坐标投影作图法的计算机化及其在块体几何分析中的应用

块体塌落或滑动是岩石工程的重要破坏形式之一。为了解决此问题,需要对块体进行几何条件分析和稳定性分析。对此除采用传统的方法赤平极射投影图解法和三维数值法的方法等方法外,还可以采用坐标投影作图法。本文主要阐述坐标投影作图法在块体几何条件中的应用以及对它的计算机化。坐标投影法是一种以正投影为基础、借鉴赤平极射投影的方法而形成的以分析岩石工程中块体的几何条件和稳定性为目的的一种图解方法。该作图法的提出,为岩石工程块体稳定性研究提供了一个新的方法。为进一步提高坐标投影作图法的应用效率,作者提出了适用于现场的坐标投影作图法的计算机化问题。考虑到块体的几何条件是块体稳定分析的基础,本文主要针对块体几何条件的确定方法及其计算机化问题开展研究,并利用V isual C++将其编成CPH-Ⅰ软件。为了考核该软件,作者还以某一地下工程为实例,将该软件的计算结果和按坐标投影作图法图解法得出的结果进行了比较。对比结果表明该软件可用。     

岩质边坡关键块体的搜索方法及工程应用

工程边坡开挖所揭露的某些结构面组合块体在破坏原有静力平衡状态后,进行应力重新分配,进而块体会发生失稳、滑动等变形,甚至影响到整个边坡发生破坏,因此,结构面组合块体的稳定性是决定岩质边坡稳定的重要因素。本文通过对某工程开挖边坡地形和结构面三维实体模型的建立,实现了边坡结构面与开挖地形实体模型在AutoCAD平台上的可视化操作,剖切不同位置的二维图形预测分析了边坡开挖后可能存在的结构面组合块体,采用块体计算程序(Swegde)验证关键块体并进行稳定性评价。结果表明：三维实体模型及剖切技术与块体计算方法的结合,易于搜索关键块体。事实证明,该方法操作简便,计算结果准确,搜索方法具备可行性。     

渗流力对裸眼井筒周围应力场及地层破裂压力影响机理研究

流体渗流进入储层岩石的孔隙喉道时会给岩石骨架施加渗流力作用,该力会打破储层岩石原有的应力平衡状态,影响岩石的变形与破坏.尽管大量实验与数值模拟研究已经证实渗流力对岩土破坏有显著影响,但在石油工程领域有关渗流力的研究鲜有报道.渗流力对水力压裂裂缝起裂与扩展的影响机理仍不清楚.基于此,文章首先基于土力学渗流力定义式和Biot固结理论对压裂液渗流进入岩石孔隙时渗流力的作用机理进行了研究.然后以裸眼井为例分析了渗流力作用形成的应力场,推导了考虑渗流力作用的地层破裂压力解析解公式,揭示了渗流力作用对裸眼井地层破裂压力的影响规律.研究结果表明:孔隙压差等于一个大气压时,单位立方厘米岩样所受体积力渗流力的大小远超同等大小岩样所受体积力重力的大小,渗流力对储层岩石的作用不可忽视.压裂液渗流进入储层岩石孔隙时,渗流力作用可以显著降低裸眼井筒周围的有效周向应力,增大井壁发生拉伸破坏的可能. Biot有效应力系数越大,渗流力作用越强,井筒周围应力场被渗流力作用影响的范围越大.相比较不可渗透的储层,渗流力作用显著降低了裸眼井的地层破裂压力.地层深度越大,两向应力差越小时渗流力作用对裸眼井地层破裂压力的影响越显...     

某水电站地下洞室随机块体稳定性评价及系统锚固设计

地下洞室中的随机块体是指由岩体中的随机节理或者基体裂隙构成的不确定性块体 ,在已建的地下厂房中 ,这类块体大量存在 ,这类块体的稳定性会对洞室的施工安全造成较大的影响。在设计中这类块体常常是通过系统锚杆进行加固 ,但由于块体位置随机性和几何特征的不确定性 ,使得系统锚杆的长度和间距很难确定。本文以某水电站的地下洞室为研究对象 ,在深入了解地质条件、岩体结构特点的基础上 ,找出可能构成随机节理的分布规律 ,再分析节理与节理、节理和Ⅰ、Ⅱ类确定性结构面可能的组合 ,得到可能的随机块体 ,然后采用块体理论评价其稳定性 ,得到随机块体的几何特征和稳定状况 ,总结出最优的锚杆长度 ,为地下洞室的系统锚杆长度的确定提供了理论依据     

