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珊瑚礁集中分布于南北纬度之间的热带海洋地区，是中国及众多海洋岛国重要的领土资源。珊瑚礁具有显著的二元沉积结构，上部为松散的珊瑚礁砂，下部为礁灰岩。作为珊瑚礁主体的礁灰岩，其组构骨架为原生礁、礁坪-泻湖相沉积的珊瑚残肢及附礁生物遗骸等。
为了从剪切磨损角度探索剪切强度各向异性的机制，定量分析了粗糙节理在不同法向应力下的强度特征与破坏特征。研究发现，节理的剪切强度和破坏体积表现出与形貌特征相似的各向异性特征，且两者的各向异性特征随着法向应力的增加而逐渐削弱。另外，调查了锯齿节理的倾角特征和高度特征对剪切行为的影响。分析表明：两者都与剪切强度存在正相关的关系，且倾角特征还决定了剪切过程中节理接触区域的局部性。粗糙节理的表面由很多微凸体...
中国科学院武汉岩土力学研究所通过室内试验和数值模拟，对含节理花岗岩剪切过程中的渗透率变化进行研究。室内实验中，对6个含天然节理花岗岩试样分别在1.9-20 MPa的法向应力条件下进行剪切（图1），获得不同应力条件下花岗岩节理渗透率演化规律。随后基于离散单元法对该实验过程进行数值模拟（图2），分析不同应力条件下微裂纹演化过程，揭示渗透率演化机理。
缓倾斜薄-中厚矿床开采过程中，影响空区顶板稳定性的因素较多，多因素影响条件下的影响规律较为复杂且难以定量化。针对以上问题，以上横山矿为研究对象，根据单因素试验数值模拟结果确定了缓倾斜空区顶板拉应力最大值 和沉降量最大值 的影响因素并分析了其影响特征，基于各影响因素的物理含义分别构建了 量纲模型和 量纲模型；在此基础上，设计了缓倾斜空区顶板稳定性影响因素的数值模拟均匀试验，根据试验结果定义了顶板 和...
四川盆地南部页岩气富集规律与规模有效开发探索
页岩气 四川盆地
2018/11/6
四川盆地南部地区海相页岩气资源潜力巨大，为了推进该区页岩气规模有效上产，基于地质评价新认识和工程技术新进展，分析了页岩气的富集规律和实现高产的关键因素，探讨了页岩气规模有效开发的模式，明确了下一步的发展方向。研究结果表明：①下志留统龙马溪组底部优质页岩是该区的最优甜点层，具有低密度、高铀钍比、高石英含量、高有机碳含量和高游离气含量的特征，其平面展布规律主要受深水陆棚沉积相的控制；②远离古（今）剥蚀...
中国科学院武汉岩土力学研究所干热岩裂隙换热规律研究获进展（图）
中国科学院武汉岩土力学研究所 干热岩 裂隙换热
2018/5/15
干热岩地热资源潜力巨大、绿色可再生，是一项战略能源，日益受到世界主要国家的高度重视。深部干热岩地热开发通常是将流体工质（如水、二氧化碳）注入地下裂隙通道中换出热能并循环至地面系统。热工质在裂隙中的流动换热规律及其表征是其中重要科学问题之一，也是开采方案优化设计以及高效采热技术开发的基础。针对该问题，中国科学院武汉岩土力学研究所副研究员白冰及研究员李小春等在前人工作基础上取得系列新进展。
为保证切顶卸压沿空留巷技术在深部中厚煤层中成功应用，综合运用理论分析、现场实测及数值模拟等方法对沿空巷道围岩结构变形规律及控制技术进行探索。研究结果表明：实施切顶卸压后，巷道受超前集中应力影响的范围和强度均有所降低；巷道围岩呈现稳定时间长及持续变形2大特点；滞后工作面距离大于440 m的巷道围岩基本稳定。在顶板初始运动阶段采用“恒阻锚索+单体棚”进行超前支护，顶板剧烈运动阶段采取“液压抬棚支架+单...
