岩性为元古界熊松群片麻岩组,具有多期、多次变形与变质特点,糜棱岩化和蚀变很严重。3)滑坡按高程划分为3区,即前缘的阻滑区、中部的主滑区和后缘的牵引区,分割高程大致为3 500和3 000 m。主滑区为楔形体,系2组发育良好的结构面切割形成;阻滑区为四面体,由2组发育较差的结构面切割形成;牵引区为完全风化的岩土体夹团块状碎裂岩体。4)滑坡存在2个滑动方向,即主滑区的S80°E方向和阻滑区的N70°E方向,剪出口高程约2 950 m。5)主滑区楔形体重力是滑坡的主要动力来源,滑坡的孕育过程是相对完整的阻滑区岩体在主滑区重力驱动下的渐进破坏过程。6)滑坡过程如下:首先,主滑区和阻滑区启动;其次,失去支撑的牵引区再启动;随后,先启动的滑体高速撞击四川岸,逆坡爬高约95 m,并在两侧形成碎屑冲刷区;然后,先启动的滑体折返,并与后启动的滑体在河面上方相撞,冲击河水形成高速水砂射流,在两岸形成水砂射流冲刷区;而后,堰塞坝下游坡滑动,形成次级滑移区;最后,冲击产生的雨雾降落,完成滑坡坝表面冲刷。7)白格"11·3"滑坡是牵引区的部分岩土体在起阻滑作用的碎裂岩体渐进解体后下滑的结果,方量约3×106 m~3。8)牵引区目前严重变形的方量约5.50×106 m~3,存在再次滑坡与堵江的风险,需要采取合理的工程措施消除隐患。     

攀钢PD3热处理钢轨及展望

攀钢在研究出含钒舍金PD3热轧钢轨基础上，先后成功研究了该钢轨的双频电感应加热、压缩空气欠速淬火技术和钢轨轧后直接淬火技术，生产了PD3离线和在线热处理钢轨。钢轨抗拉强度分别为Rm≥1275MPa和Rm≥1175MPa，延伸率均为Ａ５≥10％。在相同线路条件的小半径曲线上，PD3离线热处理钢轨的使用寿命比U71Mn和U74热轧钢轨提高三倍以上，PD3在线热处理钢轨的使用性能也明显优于U71Mn钢轨，与英国U78处理钢轨使用性能相当。     

利用滑动变形计监测岩石边坡松动区

介绍了使用CSD－60型滑动变形在三峡工程永久船闸北坡进行的现场监测试验及其有关成果。成果分析表明：（1）边坡岩体的变形具有明显的分区性,主要变形区被定义为边坡岩体松动区;（2）松动区岩体的变形主要由结构面的“张开位移”构成,“张开位移”平均占测孔的累积变形的66．7％;（3）岩体的变形量与开挖强度关系密切;（4）监测区段边坡是稳定的。