以潞安矿区王庄煤矿5201综放面通风和瓦斯抽放为背景，分析J型和U型通风时采空区破碎岩体内的渗流和瓦斯浓度分布规律。J型通风采空区渗流为“一源两汇”，并有明显取近道的趋势，J型通风比U型通风更有利于瓦斯排放。为建立破碎岩体渗流数值模型，还兼顾分析采空区上方的支承压力，得出该处支承压力的分区特征。
地质体材料的破坏演化过程是地质灾害防治工程中亟待解决的关键科学问题，也是力学的前沿课题。基于连续模型的离散元方法是研究该问题的一种数值方法。用求矩阵特征值的方法，推导基于连续介质模型的离散元方法中三维有限元刚度矩阵转化为离散元弹簧刚度的解析表达式，给出了不同条件下离散元弹簧的取法。研究立方体八节点单元中离散元弹簧的性...
把通风路基看成是一种多孔介质，运用局部非热平衡模型，对通风路基巾空气与土粒之间的对流热交换进行数值分析，从而得出通风管风门开启与关闭的最优时间区段，为通风路基的设计提供理论依据。
深部岩石处在一定的地质环境之中，其中温度和压力条件对岩石力学性质具有重要的影响。从温度和压力条件入手，研究塔里木盆地塔河油田石碳系和三叠系砂岩所处的地温和地压环境；在此基础上，采用三轴岩石力学测试系统研究砂岩的力学特性，剖析深部条件下不同温度和压力对砂岩力学性质的影响，建立砂岩力学性质与温度和压力之间的相关关系。研究...
在矿山、地下发电站、地下核废料处理设施、地铁等地下工程的规划与设计过程中，需要把勘探（例如地质、地球物理、地球化学、地质统计、地下水、岩石特性）、工程（例如开挖布局、几何形状、应力、变形）和施工（例如工期、造价）的空间n维数据综合起来，以便作出合理的工程决策。随着勘测、分析计算与观测技术的不断提高，工程数据量和复杂程...
云南澜沧江小湾水电工程高线公路的开挖，造成6^#山梁高边坡上部岩体失稳，产生塌滑。通过大量野外地质调查，总结分析出塌滑是沿已有结构面组合呈阶梯状的变形破坏方式，根据这一破坏机制和结构面的产出规律，采用类推法大致判定可能失稳的范围。在此基础上采用ANSYS对塌滑前后的坡体进行二维弹塑性有限元分析，并追踪塌滑前后坡体的应力、应变...
伪影是不能正确反映试样内部结构的那部分图像，为了减少对图像的误判断，通常将伪影作为一种干扰进行校正。边界伪影是与CT图像重构算法有关的一种系统误差，但却包含了试样的边界信息。基于射线成像常用算法，分析了CT边界伪影的特征和产生机制。研究表明，边界伪影中CT数极大值位置与试样的边界有一定的关系，对边界伪影的研究有助于准确判断...
在XTR01型微机控制电液伺服试验机上对南水北调西线工程中的板岩进行不同围压与轴压下的三轴蠕变试验。蠕变过程中，随着轴压的不同，板岩产生衰减蠕变与稳态蠕变两种过程，可通过六元件的广义弹黏塑性模型进行较好的描述。该模型包括H体、Bingham体和VP体，由该模型建立本构方程，并用板岩的蠕变试验数据拟合出对应元件的参数。拟合效果与试验...
采用预制断续裂隙类砂岩模型试样单轴动载试验，对不同裂隙空间位置（雁行、共面排列）条件下两条裂隙的贯通机制进行了研究。静、动荷载下的对比研究成果显示：不同窄间位置的裂隙贯通方式存在较大差异，且对动载的响应不同：动载下分支裂纹扩展及贯通具有惯性效应，即动载下裂尖翼裂纹及次生兆面裂纹起裂后易朝原起裂方向快速发展，动载下易在...
从波的弹性位移出发，推导线性位移不连续模型，然后引入等效位移假设，建立节理非线性位移不连续模型。依据所建立的非线性模型，获得垂直入射纵波在非线性法向变形节理处传播的透射和反射系数的解析解。利用该解析解，研究节理初始刚度、节理闭合量与允许闭合量的比率以及入射波频率对节理透反射系数的影响，并与已有的数值计算结果进行比较，...
三维可变形离散元是模拟不连续介质力学行为的有效数值分析方法。由于该方法采用显式差分方法和自动接触检索技术，故尤其适合于求解弹塑性、大变形和动力问题。首先介绍三维可变形离散元的基本原理及特点。然后对拱坝一坝肩系统整体抗滑稳定进行超载仿真分析和强度折减仿真分析。分析结果表明：超载计算时，拱坝坝肩失稳可能性很小，但是，当水...