岩质边坡的关键块体稳定性影响因素的敏感性研究

岩质边坡的关键块体是边坡安全分析和支护设计的重要方面,影响关键块体稳定性的因素较多,本文结合正交试验设计方法,对影响关键块体稳定的重要因素进行敏感性分析,评价不同物理力学参数对关键块体的安全系数的影响程度,为工程提供合理的意见。     

边坡岩体块体稳定性分析系统的开发与研究

提出了复杂形态块体几何建模的“切割法”, 在此基础上, 对石根华等人提出的块体理论作了改进和完善。并基于Windows操作平台, 开发了一套实用方便、实用的“边坡岩体块体稳定性分析系统”。经大量的实例 (例如三峡工程船闸高边坡 )检验结果表明, 该系统可以作为对边坡中复杂形状块体稳定性进行现场快速评价的实用工具。     

岩石边坡裂隙渗流的流形元模拟

为了能够更好地考虑裂隙渗流在岩石边坡破坏中的作用,在考虑裂纹扩展的数值流形方法程序基础上,从最小势能原理出发,阐述了渗流与变形的耦合作用机理并推导了相应的耦合方程,在程序中实现了对渗流与断裂的模拟。最后利用该程序对含初始裂隙的岩石边坡在渗流作用下的破坏过程进行了模拟。模拟结果很好地再现了边坡在渗流作用下的实际破坏过程。同时通过对裂纹扩展过程中应力强度因子的计算发现,第一应力强度因子始终大于第二应力强度因子,且随着计算时间增加,二者的差值逐渐增大,裂纹扩展以Ⅰ型为主。     

边坡岩体结构的三维失稳形式及稳定性分析研究

由两组结构面控制的四面体块体是岩体中最基本的结构体, 其稳定性取决于块体所受荷载及结构面上的摩阻力。正确判定边界面上摩阻力分布是评价块体稳定性的关键。本文提出的块体稳定性分析适用于岩体所受荷载为三维非共点力系。在不同外力作用下块体可产生平动、转动、翘扭及倾倒等各种三维失稳组合形式, 从而得到更为合理的块体稳定性评价。     

基于渗透率连续变化的低渗透多孔介质非线性渗流模型

基于低渗透多孔介质渗透率的渐变理论,确定了能精确描述低渗透多孔介质渗流特征的非线性运动方程,并通过实验数据拟合．验证了非线性运动方程的有效性。非线性渗流速度关于压力梯度具有连续-阶导数,方便于工程计算;由此建立了低渗透多孔介质的单相非线性径向渗流数学模型,并巧妙采用高效的Douglas-Jones预估一校正有限差分方法求得了其数值解。数值结果分析表明：非线性渗流模型为介于拟线性渗流模型和达西渗流模型之间的一种中间模型或理想模型,非线性渗流模型和拟线性渗流模型均存在动边界;拟线性渗流高估了启动压力梯度的影响,使得动边界的移动速度比实际情况慢得多;非线性越强,地层压力下降的范围越小,地层压力梯度越陡峭,影响地层压力的敏感性减弱,而影响地层压力梯度的敏感性增强。     

破碎岩石渗透性的试验测定方法

传统的试验仪器和方法仅能测试岩石破坏前的渗透系数，文中介绍了一种自行设计并已获国家专利的破碎岩石压实渗透仪，依靠其与MTS815.02岩石力学伺服系统连接匹配。利用MTS的两套闭环系统施加轴压和孔压，可测试压力作用下岩石破碎后的渗透系数，对破碎砂岩进行高压下的渗透测试进一步说明该方法的可行性。利用该方法得出的测试结果。对破碎岩体中渗流问题研究及灾害防治具有参考价值。     

一种简单快速的多块网格生成方法

利用有限元中的形函数进行网格插值映射分块生成网格,构造了一种块网格拓扑结构,使得块与相邻块之间自动组合,并利用该方法对二维、三维复杂区域进行分块网格生成,说明该方法生成的网格质量较好,适合于复杂区域分块求解。     

The numerical stabilities of multiderivative block method

In [1], a class of multiderivative block methods (MDBM) was studied for the numerical solutions of stiff ordinary differential equations. This paper is aimed at solving the problem proposed in [1] that what conditions should be fulfilled for MDBMs in order to guarantee the A-stabilities. The explicit expressions of the polynomials and in the stability functions are given. Furthermore, we prove . With the aid of symbolic computations and the expressions of diagonal Pade' approximations, we obtained the biggest block size k of the A-stable MDBM for any given l (the order of the highest derivatives used in MDBM, l≥1)     

