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A compact 3D block cutting and contact searching algorithm

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Science China(Technological Sciences) 2019年第8期62卷 1438-1454页

作者： lin xingchao LI Xu WANG XiaoGang WANG YuJie State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin Beijing 10003& China Key Laboratory of Urban Underground Engineering of Ministry of Education Beijing Jiaotong University Beijing 100044 China Department of Geotechnical Engineering China Institute of Water Resources and Hydropower Research Beijing 100048 China

The geometry relation and the contact point-pairs detection between two three dimensional(3D) objects with arbitrary shapes are essential problems involved in discontinuous computation and computational geometry. This paper reported a geometry relation judgment and contact searching algorithm based on Contact Theory. A contact cover search algorithm is proposed to find all the possible contact cover between two blocks. Two blocks can come to contact only on these covers. Each contact cover can define a possible contact point-pair between two blocks. Data structure and flow chart are provided, as well as some examples in *** problems involving concave blocks or parallel planes are considered to be very difficult in past and are solved by this algorithm. The proposed algorithm is compacted and applicable to the discontinuous computation, such as robotic control, rock mass stability, dam stability etc. A 3D cutting and block searching algorithm is also proposed in this study and used to search the outer boundary of the 3D entrance block when 3D concave blocks are encountered. The 3D cutting and block searching algorithm can be also used to form the block system for jointed rock.

关键词： contact discontinuous computation block cutting computational geometry jointed rock cover

Determination of mechanical parameters for jointed rock masses

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Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2011年第S1期3卷 398-406页

作者： Xiaogang Wang Yufei Zhao xingchao lin China Institute of Water Resources and Hydropower Research Beijing100048China

Combining with empirical method, laboratory test and numerical simulation, a comprehensive system was presented to determine the mechanical parameters of jointed rock masses. The system has the following four functions: (1) Based on the field investigation of joints, the system can consider rock mass structures, by using network simulation technology. (2) Rock samples are conducted by numerical simulation with the input engineering mechanical parameters of rocks and joints obtained from laboratory tests. (3) The whole stress-strain curve of jointed rock masses under certain normal stress can be plotted from numerical simulation, and then the shear strength parameters of jointed rock masses can be obtained from the whole stress-strain curves under different normal stresses. (4) The statistical values of mechanical parameters of jointed rock masses can be determined according to numerical simulation. Based on the statistical values, combining with engineering experiences and geological investigations, the comprehensive mechanical parameters of jointed rock masses can be achieved finally. Several cases are presented to prove the engineering feasibility and suitability of this system.

关键词： rock properties numerical modeling jointed rock masses

基于动力显式方法的岩体结构面剪切破坏特征研究

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岩石力学与工程学报 2013年第6期32卷 1229-1238页

作者：赵宇飞汪小刚贾志欣林兴超中国水利水电科学研究院岩土工程研究所北京100048

岩体中大量存在的各种不连续面,如断层、节理、裂隙等,是影响岩体工程力学特性的最重要的因素,因此,对岩体中广泛存在的结构面工程特性的研究具有重要的工程意义。在动力显式方法的基础上,对规则锯齿状的结构面进行剪切破坏特征进行分析... 详细信息

岩体中大量存在的各种不连续面,如断层、节理、裂隙等,是影响岩体工程力学特性的最重要的因素,因此,对岩体中广泛存在的结构面工程特性的研究具有重要的工程意义。在动力显式方法的基础上,对规则锯齿状的结构面进行剪切破坏特征进行分析,并进行室内模型试验。对数值模拟与模型试验的结果进行对比分析,得出归一化的锯齿状结构面在不同法向应力作用下的剪切破坏力学行为及重要剪切破坏规律,并验证了利用动力显式方法进行节理岩体工程力学特性研究的适应性。研究表明:在一定法向应力水平下,规则锯齿状结构面剪切破坏是随着剪切位移的增长而不断扩展,主要表现为结构面上的等效塑性应变分布范围与深度的不断扩大,最后达到纯摩擦的残余强度状态;等效塑性应变的扩展规律一般是在剪切方向上从试样两侧逐渐向中间扩展,对于下侧结构面而言,在达到剪切应力峰值之前,剪切应力主要分布在试样中相背剪切速度方向的一侧,在剪切峰值之后,随着结构面破坏范围不断增大,剪切应力分布趋于均匀;当正应力不断增大时,结构面发生爬坡滑移越来越困难,结构面破坏深度不断增大,峰值剪应力所对应的破坏模式逐渐变为直接剪断锯齿破坏。