岩石等准脆性材料在非刚性加载条件下的非稳定问题研究，有助于预报材料或结构的失稳破坏、推断灾害等突变现象的剧烈程度。首先推广了基于Weibull分布而建立的特殊的破裂过程失稳的尖点突变模型，得到材料破裂过程的失稳条件、失稳开始时系统的总变形、失稳前后的变形突跳和系统能量释放的一般表达式，从而阐明一般情况下，失稳及其剧烈程度完...
采用数值模拟和实验模拟的方法对锚杆-锚固体系中的波动特征进行研究。数值模拟和实验模拟都表明在一般测试激发波的频率范围内锚杆以及锚固体系中传播的波是导波，在不同频率时波的传播速度、波的衰减特性都不同。在锚固锚杆中存在最佳激发波，它能使波传播衰减最小传播距离最长。通过数值模拟的方式找到了对于实验室的锚固锚杆模型能使底端反...
超前地质预报技术是信息化施工管理中的晕要组成部分，尤其对于某些重大工程，准确、及时的地质预报具有十分重要意义。国内外的学者不断地结合新工艺、新技术，对其进行了深入研究，并已经取得了一些重要的研究成果，例如TSP，GPR等地质超前预报方法等。然而，隧道工程师根据其中的任何一种预报方法仍然不能够获得满意的预报结果。以此为研究背...
颗粒破碎是引起粗粒料湿化变形的重要因素，有必要对其进行深入研究。利用改进的应力控制三轴仪，对坝的粗粒料进行不同围压和湿化应力水平下保持应力水平不变的三轴湿化变形试验，同时对湿化前后的试样进行颗粒分析试验。依据试验结果，分析湿化颗粒破碎的原因，得到湿化变形最及Hardin的颗粒破碎指标表示的颗粒破碎量。对粗粒料湿化变形和湿化...
由于传统的弹塑性本构模型是基于二维或三维的共轴应力空间和正交流动法则得到的，从而隐含了应力主方向和塑性应变率主方向共轴的局限性，由此引入非共轴塑性流动理论描述岩土体的本构特性。基于三维共轴应力空间定义多维应力状态下的非共轴应变率，进而建立非共轴本构理论框架。理论分析表明，J．W．Rudnicki和J．R．Rice早期定义的非共轴塑性...
在对物化型软岩的物质组成、矿物结构及其失水-吸水过程的物理力学机制研究的基础上，提出物化型软岩由硬质砂粒-黏土矿物叠层构成的四面体微结构单元的胀缩几何模型，建立相应的胀缩几何方程。所建立的胀缩方程为定量进行软岩胀缩性能的研究提供理论基础，但这个胀缩方程的具体应用还有待于对各类软岩的成分组成、各类黏土矿物的结构特征以及胀...
土石混合体是一种力学性质极其复杂的特殊的工程地质体，它的存在会对工程带来极大的危害。由于其物理力学性质较为复杂且试样难以采集，目前对它的研究还不够深入。为进一步研究土石混合体的变形破坏特征，对虎跳峡龙蟠右岸地区分布的土石混合体选取6个试验点分别进行了天然状态下（3个）和浸水条件下（3个）的原位大型水平推剪试验，取得一些...
通过对南京地区大量黏土和粉质黏土样品的比热容值和导热值的测试，分析土体热物理性质与其含水量、孔隙比的相关关系。对影响土体比热容值、导热值的因素作了详细分析，提出根据土体含水量计算土体比热容和根据含水量、孔隙比值计算土体热导率的经验计算公式。
随着公路隧道开挖向长大型方向的发展，隧道的稳定性日益成为设计和施工的首要问题。选取京承高速公路何家沟隧道为研究对象，该隧道为上、下行分离式双洞单向隧道，开挖断面为直墒拱形。采用三维快速拉格朗日法，对公路隧道开挖与支护过程中的力学行为进行研究，获得隧道在动态分步开挖、分步支护的情况下围岩和支护结构中位移、应力的分布规律...
通过三维拉格朗日有限差分法数值模拟分析，从桩侧摩阻力、桩端总抗力和桩底段轴力等方面对广州地铁二号线浅埋暗挖隧道近距穿越建筑桩基础施工引起桩基承载力变化规律进行了深入分析研究。研究结果表明，隧道施工对桩基承载力的影响主要表现为对桩侧摩阻力和桩端总抗力两方面的影响，桩底位于隧道围岩不同部位的桩受隧道施工的影响迥然不同，桩...
博士学位论文摘要：岩溶灾害是山区隧道（洞）建设中常见的地质灾害之一。针对岩溶区隧道建设中隐伏溶洞对隧道围岩、支护结构稳定性的影响展开研究，主要研究成果和结论如下：
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