基于三维模型构建新方法的块石形状效应下S-RM宏细观剪切力学行为

为研究块石形状效应下土石混合体(S-RM)剪切力学行为,基于CT技术与球谐级数提出三维块石几何形态构建新方法,生成具有不同形状(类球状、扁长状、扁平状与片状)但具有相同凸度与棱角度的块石,并根据改进的不重叠颗粒簇生成方法构建可提高计算效率的三维块石离散元模型,并开展不同块石形状及破碎性的S-RM直剪数值试验,深入分析S-RM宏细观剪切力学特性并揭示块石形状影响机制。研究表明：类球状与扁长状块石咬合程度、滑移摩擦程度及旋转量均大于扁平状与片状块石;块石破碎虽然增加了块石咬合与旋转程度,但减小了块石的滑移摩擦程度;在块石摩擦滑移与旋转运动联合作用影响下,类球状软岩块石破碎程度最大而片状块石最小,类球状与扁长状块石S-RM的抗剪强度与剪胀性均大于扁平状与片状块石;由于类球状与扁平状软岩块石破碎程度较大,其S-RM强度非线性较扁长状与片状块石S-RM更强;由于类球状与扁长状块石的咬合程度较大,其SRM峰值内摩擦角大于扁平状与片状块石S-RM。     

考虑滞后效应的岩石加卸载响应比试验研究

为了深入分析岩石在循环加卸载作用过程中的加卸载响应比和损伤变量的变化规律及二者的相关关系,设计并开展砂岩的常幅循环加卸载试验,详细分析试验过程中的应力–应变滞后时间差、加卸载响应比、损伤变量、上限应力对应的应变峰值的变化规律。结果表明:(1)循环加卸载过程中,应力–应变滞后时间差并不是一个常数,在循环加卸载的初期和临近破坏阶段,滞后时间差明显较大;(2)岩样在临近破坏时,应力–应变滞后时间差、加卸载响应比、损伤变量和上限应力对应的应变峰值均存在明显突变,说明岩石的各项力学参数具有较好的相关性,而且与岩石所处的应力状态及损伤程度密切相关;(3)考虑循环加卸载的损伤作用对岩石介质均匀程度的影响,修正了加卸载响应比与损伤变量相关关系式,结果表明,采用修正的关系式,可以用加卸载响应比较好地描述岩样的损伤程度。研究成果对岩石加卸载响应比及其与损伤变量关系的分析具有较好的参考价值,同时,相关试验分析方法也可以为类似试验提供参考。     

分布式数据流处理系统的动态负载平衡技术

设计了一种新的大规模分布式数据流处理系统的体系结构。系统由一组异构的服务器集群组成,负载在每个服务器集群内部多台同构的服务器之间获得平衡,从而达到整个系统的负载平衡。集群设计的主要目标之一是以资源换性能,服务器集群中服务器的最大数目足够保证系统不再发生过载现象,不再需要会降低性能的卸载技术。而且投入运行的服务器的数目根据实际的系统负载来决定,负载较轻时,一部分服务器可以进入休眠状态来减少能源的消耗。根据系统动态增减服务器的特点,设计了全新的初始化算法、动态负载平衡算法。与以前的分布式数据流处理系统相比,由于单个集群的服务器的数目大大减少,算法复杂性降低、速度加快、优化的空间增大。     

热湿作用下三峡库区典型砂岩劣化效应研究

针对取自三峡库区范家坪滑坡砂岩,采用室内模拟高温季节环境条件,研究砂岩在“烘干-吸水”循环作用下的热湿效应,包括砂岩的质量劣化和抗剪强度参数的变化。结果表明①经历“烘干-吸水”热湿循环作用后,岩石质量劣化速率和吸水率是非线性波动变化的,其波动特征体现出了岩石内部裂隙的动态发育;②砂岩的抗剪强度参数黏聚力c和内摩擦角φ随着“烘干-吸水”热湿循环次数的增加而不断降低,在循环初期参数折减幅度较大,后期变缓并逐渐趋于稳定,这与岩石质量劣化规律具有相似性;③提出通过岩石直剪破坏裂纹延伸角度,定性判断岩石强度的方法。研究成果对昼夜温差大且气候潮湿的华中地区岩石劣化预测具有实际意义。     

