井眼剪切带分叉研究

井眼基本破坏形式是由于不稳定性造成的井眼岩石崩落坍塌和剪切带。井眼破坏的非均匀性采用传统的理论和方法不能得到较好的解释和预测。采用材料的分叉分析方法和变形局部化的数值模拟研究 ,可望对井眼失效的机理分析、预测和控制提供新的思路     

复合土工膜与防渗墙连接的大型剪切试验研究

围堰工程中常用复合土工膜连接防渗墙作为防渗体系,其连接部位的土工膜常会出现结构性破坏而造成集中渗漏现象。依据高土石围堰防渗体系中复合土工膜的受力特点,利用自主研制的低摩阻叠环式双向静动剪切试验机,考虑土工膜无伸缩节、普通竖向伸缩节和U型槽伸缩节3种连接型式,构建复合土工膜与防渗墙接头的结构模型,开展复合土工膜与防渗墙连接的大型剪切试验,研究不同连接型式下复合土工膜的受力变形机理。结果表明:①无伸缩节、普通竖向伸缩节和U型槽伸缩节3种连接型式下,复合土工膜的应变均随着剪切位移的增大逐渐增大,随着距防渗墙距离的增大逐渐减小;②3种连接型式下模型土体的应力-应变关系变化趋势基本一致,峰值应力变化不大;③无伸缩节连接时,靠近防渗墙位置土工膜的峰值应变为4×10^-3,普通竖向伸缩节连接时,相同位置处土工膜的峰值应变为3.5×10^-3,设置U型槽伸缩节后峰值应变为6.51×10^-4,与前2种连接型式相比,U型槽伸缩节较大程度地降低了土工膜的峰值应变,可以有效解决复合土工膜在防渗墙接头处的应变集中问题。研究成果可为高土石围堰工程防渗体系的设计和施工提供依据。     

反倾岩质边坡弯曲倾倒-剪切滑移破坏分析方法研究

目前反倾岩质边坡弯曲倾倒破坏分析方法仍以基于极限平衡理论的悬臂梁模型为主,但大多未考虑坡脚岩层的剪切破坏。为准确评价该类边坡的稳定性,建立考虑坡脚岩层剪切破坏的分析计算方法。首先,根据岩层变形破坏特征,将边坡分为后缘稳定区、中部弯曲倾倒区和前缘剪切区3个区域;其次,建立弯曲倾倒-剪切滑移破坏模式的稳定性分析方法;最后,通过工程实例验证,并进行参数分析。研究结果表明:提出的分析方法与工程实际符合性较好;边坡在倾角较陡、坡角较大时稳定性最差,坡角对边坡稳定性影响大于岩层倾角的影响;岩层厚度及层面内摩擦角增加有利于边坡稳定性,且会扩大坡脚剪切区范围。研究成果对反倾岩质边坡破坏的防治具有实践指导意义。     

An enhanced,acoustic emission-based,single-fiber-composite test

In the single-fiber-composite (SFC) test, a fiber imbedded in a matrix is loaded in tension, resulting in a fragmentation of the fiber. In the conventional version of this test, the final fiber fragmentation length distribution is used with a micro-mechanical model to determine the average fiber/matrix interfacial shear stress. In the enhanced version of this test, one also determines the applied stress at each fiber fracture, and from this, one can evaluate the strength of the fiber at short gage lengths. In our measurement system, we utilize an acoustic emission (AE) technique to detect the fiber fractures and to locate the fiber breaks and so determine both the fiber failure stresses as well as the fiber fragmentation lengths while the test is in progress. Critical to the success of this test is a broadband AE system that utilizes point-like AE sensors, procedures for evaluatingin situ, the wavespeed of the first wave arrival and signal processing techniques for determining the arrival time of this signal as precisely as possible for a broad range of wave shapes. Here we describe the application of such an enhanced SFC test procedure to investigate the failure of a Nicalon fiber in an epoxy matrix.     

