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岩石加速破裂行为的物理自相似律

地球物理学报 2017年第5期60卷 1746-1760页

作者：杨百存秦四清薛雷陈竑然吴晓娲张珂中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049

掌握岩石变形破坏过程中体积膨胀点至峰值强度点之间加速破裂行为的演化规律,是实现地质灾害物理预测的关键.本文考虑裂纹张开和闭合两种情况,基于断裂力学建立了三轴应力作用下裂纹扩展临界尺度与等效应力的关系.对微元体破坏概率,分... 详细信息

掌握岩石变形破坏过程中体积膨胀点至峰值强度点之间加速破裂行为的演化规律,是实现地质灾害物理预测的关键.本文考虑裂纹张开和闭合两种情况,基于断裂力学建立了三轴应力作用下裂纹扩展临界尺度与等效应力的关系.对微元体破坏概率,分别采用以等效应力表达的Weibull分布函数和裂纹尺度分形函数,通过对比导出了形状参数m与裂纹分布分维D_f关系的表达式.一个有趣的发现是,岩石峰值强度点与体积膨胀点应变比仅与m或D_f有关.对岩石蠕变或准蠕变破坏,合理的m值范围为[1.0,4.0],在此范围内应变比近似为常数1.48,该常数是描述不同尺度岩石加速破裂规律的物理自相似常数.实例分析表明,基于岩石加速破裂规律构建的多锁固段脆性破裂理论,其适用性广,尤其在崩滑和大地震预测领域,具有良好应用前景.此外,本文给出了b值与m值定量关系,以解释b值的物理意义,并探讨将其用于地震预测的可行性.

关键词：等效应力岩石加速破裂行为物理自相似常数1.48 多锁固段脆性破裂

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逆断层错动作用下地铁隧道结构损伤分析

湖南大学学报（自然科学版） 2020年第7期47卷 147-156页

作者：安韶陶连金边金韩学川吴晓娲北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124 广东海洋大学海洋工程学院广东湛江524008

以乌鲁木齐地铁隧道穿越西山活动逆断层工程为例,建立三维弹塑性有限元模型.首先模拟分析了逆断层错动作用下隧道二次衬砌塑性应变发展过程,拉压损伤因子、剪切应变的横向及纵向分布规律,计算了混凝土的裂缝宽度;其次研究了不同错动位... 详细信息

以乌鲁木齐地铁隧道穿越西山活动逆断层工程为例,建立三维弹塑性有限元模型.首先模拟分析了逆断层错动作用下隧道二次衬砌塑性应变发展过程,拉压损伤因子、剪切应变的横向及纵向分布规律,计算了混凝土的裂缝宽度;其次研究了不同错动位移、隧道底部距围岩交界面不同垂直距离及不同破碎带宽度的结构损伤规律,最后进行了设置柔性接头的减灾效果研究.结果表明:二次衬砌结构破坏首先出现在拱顶;然后是拱底,最后在拱腰处累积.破裂面附近拱腰处发生拉压剪的共同破坏;远离破裂面上盘拱顶,破碎带拱底处发生受拉破坏;远离破裂面上盘拱底,破碎带拱顶处发生受压破坏.基于混凝土裂缝得到隧道拉裂破坏的严重与轻微受损区分别为10 m和30 m.错动位移越大,结构受损越严重;隧道底部距围岩交界面垂直距离越大,土层越厚,耗散能量越多,结构受损越轻;破碎带宽度越大,隧道破坏越严重,当破碎带宽度达到26 m时,破碎带宽度对隧道的影响基本保持稳定.设置柔性接头可以显著降低结构的损伤,基本满足在设防错动位移下的设计要求.

关键词：逆断层地铁隧道损伤分析影响因素柔性接头

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重庆市开县极薄煤层地质特征及资源潜力评价

重庆市开县极薄煤层地质特征及资源潜力评价

作者：吴晓娲辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

随着经济的飞速发展,煤越来越受到世界的瞩目,同时煤是国家经济发展的基础和保障,更是工业的粮食。煤是不可再生资源,近年来很多地方煤已经开始枯竭,煤的发现和合理开采已经是现代能源利用中显得非常重要。本文以开县的薄层煤为例,对... 详细信息

随着经济的飞速发展,煤越来越受到世界的瞩目,同时煤是国家经济发展的基础和保障,更是工业的粮食。煤是不可再生资源,近年来很多地方煤已经开始枯竭,煤的发现和合理开采已经是现代能源利用中显得非常重要。本文以开县的薄层煤为例,对整个开县的地质特征进行了详细的分析,进而研究开县岩相古地理并进行煤层对比,进行资源潜力评价。开县在地质历史发展过程中经历了多次构造运动,发育大量的断层和褶皱。根据构造、地层、岩相古地理等特征分析煤的赋存状况。开县的煤产出层位主要有三个:下二叠统梁山组、上二叠统吴家坪组和上三叠统须家河组,但以须家河组为主。在现代,资源量估算的方法很多,由于开县煤层结构简单,故采用块段法进行估算,使得结果更加精确,对开县的煤开发具有指导和实际意义。