关键词：岩石力学岩体结构面剪切破坏动力显式法模型试验

基于D-InSAR监测的库区变形体变形机理及稳定性研究

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水利水电技术（中英文） 2022年第3期53卷 155-165页

作者：姜龙王玉杰孙平林兴超中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术是近年来发展起来的一种区域地表变形遥感监测技术,具有监测范围广、空间分辨率高、测量精度高、全天时、全天候监测等特点。应用D-InSAR监测技术,对阿拉沟水库库区左岸变形的变形破坏机理进行了... 详细信息

合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术是近年来发展起来的一种区域地表变形遥感监测技术,具有监测范围广、空间分辨率高、测量精度高、全天时、全天候监测等特点。应用D-InSAR监测技术,对阿拉沟水库库区左岸变形的变形破坏机理进行了研究,在此基础上,对变形体的稳定性进行了评价。研究结果表明:(1)D-InSAR技术可用于滑坡变形分析,当SAR影像达到30幅及以上时,数据分析精度可达mm级别,可为库岸滑坡的全域识别、前期变形演化、预测及评价提供一种有效的手段;(2)左岸变形体变形趋势与水位波动较为吻合,整体表现为微变形从上游侧开始逐渐贯通,直至整体变形下沉协调一致,且能够准确判别微变形区域边界;(3)左岸变形体为一牵引式滑坡,库水位波动升降为主要诱因,且整体稳定性较差,需尽早采取相应的加固处理措施。

关键词：库区变形体 D-InSAR 变形破坏机理稳定性

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基于二维正态分布的岩体抗剪强度参数取值范围确定

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水利水电技术 2017年第2期48卷 74-78,96页

作者：王宇龙赵宇飞张宏涛林兴超北方工业大学北京100141 中国水利水电科学研究院岩土工程研究所北京100048

针对以往研究中岩体强度参数确定具有较强人为随意性的缺点,对同一类型岩体直剪试验中的正应力、剪应力进行统计分析,并对其开展联合分布的拟合研究,得到了正应力、剪应力联合分布的概率分布模型。在给定的正应力条件下,通过不同概率保... 详细信息

针对以往研究中岩体强度参数确定具有较强人为随意性的缺点,对同一类型岩体直剪试验中的正应力、剪应力进行统计分析,并对其开展联合分布的拟合研究,得到了正应力、剪应力联合分布的概率分布模型。在给定的正应力条件下,通过不同概率保证率,可以利用概率分布模型得到剪应力的上下限值,然后在一组不同正应力、剪应力数值中回归得到岩体抗剪强度参数取值范围。以二滩水电站中蚀变玄武岩与混凝土胶结面的直剪试验数据为例,计算得到了在80%保证率下的混凝土与基岩胶结面抗剪强度参数的取值范围分别为f∈(0.68,0.91)与c∈(0.25,1.78)。通过实际工程算例表明,所提出的基于二维正态分布的岩体抗剪强度参数取值的方法可为实际工程中确定岩体抗剪强度参数提供参考。

关键词：抗剪强度参数试验数据概率分布可靠度二维正态分布岩体二滩水电站混凝土

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西域砾岩高边坡坡脚侵蚀的破坏机理研究

水利水电技术 2017年第12期48卷 181-187页

作者：黎康平王玉杰李守义林兴超孙平李文新西安理工大学水利水电学院陕西西安710048 中国水利水电科学研究院岩土工程研究所北京100048 新疆水利水电勘测设计研究院新疆乌鲁木齐830000

西域砾岩中常常夹杂泥岩交互层,泥岩遇水软化易造成边坡失稳破坏。以分析西域砾岩高边坡破坏机制为目标,利用FLAC3D软件对西域砾岩高边坡坡脚软岩软化的破坏机理进行数值模拟试验研究,运用正交试验设计原理,制定9组试验方案,采用极差分... 详细信息

西域砾岩中常常夹杂泥岩交互层,泥岩遇水软化易造成边坡失稳破坏。以分析西域砾岩高边坡破坏机制为目标,利用FLAC3D软件对西域砾岩高边坡坡脚软岩软化的破坏机理进行数值模拟试验研究,运用正交试验设计原理,制定9组试验方案,采用极差分析法分别对坡度、坡高、凝聚力、内摩擦角四个因素的敏感性做分析计算。结果表明:西域砾岩高边坡坡脚软岩软化造成的破坏由边坡潜在破裂面上部受拉破坏区和下部剪切破坏区共同组成,形成与坡脚呈45°的折线状滑裂面。4个因素中,凝聚力的变化使边坡的稳定性受软岩软化的影响最为显著,坡度和内摩擦角的变化产生的影响次之,且两者处于同一水平,而坡高变化产生的影响相对较弱。

