基于块体化程度统计的裂隙岩体表征单元体研究

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基本信息

  • 批准号:
    41802248
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0213.水文地质学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Representative elementary volume (REV) is an essential concept in the study of fractured rock mass. The existence of REV is the premise of continuum methods in rock mechanics for rock mass. However, determining the existence and size of REV is still a difficult scientific problem because of the complexity of fractured rock masses. This study presents an analysis of the REV from the view of blockiness , which is used to measure rock’s level of being an assemblage of isolated blocks. Frist, a variety of 3D rock mass fracture network models (including "the theoretical rock masses", published fracture network models which were published by various authors and the some actual rock masses) are built using the self-developed software. Rock blocks in each of these fracture network models are identified and the fluctuation in blockiness with the variation in the scale of the model region is also investigated. In this way, the blockiness of these fractured rock masses can be determined statistically and the size of the REV in these models can be calculated as indicators of the convergence. In this study, parallel algorithm is added into the block identification calculation, which improves the efficiency of the processing. This research provides a new idea for determining the existence of REV in rock masses and a scientific basis for revealing the essential characteristics of rock masses structure.
表征单元体是岩体力学中的基础性概念,对岩体来说,表征单元体(REV)的存在是应用连续介质力学方法对其进行研究的前提。然而由于实际岩体裂隙结构异常复杂,REV的存在和大小至今是一个难以解决的科学问题。本研究从块体化程度的角度研究REV的存在性及其大小,利用块体化程度定量描述裂隙岩体在多大程度上可以被看作“块体的集合体”。研究采用自主研发的软件,建立岩体3D裂隙网络模型(包括“理论岩体”、不同作者发表的裂隙模型和三峡工程坝区等实际岩体),识别岩体中所有块体及其几何参数,绘制块体化程度与模型范围的关系图,采用统计学原理,分析各裂隙岩体的块体化程度,判断结果的收敛性,进而确定各类岩体REV的存在性及其大小。本研究把并行算法加入到块体识别计算机方法,提高块体计算效率,为判定岩体REV是否存在提供新思路,为揭示实际岩体结构本质特征提供科学依据。

结项摘要

表征单元体(REV)是岩体力学中的基础性概念,它的存在是应用连续介质方法研究岩体问题的前提。表征单元体的存在与否可以从不同物理参数的角度进行分析,本研究从块体化程度的角度研究REV的存在性及其大小。根据国际岩石力学学会的裂隙分级,建立了77种岩体结构模型。采用自主研发的块体分析软件GeneralBlock,对这77种岩体进行了块体识别,讨论了这77种岩体结构的块体化程度随着模型范围变化的波动情况。由于所建立的岩体结构模型是随机的,对每种结构的每个研究范围进行了99次随机实现。并采用变异系数判断结果的收敛性,进而确定各类岩体REV的存在性及其大小。结果表明,对所有的77种岩体,其中76种裂隙岩体的表征单元体尺寸在2-20倍裂隙间距之间;宽间距-非常高延展性的裂隙岩体模型的表征单元体存在,尺寸大于20倍裂隙间距。本研究为判定岩体REV是否存在提供新思路,为揭示实际岩体结构本质特征提供科学依据。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Constructing boundary structures of rock blocks
构建岩块边界结构
  • DOI:
    10.1002/nag.2900
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zheng Yinhe;Xia Lu;Yu Qingchun
  • 通讯作者:
    Yu Qingchun
Stability analysis method for rock blocks formed by curved fractures
弯曲裂隙岩块稳定性分析方法
  • DOI:
    10.1016/j.tust.2018.12.006
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Tunnelling and Underground Space Technology
  • 影响因子:
    6.9
  • 作者:
    Zheng Yinhe;Xia Lu;Yu Qingchun
  • 通讯作者:
    Yu Qingchun
Numerical Investigations of Blockiness of Fractured Rocks Based on Fracture Spacing and Disc Diameter
基于裂隙间距和圆盘直径的裂隙岩石块度数值研究
  • DOI:
    10.1061/(asce)gm.1943-5622.0001596
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    International Journal of Geomechanics
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Xia Lu;Yu Qingchun
  • 通讯作者:
    Yu Qingchun
裂隙延展性统计分布离散性对岩体块体化程度REV的影响
  • DOI:
    10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.2019.04.15
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    水文地质工程地质
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏露;谢娟;于青春
  • 通讯作者:
    于青春

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其他文献

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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
    施勇
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    王迎伟
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  • 期刊:
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  • 作者:
    夏露;夏栋;薛海龙;程虎;罗婷;许文年
  • 通讯作者:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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