近年來巖土工程方面的國家自然基金項目摘要

1、巖土工程類自然基金項目摘要1 項目編號 項目編號 40902087 40902087 項目名稱 項目名稱 汶川地震災(zāi)區(qū)松散土石混合體的降雨入滲的耦合作用和滯后效應(yīng)研究 汶川地震災(zāi)區(qū)松散土石混合體的降雨入滲的耦合作用和滯后效應(yīng)研究 項目類型 青年科學(xué)基金項目 申報學(xué)科 1 (D0214) 申報學(xué)科 2 (D0218) 研究性質(zhì) 資助金額 21.00 萬元 開始日期 2010 年 1 月 1 日 完成日期 2012 年 1

2、2 月 31 日 項目摘要 汶川地震震后災(zāi)區(qū)堆積了大量松散土石混合體。這類土石混合體是一類有別于巖體與土體的復(fù)雜地質(zhì)介質(zhì)，其分布范圍廣、危害大，直接威脅著災(zāi)后重建?；谡鸷鬄?zāi)區(qū)松散土石混合體的現(xiàn)場調(diào)查、室內(nèi)試驗，運用非飽和土力學(xué)等理論、采用解析和數(shù)值方法對土石混合體的降雨入滲的耦合效應(yīng)與滯后性進行研究。該研究將有助于推動我國非飽和土力學(xué)以及環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害學(xué)的發(fā)展，也對震后災(zāi)區(qū)滑坡滲流及穩(wěn)定分析具有理論意義與工程價值。在了解松散土石混合

3、體基本特征的基礎(chǔ)上，分析蒸發(fā)和降雨滲流特點以及水力滯后性質(zhì)，研究降雨條件下土石混合體滲流-應(yīng)力-變形的多場耦合作用?；诟蓾裱h(huán)的土水特征曲線試驗，建立其滯后性的數(shù)學(xué)模型。采用解析和數(shù)值方法對降雨入滲的偏微分方程（組）求解，了解模型參數(shù)的影響，揭示耦合作用與滯后性對飽和-非飽和土石混合體中暫態(tài)孔隙水壓力分布的作用規(guī)律。結(jié)合工程，將研究成果應(yīng)用于災(zāi)區(qū)土石混合體邊坡的穩(wěn)定性分析和滲流評價。 獲資助單位 成都理工大學(xué)(項目負責(zé)人) 吳禮舟

4、2批準號 批準號 10172090 10172090 項目名稱 項目名稱 巖石撞擊的熱輻射特征及其反演問題 巖石撞擊的熱輻射特征及其反演問題 項目類別：面上項目 申請代碼：A020209 申請人：吳立新 負責(zé)人技術(shù)職稱：教授 依托單位：中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 資助年限：01/01/2002 - 01/12/2004 資助經(jīng)費：22(萬元) 中文摘要： 以地殼六類典型巖石為例，分別

5、在自由落體及Hopkinson壓桿兩種撞擊方式下，利用熱紅外遙感成像技術(shù)研究了低速撞擊條件下巖石的熱輻射規(guī)律，如輻射溫度場分布形態(tài)、梯度特征、輻射增量、時延特性等; 為比較分析巖石的撞擊輻射特征，進行了以有機玻璃為例的均質(zhì)體撞擊實驗；進而建立了熱輻射參量（輻射溫度、輻射通量、熱像幾何特征）與撞擊參數(shù)（撞擊速度、撞擊能、撞擊角度等）的關(guān)系模型；基于熱彈性力學(xué)、摩擦學(xué)和巖石物理學(xué)進行了巖石撞擊熱輻射的機理探討。進行了基于熱輻射監(jiān)測的巖石撞擊

6、反演分析。研究表明，通過巖石撞擊的熱輻射成像方式，不僅可對巖石靶元特征進行定性反演，如巖石性質(zhì)、含水性等，還可對撞擊體參數(shù)進行定量反演，如撞擊速度、撞擊動能及撞擊角度，反演精度在10％左右。此外，針對煤礦區(qū)瓦斯爆炸災(zāi)害引發(fā)的低溫點燃特點，進行了冒落巖石的撞擊實驗，表明巖石撞擊升溫可能引燃瓦斯。巖石撞擊的熱成像監(jiān)測實驗結(jié)果，不僅對巖石破碎、鉆掘、切割等設(shè)備制造、工程作業(yè)及巖石災(zāi)變的遙感監(jiān)控有科學(xué)意義，對于其它固體的撞擊或高速撞擊的研究也有

