干湿循环作用下裂隙岩体变形破裂与红外辐射特征相关性研究

基本信息
批准号:11902128
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:张科
学科分类:
依托单位:昆明理工大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
干湿循环岩石破裂红外测试裂隙岩体数字图像相关方法
结项摘要

Fractured rock mass in the hydro-fluctuation belt of reservoir bank is under the action of drying-wetting cycles for a long time, and the stability of rock mass is seriously affected. The previous studies have shown that the anomalous infrared radiation phenomena appear before rock fracturing. The infrared technology will be a prospective methodology for monitoring the failure of reservoir bank rock mass. However, little research work is available about the correlation between the mechanical information and infrared radiation information for fractured rock mass under the action of drying-wetting cycles. This study will be conducted by using rock mechanics, optical mechanics, remote sensing rock mechanics and infrared technology. The compression-shear experiments on the rock samples containing multi-flaws will be conducted after different drying-wetting cycles. During the loading process, the digital speckle correlation measuring system and infrared thermograph will be used to dynamically detect the deformation fields and infrared radiation temperature fields, respectively. The mathematical statistical indexes and fractal dimension will be introduced to quantitatively describe the evolution characteristics of deformation field and infrared radiation temperature field. The influencing laws of the number of drying-wetting cycles and flaw geometry on the mechanical and infrared radiation characteristic indexes will be analyzed. The correlation of these indexes for representing the deformation-fracturing and infrared radiation characteristics will be discussed. The characteristics of this relationship affected by the action of drying-wetting cycles will also be analyzed. The research finding of this project will enrich and innovate the infrared radiation effect due to the rock mass catastrophe in the reservoir bank. Moreover, it will provide a basic theoretical basis for monitoring the stability of rock mass in the reservoir bank by infrared technology.

库岸消落带裂隙岩体长期处于干湿循环状态,严重影响岩体稳定性。研究发现岩体受力灾变会引起红外辐射异常,红外技术有望为库岸岩体灾变监测提供一种富有前景的新手段,但当前缺乏对干湿循环作用下裂隙岩体力学信息与红外遥感信息相关性这一基础理论课题开展研究。本项目拟融合岩体力学、光测力学、遥感–岩石力学以及红外技术,对经历不同干湿循环次数后的多裂隙岩体试件进行压剪试验,通过数字散斑相关测量系统和红外热像仪动态观测加载过程中的应变场和红外辐射温度场,引入数理统计指标和分形维数定量描述应变场和红外辐射温度场演化特征;分析干湿循环次数和裂隙几何特征等因素对力学特性指标和红外辐射特征指标的影响规律,探究裂隙岩体变形破裂与红外辐射特征指标之间的相关性,以及干湿循环作用对这种关系的影响效应。研究成果将丰富并创新库岸岩体受力灾变的红外辐射效应研究,为指导红外技术监测库岸岩体稳定性提供基础理论依据。

项目摘要

针对干湿循环作用诱发库岸边坡失稳的问题,本项目以库区消落带岩体为研究对象,融合岩体力学、光测力学、遥感–岩石力学、红外热成像以及数理统计学等理论与技术,试验研究了干湿循环作用下裂隙岩体变形破裂演化特征,构建了受力过程中变形场和红外辐射温度场定量表征方法,揭示了变形破裂与红外辐射特征的内在关联,为库岸岩体的非接触式灾变监测和预警提供了一种新的思路和方法,全面完成了预期目标。主要研究内容和取得的研究成果包含以下几个方面:(1)对不同干湿循环次数作用后裂隙岩体进行了室内压缩试验,通过数字图像相关测量系统和红外热像仪对加载过程中试件进行非接触式全场变形和红外辐射温度观测,揭示了饱水处理、干湿循环次数和裂隙几何特征对宏观力学参数和破裂过程的影响规律。(2)引入一元、多元统计分析指标以及基于有限差分近似求导的分异速率,定量描述应变场和红外辐射温度场分布情况和演化特征,阐明了裂隙岩体变形破裂过程中这些量化指标的变化规律、物理机制以及前兆异常特征,发现裂纹萌生、扩展及贯通过程伴随着不同的多源异常信息,揭示了这2种全场信息与破裂状态的对应关系,实现了干湿循环作用的定量表征。(3)对比这些量化指标的阶段性特征以及前兆捕捉能力,引入皮尔逊相关系数揭示了裂隙岩体应变场和红外辐射温度场量化指标之间的相关性。出版学术专著1部,发表学术论文23篇,其中SCI收录论文9篇,EI收录论文7篇;授权国家发明专利3件;项目负责人晋升教授,培养博士生1人、硕士生4人。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

DOI:10.16383/j.aas.2016.c150880
发表时间:2016
3

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

DOI:10.3969/j.issn.1002-0268.2020.03.007
发表时间:2020
4

青藏高原狮泉河-拉果错-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带时空结构与构造演化

青藏高原狮泉河-拉果错-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带时空结构与构造演化

DOI:10.3799/dqkx.2020.083
发表时间:2020
5

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018

张科的其他基金

批准号:21374122
批准年份:2013
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:21871273
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:11202157
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81860752
批准年份:2018
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41762021
批准年份:2017
资助金额:36.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61174204
批准年份:2011
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:61202057
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31900623
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11601323
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51603056
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41772378
批准年份:2017
资助金额:80.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

动静组合荷载作用下裂隙岩体损伤演化特征与变形破坏机理

批准号:51779164
批准年份:2017
负责人:戴峰
学科分类:E0905
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

水力耦合作用下三维裂隙岩体破裂的时空演化机理研究

批准号:51509146
批准年份:2015
负责人:杨磊
学科分类:E0905
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

剪切作用下岩体单裂隙辐射流渗流应力耦合机理研究

批准号:51679197
批准年份:2016
负责人:柴军瑞
学科分类:E0905
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
4

应力与干湿循环耦合作用下易崩解软岩填料工程特性弱化规律及变形分析方法

批准号:51608188
批准年份:2016
负责人:洪鹏云
学科分类:E0807
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目