含节理岩体在高加载率条件下的裂隙扩展实验及机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51709200
  • 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:
    E0905.水工岩土工程
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

With the construction of large-scale livelihood projects, such as hydropower stations, in the mountain valley area with complex geological structures, the frequency and scale of rock fracture under dynamic loadings become severe and notable, threatening the security and stability of these large rock mass engineering practices. So it is necessary to conduct research on the opening and propagation of closed cracks that cause the failure of the rock masses and thus the whole engineering project due to external disturbance such as blasting and earthquakes. In this project, the rock mass with closed joint is proposed as the object of the study. The research includes the initiation and propagation criterion of the closed cracks under the dynamic loadings, the influence of loading rate on the propagation mechanism of the cracks, and how the change of the angle between the joint fissure and the loading direction leads to different failure mode of the rock mass. The results cannot only reveal the realistic response of rock joints and crack propagation under dynamic loadings, but are also helpful for the reinforcement of rock mass engineering constructions, to prevent joint rock damage and loss of life and property. It can also provide theoretical and technical support for oil and shale gas production. Thus the proposed research has both high theoretical value and high social value of application.
我国一些重大民生、国防项目通常坐落在地质结构复杂的高山峡谷地区, 在地震、爆破等动态荷载作用下,基建范围内岩体裂隙的发展尤为剧烈,频次、规模也明显增多,且更具突发性,严重威胁着大型岩体工程的安全。因此,研究含有节理结构面岩体在动荷载作用下裂隙的起裂及扩展机理十分必要。本项目基于断裂动力学理论,拟取含闭合节理的岩体作为研究对象,结合SHPB动力加载系统,揭示闭合节理岩体在动态加载条件下的裂纹起裂准则及扩展规律,建立多角度节理裂隙条件下岩体力学破坏模型,真实反应岩体在动态荷载下的裂隙扩展机理,为工程建设及地质灾害防治等领域提供一定的理论支撑。同时,研究成果还能扩展应用到石油增产、页岩气开采等矿产开采领域,具有一定的社会应用价值。

结项摘要

本项目以分离式霍普金森杆(SHPB)为动力加载系统,利用数字图像相关技术,模拟复杂地质条件下的含节理岩体,分析多加载率、裂纹多角度条件下花岗岩试样的失稳破坏,探索含节理岩体在高加载率条件下的裂纹起裂及扩展规律,解释岩体在动态荷载下的破坏机理,主要研究内容如下:(1)研究了张开型单节理类岩石材料板动态压缩破坏机制;(2)研究了充填型单节理类岩石材料板动态压缩破坏机制;(3)研究了充填型平行节理类岩石材料板动态压缩破坏破坏机制;(4)研究了充填型交叉节理类岩石材料节理类岩石材料版动态压缩破坏机制;(5)通过使用超高速摄像机和DIC诊断系统方法来记录变形场的演变,采用数字标记剖面精确地获取局部坐标系下的数据结果,进而区分断裂模式,定量分析出四种断裂模式。通过对应分析确定断裂模式与断裂角度之间的耦合关系。研究成果能扩展应用到石油增产、页岩气开采等矿产开采领域,具有一定的社会应用价值。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
Fracture Modes of Single-Flawed Rock-Like Material Plates Subjected to Dynamic Compression
单缺陷类岩石材料板动压断裂模式
  • DOI:
    10.1061/(asce)gm.1943-5622.0001765
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    International Journal of Geomechanics
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Peng Dong;Bangbiao Wu;Kaiwen Xia;Qizhi Wang
  • 通讯作者:
    Qizhi Wang
预制平行双节理类岩石材料板动态破坏试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    天津大学学报 (自然科学与工程技术版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王奇智;夏开文;吴帮标;徐颖;刘丰
  • 通讯作者:
    刘丰
A quasi-distributed monitoring method for ground settlement using pulse pre-pump Brillouin optical time domain analysis
脉冲预泵布里渊光时域分析准分布式地面沉降监测方法
  • DOI:
    10.1016/j.measurement.2019.107284
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Measurement
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Dong Peng;Xia Kaiwen;Wu Bangbiao;Xu Ying
  • 通讯作者:
    Xu Ying
A Coupled Damage-Permeability Constitutive Model for Brittle Rocks Subjected to Explosive Loading
爆炸载荷下脆性岩石损伤-渗透耦合本构模型
  • DOI:
    10.1155/2018/6816974
  • 发表时间:
    2018-07
  • 期刊:
    Advances in Civil Engineering
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Wang Qizhi;Su Xuebin;Wu Bangbiao;Wang Wei;Yuan Wei
  • 通讯作者:
    Yuan Wei
Dynamic tensile failure of Laurentian granite subjected to triaxial confinement
三轴约束下劳伦花岗岩动态拉伸破坏
  • DOI:
    10.1680/jgele.18.00244
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    Geotechnique Letters
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Wang Q;Wu B;Guo Y
  • 通讯作者:
    Guo Y

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其他文献

深部岩石动力学实验研究进展
  • DOI:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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深部岩石热流固耦合赋存状态下的动态压缩特性
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  • 项目类别:
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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

        graph TD
          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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