三轴压缩作用下断续节理砂岩力学特性研究

节理岩体的力学特性直接影响工程岩体的安全。为了研究节理岩体的各向异性力学特性和破坏特征,设计进行了0°,30°,45°,60°,75°和90°等6种角度断续节理砂岩的三轴压缩试验,详细分析了节理倾角对断续节理岩体变形强度特征和破坏模式的影响。研究结果表明：①在加载过程中,随着围压增大,断续节理砂岩应力-应变曲线的屈服阶段逐渐明显,峰值强度和残余强度逐渐提高,破坏时延性特征逐渐明显;②随着节理倾角增大,断续节理砂岩的变形模量、抗压强度、黏聚力和内摩擦角等力学参数均呈现先减小后增大的U型变化趋势;③节理对岩样破坏裂纹的形成与开展具有明显的诱导和控制作用,不同倾角岩样的破裂面均顺节理倾角方向发展,当节理倾角与岩样计算破坏角接近的时候,岩样的破裂面顺节理面开展,变形和强度参数达到极小值;④随着围压增大,不同倾角断续节理岩样的变形和强度参数差别逐渐减小,各向异性特征逐渐减弱;⑤断续节理砂岩的破坏模式可分为张拉破坏、折线型的复合剪张破坏、沿节理面剪切破坏等3种类型,节理倾角的分布决定了断续节理砂岩在加载作用下的变形破坏模式,变形破坏模式的差异决定了断续节理砂岩变形和强度参数的各向异性特征。研究成果可为工程中节理岩体的各向异性特征分析提供较好的参考。     

水岩作用下损伤砂岩强度劣化规律试验研究

针对震后边坡岩体在降雨或库水浸泡作用下易出现变形破坏的现状,选取典型砂岩为研究对象,对岩样先进行循环加卸载损伤作用,再进行浸泡–风干循环水岩作用试验,对损伤砂岩在水岩作用下的劣化效应和机制进行详细研究。结果表明:(1)循环加载作用导致的岩石矿物颗粒界面滑移、局部接触变形和破坏不仅使得岩样产生塑性变形,而且使得岩样内部形成初始损伤;(2)在浸泡–风干循环水岩作用过程中,损伤砂岩的抗压、抗剪强度劣化效应明显,具有明显的时间效应和非均匀性;(3)与完整岩样相比,损伤岩样的强度劣化速度更快,说明水岩作用对损伤岩样的耦合损伤效应明显,这也能较好解释一些震后边坡在经历多个浸泡或者降雨周期后容易失稳的原因。     

坝肩开挖高边坡锚固方案优化分析

高边坡锚固工程中相关设计参数的选取,如锚固区域、锚索吨位、锚固角、锚索间距等将直接影响边坡加固的可靠性和经济上的合理性。以往的研究在预应力锚索锚固机理和锚固角优化等方面取得了较大的进展,但在高边坡锚固方案优化分析时较少综合考虑上述这些因素的影响。基于此,采用极限平衡和有限元相结合的方法,对某坝肩开挖高边坡的锚固方案进行了综合的优化计算分析,得到了优化的锚固方案。研究成果对于保证坝肩开挖高边坡的整体稳定,节约工程材料,降低施工成本具有重要意义,也可以供类似工程参考。     

适合分布式实时内存数据库的全局一致性模糊备份策略

当站点介质故障导致本地磁盘数据库和日志文件都遭受破坏的情况下,为了确保能迅速而有效地将全局数据库恢复到某个一致性状态,全局备份操作策略变得非常关键。本文提出了一个适合分布式实时内存数据库的全局一致性模糊备份策略,在此基础上给出了相应的故障恢复方法。     

“饱水-风干”循环作用下砂岩损伤劣化规律研究

水库正常运营过程中,将周期性的进行蓄水、排水,库岸边坡部分岩体处于“饱水-风干”的循环状态,将造成岩体性质劣化.据此,在以往研究的基础上,对循环加卸载砂岩损伤试样进行了“饱水-风干”循环作用试验,试验结果表明,在“饱水-风干”循环过程中,砂岩损伤试样的纵波波速、回弹值和单轴抗压强度均逐渐劣化,而且规律明显.水压力的升、...     

某土石坝深厚覆盖层混凝土防渗墙深度优化研究

针对某深厚覆盖层土石坝坝基进行了9种不同深度的悬挂式混凝土防渗墙方案对比计算分析,计算结果表明,防渗墙深度达到22 m时,大坝及坝基年渗流量小于坝址区多年平均径流量的2%的要求。在此基础上采用三维有限元对坝体和坝基渗流特性进行了整体分析验证,结果表明,采用沥青混凝土心墙和悬挂式混凝土防渗墙为主的防渗体系,可有效地降低坝体内部浸润线高度,浸润线在沥青混凝土心墙处骤降,大坝最高处浸润线降至排水层,下游出逸点位于下游排水体中下部;沥青混凝土心墙和混凝土防渗墙的渗透坡降均小于允许值80,坝体填筑材料和天然砂砾石层的水力梯度小于允许值0. 15,均满足渗透稳定要求。