1 / 27

1 LURR 的基本思路 4 － 12 2 LURR 的基本科学问题 13 3 基础研究 15 － 42 4 震例检验 45 5 预测效果 46 － 69

1 LURR 的基本思路 4 － 12 2 LURR 的基本科学问题 13 3 基础研究 15 － 42 4 震例检验 45 5 预测效果 46 － 69 6 国内外影响 70 － 98 7 广泛的应用 99 － 109 8 广阔的远景 110-111 9 一个重要预测 112-118 10 附录 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索 ！. 3 基础研究 实验研究 数值模拟 统计细观损伤力学分析. 实验研究 长达 1.05 米的砂岩大试件在吊装中. 试件数： 18.

wyanet
Télécharger la présentation

1 LURR 的基本思路 4 － 12 2 LURR 的基本科学问题 13 3 基础研究 15 － 42 4 震例检验 45 5 预测效果 46 － 69

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 1 LURR的基本思路 4－12 2 LURR的基本科学问题 13 3 基础研究15－42 4 震例检验 45 5 预测效果 46－69 6 国内外影响 70－98 7 广泛的应用 99－109 8 广阔的远景 110-111 9 一个重要预测 112-118 10 附录 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！

  2. 3 基础研究 实验研究 数值模拟 统计细观损伤力学分析

  3. 实验研究 • 长达1.05米的砂岩大试件在吊装中 试件数：18 片麻岩 100*400*1050－4 大理石 100*400*1050－4 沙岩 150*400*1050－4 试件总数>800

  4. P1 P2 P2 P1 实验研究 The specimen is loaded in two directions: the axial stress σ1 and lateral stress σ2 . Another principal stressσ3 is zero so that: σ1≠σ2≠σ3. the stress state is really a tri-axial stress state. Under such stress state most of the specimens are failure in shear fracture way.

  5. 加载设备(改装的MTS伺服实验机) 轴向载荷：100ton，侧向载荷：30ton 中国地震局震源物理实验室

  6. 声发射的空间分布特征 花岗岩G2

  7. 花岗岩声发射事件的定位

  8. 50s 200kg 花岗岩声发射事件的时间序列 载荷-时间 单位时间事件数-时间 单位时间能量-时间

  9. 花岗岩的LURR随时间变化曲线

  10. 砂岩的LURR随时间的变化曲线

  11. （1）实验研究 （2）数值模拟SLM-Solid Lattice Model有限元 离散元（3）统计细观力学研究

  12. （2）数值模拟-利用3种模型Solid Latlice Model除了我们自已的工作之外,还和澳大利亚昆士兰大学的P. Mora教授合作，用他们创立的,在世界上享有声誉的Solid Latlice Model,在超大计算上进行了一系列的模拟,一再证实LURR的正确性，其结果发表在著名的杂志PAGEOPH 上 。论文中说：“当没有强地震发生时,LURR在1附近涨落,但在大地震发生前,LURR显著升高。这表明LURR是一个判定趋近强地震的定量参数”。P. Mora, Y. Wang, C. Yin, D. Place, and X.C. Yin, 2002, Simulation of Load-unload Response Ratio and Critical Sensitivity in the Lattice , Solid Model , Pure Appl.Geophys.,159, 2525-2536。Yucang Wang, Peter Mora, Can Yin and David Place, 2004, Statistical Testes of Load-Unlopde Response Ratio Signals by lattice Solid Model: Inplication to Tidal Triggering and Earthquake Prediction. Pure Appl.Geophys., 161, 1829—1839.Yucang Wang, Xiang-chu Yin, Fu-jiu Ke, Meng-fen Xia, and Keyin Pang, 2000, Numerical Simulation of Rock Failure and Earthquake Process on Mesoscopic Scale, Pure Appl.Geophys.,157, 1905-1928,2000.

  13. SLM-Solid Lattice Model

  14. P. Mora, Y. Wang, C. Yin, D. Place, and X.C. Yin 2002, Simulation of Load-Unload Response Ratio (LURR) and Critical Sensitivity in the Lattice Solid Model, Pure Appl. Geophys, 159, 2525-2536. • “The results show that LURR values become high and then drop prior to the main event”。 • “These results reproduce LURR signals similar to those that have often been observed in earthquake prediction practice and suggest that LURR is correctly identifying the critically sensitive or unstable regime prior to the catastrophe in the model”. • “The results suggest that LURR provides a good predictor for catastrophic failure and motivate further research to study the underlying physical mechanisms. The results provide encouragement for the prospects of earthquake prediction research and the use of advanced simulation models to probe the physics of earthquakes”.