7、重要的參考價值,豐富了遙感-巖石力學(xué)的理論與實驗成果。在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊與會議上發(fā)表論文近20篇,出版專著1部. 中文主題詞： 巖石撞擊；熱輻射；反演；遙感-巖石力學(xué);災(zāi)變遙感 英文摘要: By using of thermal infrared (TIR) imaging technology, six kinds of typical 批準號 批準號 19472076 19472076 4. 4.項目名稱 項目

8、名稱 巖石卸載破碎的機理研究 巖石卸載破碎的機理研究 項目類別：面上項目 代碼：A020209 申請人：華安增 技術(shù)職稱：教授 依托單位：中國礦業(yè)大學(xué) 資助年限 01/01/1995 - 01/12/1997 資助經(jīng)費 7(萬元) 中文摘要： 目前巖石力學(xué)性質(zhì)是在增加軸壓的試驗中測定。這與地下工程周圍巖體應(yīng)力變化過程不同。我們在三軸壓縮下，固定軸向位移作降低圍壓試驗，證明加軸壓試驗是巖樣吸收能量，

9、降圍壓試驗則是釋放能量，只要原巖最大主應(yīng)力超過其單軸抗壓強度，其儲存能足以使本身破碎。這對巖石破碎機理有重要意義。塑性變形只在局部發(fā)生，改用應(yīng)力和塑性位多作坐標軸繪制弱化曲線，發(fā)現(xiàn)它們?yōu)槠叫芯€，其斜率為巖石弱化系數(shù)。提出用全應(yīng)力應(yīng)變曲線確定理論強度和缺陷度的方法。建議用降低圍壓法測定巖石泊松比。建立了多弱面剪切屈服模型。 中文主題詞： 卸載破碎 能量釋放 裂隙巖體 批準號 批準號 10172084 10172084 5目名稱 目名稱 非

10、均質(zhì)的細觀分散性對其宏觀力學(xué)性能和災(zāi)變破壞的影響 非均質(zhì)的細觀分散性對其宏觀力學(xué)性能和災(zāi)變破壞的影響 項目類別 面上項目 項目編號：A020203 項目負責(zé)人 白以龍 負責(zé)人技術(shù)職稱 教授 依托單位 中國科學(xué)院力學(xué)研究所 資助年限 01/01/2002 - 01/12/2004 資助經(jīng)費 29(萬元) 中文摘要： 細觀分散性是大量材料的一種內(nèi)在屬性，對材料的宏觀力學(xué)性質(zhì)和災(zāi)變破壞有實質(zhì)性的影響。但現(xiàn)有力

11、學(xué)幾乎都不涉及分散性。本課題中用實驗測量巖石多個尺度力學(xué)性能的分散性及其統(tǒng)計分布，并用實驗、理論和數(shù)值模擬相結(jié)合的辦法來研究細觀分散性對宏觀力學(xué)性能和災(zāi)變破壞的影響。結(jié)果表明，細觀分散性和動力學(xué)非線性相耦合導(dǎo)致了非均質(zhì)的宏觀力學(xué)行為表現(xiàn)出樣本個性（如宏觀強度和災(zāi)變閾值有很大的分散性），但也表現(xiàn)出如局部化和跨尺度漲落這樣的共性特征，這對災(zāi)變預(yù)測有重要應(yīng)用意義，可促進非均質(zhì)力學(xué)學(xué)科的發(fā)展。 中文主題詞： 分散性；災(zāi)變破壞；宏觀力學(xué)性能 英文

12、摘要: Most media present mesoscopic heterogeneity. The scattering of mesoscopic properties plays a significant role in macroscopic mechanical properties,espesically in catastrophic failure. However, tradition

13、al theories can hardly cope with this aspect. In the present project, several hundreds of rock samples were used to measure the scattering of mechanical properties on multiple scales and its statistical

14、distributions experimentally. Moreover, the effects of mesoscopic heterogeneity on macroscopic mechanical properties and catastrophic failure were studied by experiments, theoretical analysis and numerical simulation. It

15、 is found that the coupling between mesoscopic heterogeneity and dynamical non-linearity results in macroscopic uncertainty of rock failure, for example, the macroscopic strength and catastrophic threshold display great

16、diversity. The results also suggest that there are some common features prior to rock failure, such as localization and trans-scale fluctuations. Perhaps, this might be crucial in forecast of catastrophe in heterogeneous