关键词：西域砾岩高边坡泥岩软化正交试验

典型结构面分布型式节理岩体室内直剪试验研究

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中国水利水电科学研究院学报 2021年第1期19卷 45-54页

作者：林兴超凌永玉汪小刚王玉杰赵宇飞中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

针对节理岩体变形破坏及抗剪强度参数确定问题,开展了5种包含两条节理的典型节理分布型式的节理岩体试样的室内直剪试验研究。试验结果表明节理岩体的破坏主要表现为节理控制的节理与岩桥间渐进搭接破坏;对比分析了试验得到的25条应力... 详细信息

针对节理岩体变形破坏及抗剪强度参数确定问题,开展了5种包含两条节理的典型节理分布型式的节理岩体试样的室内直剪试验研究。试验结果表明节理岩体的破坏主要表现为节理控制的节理与岩桥间渐进搭接破坏;对比分析了试验得到的25条应力应变全过程曲线,提出了应力应变曲线分类方法,包括滑动型、屈服型、剪断型、脆断型、剪断复合型五种类型,揭示了不同类型曲线间的转化规律;对基于Lajtai岩桥破坏理论的强度准则进行试验验证,验证结果表明基于Lajtai岩桥破坏理论的强度准则计算得到抗剪强度偏低与试验结果相对误差较小(小于9%),可用于节理岩体综合抗剪强度计算。

关键词：节理分布节理岩体直剪试验强度特征破坏过程

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金掺杂碲镉汞外延材料生长及拉曼光谱研究

红外与激光工程 2014年第9期43卷 3046-3050页

作者：王仍焦翠灵徐国庆陆液张可峰杜云辰李向阳张莉萍邵秀华林杏潮中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室上海200083

采用气相外延技术生长金掺杂的Hg1-xCdxTe薄膜材料,通过高低温退火工艺有效控制p型Hg1-xCdxTe材料的电学参数,利用傅里叶光谱仪、金相显微镜以及拉曼光谱技术对薄膜材料进行表征。通过常规光伏器件的制作工艺,利用金掺杂材料初步研制了... 详细信息

采用气相外延技术生长金掺杂的Hg1-xCdxTe薄膜材料,通过高低温退火工艺有效控制p型Hg1-xCdxTe材料的电学参数,利用傅里叶光谱仪、金相显微镜以及拉曼光谱技术对薄膜材料进行表征。通过常规光伏器件的制作工艺,利用金掺杂材料初步研制了短波器件,器件性能较好黑体DλP*可达4.67E+11/(cmHz1/2W-1)。

关键词：气相外延 Hg1-xCdxTe晶体拉曼光谱

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锦屏一级水电站左坝肩边坡数值模拟

岩土工程技术 2009年第2期23卷 55-59页

作者：林兴超王玉杰徐能雄中国地质大学(北京)工程技术学院北京100084 中国水利水电科学研究院岩土所北京100044

锦屏一级水电站左岸边坡工程地质条件复杂,特别是由控制性软弱结构面切割形成的楔形体对左岸边坡的稳定性影响较大。工程中已采用系统预应力锚索支护和抗剪洞回填对楔形体进行加固处理。为了解两种支护措施及其施工工序对楔形坡稳定性... 详细信息

锦屏一级水电站左岸边坡工程地质条件复杂,特别是由控制性软弱结构面切割形成的楔形体对左岸边坡的稳定性影响较大。工程中已采用系统预应力锚索支护和抗剪洞回填对楔形体进行加固处理。为了解两种支护措施及其施工工序对楔形坡稳定性的影响,采用数值模拟方法,对支护措施在不同工况条件下,边坡继续开挖进行模拟计算。通过不同工况数值模拟对比分析发现,系统锚索支护对限制塑性区发展起到了良好的效果,抗剪洞回填对限制楔形体底滑面的错动有非常明显的效果,及时进行锚索支护和回填抗剪洞是锦屏一级水电站左岸边坡在施工期乃至运行期间稳定运行的有力保证,通过控制性软弱结构面的位移变化趋势判断边坡稳定性是可行的。

关键词：锦屏一级水电站边坡稳定性分析楔形体数值模拟