  15. 自适应有限元模型 • 危险单元自适应细化为更小尺寸的单元 • 二维的4-8变节点Serendipity型单元 • 三维的8-26变节点Lagrange型单元 • Linear elastic brittle constitutive relation • Coulomb criterion for element damage judgment

  16. 灾变机理 • 损伤串级 灾变后 损伤集团从小尺度逐渐发展到大尺度，特别是在最后的灾变步表征的是一种跨尺度串级现象。结果表明：灾变前LURR达到峰值。

  17. LNM 链网模型 基于物质颗粒间的键合力理论，提出了2－D与3－D 链网模型。由于损伤的物理本质是上述键合力的丧失， 链网模型用于模拟材料的损伤演化过程，用于研究结构 破坏临界状态的行为特征。 基于链网模型，开发了虚拟材料试验平台。

  18. 从连续介质力学观点看，加卸载响应比实际上度量了材料的损伤程度，也即，在不同状态下（持续加载和卸载）的单位载荷所引起的响应不同，该比值随着损伤的演化而不断改变，其本质是损伤过程中，持续加载和卸载刚度不同，即持续加载时为切线刚度而卸载为割线刚度，它们之间相差一损伤所诱导的刚度变化项，该项不仅与损伤程度且与损伤演化规律相关。由构元组集式模型可以很容易得到损伤介质的加卸载响应比公式，且该公式可反映介质损伤的各向异性特点：从连续介质力学观点看，加卸载响应比实际上度量了材料的损伤程度，也即，在不同状态下（持续加载和卸载）的单位载荷所引起的响应不同，该比值随着损伤的演化而不断改变，其本质是损伤过程中，持续加载和卸载刚度不同，即持续加载时为切线刚度而卸载为割线刚度，它们之间相差一损伤所诱导的刚度变化项，该项不仅与损伤程度且与损伤演化规律相关。由构元组集式模型可以很容易得到损伤介质的加卸载响应比公式，且该公式可反映介质损伤的各向异性特点： ， ， 其中，寸 ， 分别是第S 个取向构元的损伤因子，单位取向矢量，临界损伤应变（随损伤演化而变化）和初时刚度模量； 为体积构元的刚度模量。反映在单轴拉伸试验上，对应的加卸载响应比为： ，它对应于经典应变局部化阈值点，材料失稳。由此，构元组集模型和广义链网模型能够很好反映材料的加卸载特点，反之亦然；它们是完全等价的，所不同之处在于，构元组集模型和广义链网模型更注重细节而加卸载响应比更关注宏观响应。临近破坏时，其加载切线刚度为零（单轴试验），此时

  19. 小结：尽管键合力特性各异，都验证了加卸载响应比理论能够有效预测破坏临界状态。小结：尽管键合力特性各异，都验证了加卸载响应比理论能够有效预测破坏临界状态。

  20. （1）实验研究 （2）数值模拟（3）统计细观力学研究

  21. 岩石应力－应变曲线 利用 driven nonlinear threshold systems 模型（ ZHANG, X.H., XU, X.H., XIA, M.F., and BAI, Y.L. (2004), Critical sensitivity in driven nonlinear threshold systems, Pure Appl. Geophys. 161, 1931–1944. ）我们得到了加卸载响应比和损伤变量D之间的解析关系. 假设卸载过程中：

  22. 考虑准静态单调加载过程，以应力为控制变量。考虑准静态单调加载过程，以应力为控制变量。 假定初始阈值分布函数为 则损伤分数可表达为 以统计模型代入，得到： 为应力控制情形的灾变点，即为应力极大点 。 (见下图)，并有 容易得到曲线

  23. LURR与D关系的计算结果 加卸载响应比与损伤变量的关系 X.H. Xu., et al, Theoret. Appl. Fract. Mech.,131~138, 2004

  24. 小结： 利用 一个简单 模型 得到的加卸载响应比Y和损伤变量D之间的解析关系，既为加卸载响应比的物理意义奠定了科学基础，又为用加卸载响应比对岩石工程作损伤评估开辟了道路。

  25. 重要结果—峰值点 (a) (c) LURR curve of experiment of rock LURR curve of numerical simulation (Network model ) (d) (b) LURR curve using damage mechanics ( Lyakhovsky’s model ) The variation of LURR before Loma Prieta EQ (Ms 7.0) in California on 1989.10.17 图1. 不同研究方法得到的非均匀脆性介质中灾变前加卸载响应比（LURR）的演化规律

  26. T＝T1 + T2 (月) 27 All above results are available only for M≥5

More Related