基于晶粒织构模型的花岗岩矿物晶粒形状及朝向对其力学特性影响研究

花岗岩及其他粒状结晶质岩石由于其组成的矿物形状、矿物朝向和矿物成分等细观结构的影响,表现出不连续、非均匀及各向异性等非均质特性。但现有的数值方法还不能够定量研究矿物晶粒形状及朝向的影响,为了探究矿物晶粒的形状及朝向等非均质性对岩石力学性质的影响,基于颗粒离散元法提出晶粒织构模型(GTM),其通过生成代表真实矿物晶粒的随机不规则椭圆形柔性晶粒簇(Cluster),能够定量分析矿物晶粒形状及朝向的影响并再现岩石矿物晶粒内部和晶界损伤演变的动态过程。通过与室内试验结果进行对比,经过细观参数标定后的GTM模型能够很好地模拟出LdB花岗岩在不同力学条件下的宏观力学特性及破坏特征。通过构建不同晶粒纵横比及旋转角度的GTM模型研究矿物晶粒形状及朝向的影响,发现晶粒的形状及朝向的改变会导致晶内及晶界接触比例及接触整体朝向的变化,进而影响到岩石的宏观力学特性及破坏特征。GTM模型能够更加全面真实地从岩石的细观结构角度探究岩石的力学特性与破坏机制,对于揭示岩石细观非均质性对宏观力学特性及晶内、晶界裂纹扩展的影响提供了有效的方法和手段。     

同伴教学(Peer-Instruction)模式下水利工程地质教学改革探索

工程地质课程具有综合性、理论性和实践性强的特点,复杂的工程问题与地质问题交织,使学生对问题的理解只能停留在表面上。水利工程地质,作为水利水电工程专业一门重要的专业基础课程,主要还是以传授知识为主要特征的"讲授法"教学模式。在这种教学模式下,很多学生觉得课程内容繁杂、枯燥,概念抽象,只有死记硬背,培养学生观察现象、发现问题和解决问题能力的愿望难以实现。同伴教学(Peer-Instruction,简称PI)坚持"以学生为学习主体、以教师为引导者"的教学理念,改变了传统的课堂教学模式。结果表明,PI教学理念下的水利工程地质教学改革初见成效,使学生获得地质知识的同时,增强了学习的积极主动性,也提高了教师的教学研究水平。     

基于颗粒离散元磷石膏尾矿库溃坝模拟

尾矿库作为具有高势能的人造泥石流库,一旦溃坝将会对下游造成威胁,因此有必要对尾砂下泄影响范围进行计算分析。以磷石膏尾矿库为工程背景,采用颗粒离散元方法对尾矿库的尾砂进行了休止角数值模拟试验,确定了抗滚动接触模型中细观滚动力学参数,并据此模拟了初期坝以上溃决与整体溃决这2种情况下尾矿库的溃坝过程,为相关防控工作提供参考。结果表明：初期坝以上溃决情况下,尾砂滑移最远距离为870 m,未对下游村落造成明显影响,而整体溃决情况下的尾砂最大滑移距离为1 000 m,已到达下游窑岗上村,需要做好防控措施;溃坝对下游造成的破坏程度受宣泄尾砂方量影响,方量越大,下游的破坏程度越大。