小秦岭NNE向金矿脉构造变形特征与成矿关系

小秦岭金矿田位于华北克拉通南缘的华熊地块北缘,发育有产出于不同走向剪切带内的金矿脉。但是,目前研究和认识对矿脉和剪切带、以及不同方向矿脉之间的构造关系并不清晰。选择小秦岭中部善车峪一带的典型NNE向矿脉开展构造变形与矿化特征研究。结果表明:NNE向金矿脉以右阶排列的石英脉透镜体为特征,主体产状为120°∠70°; 矿脉产出于与之近平行的左行逆冲剪切带内,并改造了早期近EW向剪切带,其所处构造应力场环境为近EW向水平伸展; 矿体的主要矿石矿物为方铅矿、黄铁矿、闪锌矿等多金属硫化物,这些金属矿物多呈条带状或条纹状沿剪切面理或小角度斜交的张剪性面理贯入,显示与左行逆冲变形同期形成的特征。构造变形序列和矿化特征对比分析显示,小秦岭地区NNE向矿脉叠加改造了近EW向矿脉,其构造应力场环境分别与早白垩世和晚三叠世区域应力场特征一致。前人对于岩浆作用、成矿流体和成矿时代等方面的研究结果认为,小秦岭地区经历了印支期和燕山期两期构造与成矿作用的叠加,从而推测NNE向金矿脉应形成于燕山期陆内构造变形阶段,而近EW向矿脉可能形成于印支期华北板块和扬子板块碰撞拼贴阶段。     

基于剪切带扩展法的海底斜坡稳定性分析

简介剪切带扩展法（SBP）的原理及其在海底滑坡稳定性分析的应用;以舟山六横岛典型海底斜坡为分析案例,开展基于高斯函数的SBP和极限平衡法（LEM）斜坡稳定性对比分析研究;进行SBP输入参数对剪切带扩展系数R的敏感度分析. 研究结果显示,对于斜坡剪切带破坏长度,当剪切带扩展系数R不大于1时,LEM与SBP得到的滑坡滑裂面区域一致,当R大于1时,SBP计算得到的最终滑动区域比LEM计算得到的区域大;在斜坡发生滑动破坏区域SBP比LEM计算得到的安全系数低;地震影响因素和土体特征位移对R的影响较大.     

考虑剪切变形的轴心受压GFRP圆管临界荷载

为了考虑剪切变形对玻璃纤维增强复合材料（GFRP）构件屈曲荷载的影响,利用Engesser剪切变形理论,推导考虑剪切变形和初弯曲的临界荷载. 应用于GFRP圆管时,考虑材料各向异性特征对剪切系数及强度的影响. 对4根具有不同长细比的GFRP圆管试件进行轴压试验. 结果表明,GFRP圆管在截面强度估算时应综合考虑轴向纤维压缩破坏和环向基体拉伸破坏. 所推导的临界荷载计算式的结果和试验结果吻合良好.     

水工混凝土构件裂缝检测方法及应用

水利工程在长期运行过程中,其混凝土构件会出现磨蚀、裂缝等损伤,如这类问题不能够及时得到处理,将会严重影响水利工程的安全运行。本次研究主要针对水工混凝土构件中的裂缝检测方法进行研究,提出从“定性”到“定量”的一体化检测思路,具体实施过程分为四部分,即“普探—详查—判定—验证”,其中,普探阶段采用探地雷达法,确定裂缝的总体分布;详查阶段采用超声横波反射三维成像的方法,确定裂缝的纵深向分布;判定阶段分别采用裂缝测宽法和表面声波法,用来确定裂缝的表面宽度和贯穿深度;验证采用钻孔电视,确定探测结果的正确性和准确性。上述技术路线突破了单一方法的限制,可有效地运用于水工混凝土构件裂缝检测,经实践证实,具有良好的检测效果。     

高流速含沙浑水体流变特性试验研究

加速行进中的洪水具有高含沙、高流速和粗粒径的特点,而针对洪水的流变特性研究关注点多为高含沙量,忽略了高流速即高剪切速率的特点。以黄河下游泥沙为研究对象,系统地研究了高流速剪切条件下含沙量、剪切模式、温度和盐度对流变特性的影响。结果表明,在高流速剪切条件下（剪切速率≥ 1200 s-1,对应线性流速为3.6 m/s）,含沙量在106.64 ~ 957.83 kg/m3范围内的浑水体符合牛顿流体的应力本构关系,不存在屈服应力,表观黏度与含沙量呈指数关系。温度降低并未改变浑水体的流变特性,但会使其表观黏度增加,且温度越低黏度增幅越大,浑水体黏度增大梯度约为等温度清水的数倍至十几倍。盐度变化对该测试浑水体的表观黏度和流变特性影响甚微,可忽略不计。本研究结果可为高流速水流挟沙和远距离输沙研究提供理论参考。