为了揭示珊瑚砂对应力波的衰减效应，基于改进的split Hopkinson pressure bar(SHPB)装置，对干燥珊瑚砂长试件中的应力波衰减规律进行实验研究。定量测量到应力波在珊瑚砂中的平均传播速度，提出无量纲的峰值应力随传播距离的衰减公式。分析结果表明，试件端部冲击引起的应力波在75和225 mm的传播距离上可使峰值应力分别衰减至10%和1%；峰值应力速度随着传播距离的增大而减小，随无...
为揭示脆岩三向受压时的破坏特征与裂纹扩展分布规律，首先通过室内试验得到油页岩试件在变围压条件下的力学参数和变形破坏特征；其次基于离散元软件UDEC自带的Voronoi块体划分逻辑，采用内置Fish语言编译三角块体群数值模型的构建程序，通过参数反演确定块体接触面的微观参数，并选用最佳块体边长均值建立标准压缩数值试件；然后对数值试件进行不同围压下的压缩模拟，并依据接触面破坏准则，应用Fish语言编译相...
基于不同围压下三轴循环加、卸载试验和能量原理，研究页岩吸收轴向应变能 、积聚和释放可释放弹性应变能 、塑性变形及裂隙扩展消耗损耗能 和径向膨胀变形消耗径向扩散能 的能量转化全过程特征，揭示其受载过程的能量演化规律，建立基于能量突变的岩石强度失效判据。研究成果表明：不同围压下的页岩三轴循环加、卸载全过程，能量演化行为相似，体现为峰前以能量积聚为主，破坏过程发生能量释放和能量耗散，峰后残余强度下重新开...
为了研究爆炸载荷作用下I型裂纹的断裂韧度参数及扩展规律，首次将裂纹扩展计(crack propagation gauge，CPG)和内部单裂纹圆盘(single internal crack circular disc，SICCD)试件引入到爆炸载荷下的韧度测试中。试验采用了大尺寸PMMA试件和示波器、超动态应变仪搭接的测试系统，并利用动态有限差分软件AUTODYN和有限元软件ABAQUS建立数值...
水是引起洞窟围岩风化并产生盐害最活跃的因素之一。针对敦煌莫高窟支撑体砾岩进行液态水吸附(接触吸附)实验和气态水吸附(非接触吸附)实验；对比分析砾岩在这2种吸水条件下的吸水特性及其影响因素，通过借助各影响因素与砾岩吸水率的数学模型，定量分析各因素对砾岩在液态水和气态水条件下吸水能力的影响。实验结果表明：(1) 2种不同吸水条件下，随着时间的变化，砾岩的吸水特征及演变规律基本相同，其双对数吸水特征曲线...
为研究含孔洞加锚岩石的力学特性和裂纹扩展规律，采用相似材料制作包含7种支护情况、0°和90°两种层理的含孔洞加锚试件，在MTS815岩石力学试验系统上进行单轴压缩试验，试验后对破裂试件进行CT扫描，分析试件不同部位裂纹分布规律。结果表明，支护结构显著提高了含孔试件的强度值，但不同支护结构的提升效果不同，以锚杆的作用最为显著，混凝土和钢拱架层效果则不太明显。层理不同，支护结构对试件的强度提升效果也不...
中国科学院武汉岩土力学研究所计算岩石力学课题组，为完善库水升降和降雨共同作用下边坡的稳定性分析方法，建立了库水位升降和降雨共同作用下的边坡内部浸润线计算的简化方法；以求得的浸润线为基础，推导了边坡在动水压力作用下的滑面正应力表达式，提出了动水压力作用下的边坡安全系数求解的整体分析法；重点研究了三峡水库运行期间古滑坡的稳定性演化规律：每年4月至5月，即库水位下降的同时降雨量增加期间古滑坡稳定性降低；...