关键词：煤煤层对比地质特征岩相古地理资源量估算

孕震断层锁固段累积损伤导致失稳的自组织-临界行为特征

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物理学报 2018年第20期67卷 417-426页

作者：吴晓娲秦四清薛雷杨百存张珂北京工业大学建筑工程学院北京100124 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

弄清锁固段(岩石)破裂过程中自组织临界性的物理涵义,对正确认识地震可预测性问题等具有重要意义.本文指出锁固段破裂过程存在两个临界点,第一临界点为体积膨胀点,是自组织过程起点,在该点锁固段发生可判识的高能级破裂事件,这可视为锁... 详细信息

弄清锁固段(岩石)破裂过程中自组织临界性的物理涵义,对正确认识地震可预测性问题等具有重要意义.本文指出锁固段破裂过程存在两个临界点,第一临界点为体积膨胀点,是自组织过程起点,在该点锁固段发生可判识的高能级破裂事件,这可视为锁固段宏观破裂前的惟一可识别前兆;第二临界点为峰值强度点,即失稳点,在该点发生通常有明显地表破裂带的大地震.基于以前研究给出的两者之间应变比理论关系以及地震震级与能量约束关系,可预测锁固段在第一和第二临界点处发生的某些标志性地震,并已得到诸多震例分析的支持.本文研究结果表明:由于锁固段是非均匀介质,其失稳前必须出现自组织过程,自组织是"因",临界失稳是"果",正是因为自组织过程的存在,才使得对某些大地震(如标志性地震)的预测成为可能;两个临界点之间的破裂演化过程并不是瞬态行为,通常是一个长期过程,该过程中标志性地震的发生遵循确定性规律,并不存在小地震直接导致大地震(如标志性地震)的级联效应.

关键词：自组织临界失稳沙堆模型锁固段

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基于震例探讨大地震的物理机制

地球物理学报 2016年第10期59卷 3696-3710页

作者：吴晓娲秦四清薛雷杨百存李培张珂中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室北京100029

查明大地震物理机制对地震预测和防震减灾具有重要意义.本文评述了当前主流地震机制假说,指出用于描述浅源地震机制的弹性回跳说和粘滑说存在诸多缺陷;前人提出的脱水致裂、相变失稳、剪切熔融和反裂隙断层作用等中-深源地震机制假说,... 详细信息

查明大地震物理机制对地震预测和防震减灾具有重要意义.本文评述了当前主流地震机制假说,指出用于描述浅源地震机制的弹性回跳说和粘滑说存在诸多缺陷;前人提出的脱水致裂、相变失稳、剪切熔融和反裂隙断层作用等中-深源地震机制假说,均存在与观测事实不符的情况.本文简要介绍了近些年我们发展的孕震断层多锁固段脆性破裂理论,指出断层运动导致锁固段累进性破裂发生地震,称锁固段在体积膨胀点和峰值强度点发生的显著地震为标志性地震事件.震例分析表明,浅源、中源、深源及其混合型地震区标志性地震事件的孕育规律均遵循该理论.进一步的讨论指出,弹性回跳说和粘滑说均隐含着断层面上存在锁固段的假设;深源地震震源体具有发生脆性破裂的环境条件;该理论能合理解释地震应力降远小于室内岩石破裂应力降、热流佯谬和自组织临界性这些难点问题.这充分说明,大地震物理机制均可统一解释为锁固段脆性破裂.

关键词：地震区锁固段大地震物理机制脆性破裂

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连体并行地铁车站结构地震响应分析

北京工业大学学报 2020年第8期46卷 929-939页

作者：韩学川陶连金刘春晓安韶吴晓娲北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

基于ABAQUS软件建立了大开洞连体并行地铁地下车站结构的三维有限元数值模型,考虑近远场地震波的频谱特性、混凝土塑性变形及损伤的影响,数值模拟了不同地震类型作用下,连体并行地铁车站结构非线性地震反应特性的差异.结果表明:地震波... 详细信息

基于ABAQUS软件建立了大开洞连体并行地铁地下车站结构的三维有限元数值模型,考虑近远场地震波的频谱特性、混凝土塑性变形及损伤的影响,数值模拟了不同地震类型作用下,连体并行地铁车站结构非线性地震反应特性的差异.结果表明:地震波的频谱特性对连体并行地铁车站结构的动力响应及损伤有很大影响,地震波主频率与结构自振频率越接近,结构损伤越严重;连体并行地铁车站结构拉、压损伤分布呈左右对称,开洞侧墙的顶部和底部、洞口两侧45°扇形范围内结构的楼板及中柱损伤最为严重;连体并行地铁车站结构侧墙开洞比例小于1/3时,开洞层的位移变化率最大,具有显著的空间效应,应当按空间问题进行地震反应分析,当侧墙开洞比例大于2/3时,开洞层的位移变化率不变,可近似按平面应变问题处理.研究成果对提高该类地铁车站结构的抗震性能提供了合理的参考与指导.

