斷裂動力學(xué)原理與應(yīng)用

本書主要介紹連續(xù)壓實控制動力學(xué)方法的理論體系、測試技術(shù)和工程應(yīng)用等，全書共7章。其中，第1章論述路基結(jié)構(gòu)的基本特征，分析連續(xù)壓實控制方法的特點(diǎn)；第2、3章為動力學(xué)方法的理論基礎(chǔ)，從評定和控制指標(biāo)體系、壓路機(jī)與路基相互作用的動力學(xué)原理等方面進(jìn)行論述；第4章闡述相關(guān)的測試技術(shù)；第5章介紹壓實過程的模擬試驗成果，這是對一些結(jié)論的試驗驗證；第6章論述連續(xù)壓實控制的基本原理，這是現(xiàn)場實施的技術(shù)基礎(chǔ)；第7章介紹一些典型工程應(yīng)用實例，這是對控制原理的試驗驗證。為了方便工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)，本書最后給出問答形式的附錄，其中一些問題是現(xiàn)場技術(shù)人員與作者之間展開的問答實錄。

本書共7章，圍繞巖石中的應(yīng)力波和振動理論，講述了巖石物理和動力學(xué)理論與方法。主要內(nèi)容包括：巖石聲場和波動原理、巖石熱弛豫波動分析原理、巖石波動與細(xì)微觀結(jié)構(gòu)相互作用原理、巖石微界面動力學(xué)原理、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下巖石波動效應(yīng)、巖石非均勻性與波動原理以及巖石波動過程的量綱分析原理。本書包含了最新的研究成果，具有較強(qiáng)的前沿性；在內(nèi)容的組織上，以基礎(chǔ)理論研究為主，兼顧工程應(yīng)用。

采用巖石破壞過程分析系統(tǒng)(RFPA2D)，通過對斷裂應(yīng)力場數(shù)值模擬分析，表明構(gòu)造應(yīng)力場條件下含斷裂巖體的 聲發(fā)射的能量最大值和累計值都遠(yuǎn)大于重力場，說明構(gòu)造應(yīng)力場條件下巖體應(yīng)力高于重力場。通過對北票礦區(qū)淺源地震的分析，認(rèn)為現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場和斷裂對礦震等地質(zhì)動力災(zāi)害的發(fā)生起控制作用。一般說來，斷裂的活動性及應(yīng)力場性質(zhì)不同，地質(zhì)動力災(zāi)害發(fā)生的強(qiáng)度和頻度也不同。

斷裂應(yīng)力力學(xué)參數(shù)

為進(jìn)行模擬應(yīng)力場的對比分析，在重力場條件下 ,設(shè)模型內(nèi)無斷裂，外部載荷按金尼克方法計算，約為巖體自重應(yīng)力γH的1～1/3。在構(gòu)造應(yīng)力場條件下，外部載荷選取，按實測地應(yīng)力資料統(tǒng)計給出，為巖體自重應(yīng)力γH的1.5～3倍。模型內(nèi)含有斷裂，在斷裂處，介質(zhì)是不均勻的，斷裂附近的應(yīng)力大小和方向都將發(fā)生較大變化。對斷裂帶的力學(xué)參數(shù)，采用弱化斷裂內(nèi)介質(zhì)的方法處理斷裂帶。根據(jù)實驗結(jié)果，Ⅰ級斷裂帶的彈性模量和抗壓強(qiáng)度取正常巖體力學(xué)參數(shù)的1/10，其它級別斷裂取1/5。

斷裂應(yīng)力斷裂幾何參數(shù)確定

從地質(zhì)研究上看，中國大型斷裂的寬度可達(dá)40km(郯廬斷裂魯北段),而研究中的斷裂有時就是某一條斷層，寬度可以小到幾米。因此，僅用某一斷面露頭的寬度來表示某一斷裂的寬度是不合適的。斷裂常常表現(xiàn)為一系列規(guī)模不等的近于平行的斷 層或構(gòu)造弱化帶。所以，斷裂越大、越深，它的寬度就越大。從理論上講，利用高精度儀器，布設(shè)小間距的地球物理探測網(wǎng)可以揭示斷裂帶的實際寬度，但對于礦區(qū)局部區(qū)域的斷裂(級別低，規(guī)模小),還沒有這方面的資料。為此 ,斷裂寬度根據(jù)上述推斷、斷裂級別和計算要求進(jìn)行處理。確定Ⅰ級斷裂寬1000m，Ⅱ級斷裂寬500m，Ⅲ級斷裂寬200m，Ⅳ級斷裂寬100m，Ⅴ級斷裂寬50m。