二维双曲型方程初边值问题的块三对角并行求解算法

讨论用块三对角线性方程组的可扩展并行算法,求解带Dirichlet边界条件的一阶二维双曲型方程初边值问题。用本文方法在上海大学超级计算机"自强3000"上进行数值实验,实验结果与理论分析一致。在保证精度的前提下,得到线性加速比,并行效率达到90%以上。     

坝基岩体块度特征研究

岩体块度特征是岩体完整性评价的重要指标, 通常用岩石质量指标RQD来表征。但是RQD是有不足之处的, 岩体基本块度的概率分布、块度百分比、RQDt、块度指数RBI等参数是描述岩体块度特征的重要补充, 它们更全面地、更深入地表征了岩体的完整性, 丰富了岩体质量评价的定量指标。本文以金沙江下游溪洛渡水电站工程坝基岩体块度调查统计资料为基础, 对岩体基本块度的概率分布、块度百分比、RQDt、块度指数RBI等岩体块度特征进行了深入研究。     

块石形状对土石混合体力学行为影响的颗粒流模拟

考虑块石形状为球体、正方体和长方体三种情况,通过正方体与球体相比较来探究块石棱角度不同对土石混合体力学特性的影响,通过长方体与正方体相比较来探究块石球度不同对土石混合体力学特性的影响。首先,提出特定形状块石三维离散元精细建模的方法;接着建立含石量为30%和80%的块石形状分别为球体、正方体和长方体的土石混合体三维颗粒流数值模型;然后,对土石混合体大三轴试验进行颗粒流模拟,获得了不同含石量及不同块石形状的土石混合体试样的宏观力学特征;最后,详细分析了块石形状对土石混合体力学行为影响的细观机理。结果表明,块石形状会影响土石混合体的力学行为,其影响的程度与含石量密切相关;配位数、块石颗粒平均旋转量和摩擦功的演化规律能够很好地从细观水平上反映块石形状的作用机理。     

A note on ＂Block H-matrices and spectrum of block matrices＂

In this paper, we make further discussions and improvements on the results presented in the previously published work "Block H-matrices and spectrum of block matrices". Furthermore, a new bound for eigenvalues of block matrices is given with examples to show advantages of the new result.     

A note on ＂Block H-matrices and spectrum of block matrices＂

In this paper, we make further discussions and improvements on the results presented in the previously published work ＂Block H-matrices and spectrum of block matrices＂. Furthermore, a new bound for eigenvalues of block matrices is given with examples to show advantages of the new result.     

发动机气缸套与机身间的传递特性

通过在１９０Ａ单缸水冷柴油机和ＥＱ６１０２六缸汽油机的气缸套－机身表面所作的传递特性实验,说明利用机身表面振动参数可以对气缸内运动部件进行故障诊断     

气缸垫对机体受力和缸套变形影响的实验研究

某四缸柴油机在试制中出现机体裂纹现象，为保证内燃机正常工作，机体裂纹问题急待处理．应用力学理论对此进行分析，得出机体裂纹是由机体受力不均匀引起的结论．同时采用实验应力分析方法，对两种四缸柴油机机体进行了对比实验研究，在实验中发现了缸垫对机体受力和缸套变形的影响，从而提出了一种有效的改进方法，使机体的应力有明显下降，并不再出现裂纹，也未出现漏油、漏气和活塞拉缸等不良现象，大大提高了产品可靠性．     

Flow birefringence of disordered block copolymer melts

The birefringence relaxation after a step strain S(t), and the oscillatory flow birefringence S ^* are calculated for disordered block copolymer melts, on the basis of four models for the chain dynamics: the Rouse model, the Doi-Edwards reptation model, the reptation model with constraint release, and the reptation model with orientational coupling. All the calculations are performed in the mechanically-uniform limit, i.e., the average subchain length and friction coefficient are independent of block. The net birefringence is assumed to contain no form contribution, and the approach of Kuhn and Gruen is employed in the computation of the intrinsic birefringence. The most important feature of the results is that the stress-optic relation does not apply in general for block copolymers; therefore, unique information about chain relaxation mechanisms can be obtained from measurements of flow birefringence. It is shown that the phase angle of S ^* can be particularly sensitive to the lengths and chain locations of the various blocks, with the most striking effects occurring when two (or more) blocks have optical anisotropies of opposite sign. In contrast, in the mechanically-uniform limit the viscoelastic properties are independent of block length and location.Dedicated to Professor Arthur S. Lodge on the occasion of his 70th birthday and his retirement from the University of Wisconsin.