关键词：连体并行地铁车站结构地震响应数值分析塑性损伤地下结构土与结构相互作用

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欧亚地震带大震预测(I):板间地震区

地球物理学进展 2015年第3期30卷 1124-1140页

作者：秦四清李培薛雷吴晓娲中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室北京100029

基于孕震断层多锁固段脆性破裂理论,提出了板间与板内地震区的分界原则,对欧亚地震带划分了10个板间地震区.从孕育周期界定与主震事件判识角度,分析了这些地震区大(巨)震事件的孕育过程,研判了其未来震情.结果表明:伊斯兰堡-加德满都地... 详细信息

基于孕震断层多锁固段脆性破裂理论,提出了板间与板内地震区的分界原则,对欧亚地震带划分了10个板间地震区.从孕育周期界定与主震事件判识角度,分析了这些地震区大(巨)震事件的孕育过程,研判了其未来震情.结果表明:伊斯兰堡-加德满都地震区处于临界状态,巨震可随时发生;阿巴斯港-扎黑丹和拉巴特-里斯本地震区未来有巨震发生;奎达-法扎巴德、贝斯尼-巴格达-设拉子和贝鲁特-耶路撒冷地震区未来有大震或巨震发生;奥斯曼尼耶-尼科西亚、罗德岛-克里特岛与突尼斯市-阿尔及尔地震区未来有大震发生;日本海地震区当前孕育周期主震事件已发生,目前余震活动尚未结束.本文所得结论可供有关国家相关部门参考,以采取有效防震减灾措施.

关键词：欧亚地震带地震区地震孕育周期大震孕育过程锁固段板间地震

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盖挖逆作法与明挖顺作法施工变形控制对比

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2020年第2期39卷 136-144页

作者：陶连金代希彤黄美群张宇吴晓娲北京工业大学建筑工程学院北京100124 北京城建设计发展集团股份有限责任公司北京100037

为更好地验证盖挖逆作法施工相对于明挖顺作法对该工程适用性更优及在变形控制方面的优势所在,针对长春火车站南广场交通枢纽中心工程周边环境复杂,场地十分复杂,同时开挖面积大、形状不规则,基坑形式复杂的特点,在同等控制前提下采用... 详细信息

为更好地验证盖挖逆作法施工相对于明挖顺作法对该工程适用性更优及在变形控制方面的优势所在,针对长春火车站南广场交通枢纽中心工程周边环境复杂,场地十分复杂,同时开挖面积大、形状不规则,基坑形式复杂的特点,在同等控制前提下采用盖挖逆作法和明挖顺作法进行施工.通过FLAC3D模拟两工法下的施工过程,分别探究基坑周围地表和结构自身的变形情况,对比分析更具优势的工法.分析结果表明,在地下结构变形控制方面,原工程选用盖挖逆作法要优于明挖顺作法.

关键词：盖挖逆作法明挖顺作法结构变形基坑 FLAC3D

世界植物油籽贸易网络的结构特征及其演化研究

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中国油料作物学报 2024年

作者：祝谭文布娲鹣·阿布拉新疆农业大学中亚研究中心新疆农业大学经济管理学院

基于世界植物油籽贸易数据，运用社会网络分析方法，研究了2003-2021年间世界植物油籽贸易网络的拓扑结构、整体结构特征、个体中心性以及社团布局演化。结果表明：1）随着时间推移，世界植物油籽贸易额持续增长，所形成的贸易网络的联... 详细信息

基于世界植物油籽贸易数据，运用社会网络分析方法，研究了2003-2021年间世界植物油籽贸易网络的拓扑结构、整体结构特征、个体中心性以及社团布局演化。结果表明：1）随着时间推移，世界植物油籽贸易额持续增长，所形成的贸易网络的联系更加紧密，呈现集中化趋势，“小世界”特性和无标度性质愈加凸显；2）世界植物油籽贸易网络的社团分布格局进行了深刻调整，社团结构更加紧密且地理距离临近的国家更容易形成社团；3）亚洲中国和印度，欧洲法国、德国和荷兰，南美洲巴西和阿根廷，北美洲美国和加拿大以及大洋洲澳大利亚等国家在植物油籽贸易中具有较高核心地位，土耳其、墨西哥和巴拉圭等国家在植物油籽国际贸易中也有着举足轻重的地位；4）中国的植物油籽进口依赖性明显降低，但仍主要集中于巴西和美国。对此，建议我国应推进植物油籽进口产品和市场多元化发展、扩大出口创收、充分利用国际贸易平台机制等推动我国植物油籽贸易高质量发展。

关键词：植物油籽贸易网络社会网络分析中心性社团分布