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断裂力学研究现状论文

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断裂力学研究现状论文

近期,南方 科技 大学副校长兼教务长、环境科学与工程学院讲席教授、美国国家工程院院士张东晓课题组针对自然界广泛存在的力学非连续结构面的演化这一古老但富有挑战的力学问题,通过自主构建新的计算力学模型,阐明多尺度裂缝扩展及相互作用力学机理,相关系列成果发表在地球科学领域顶级期刊 Journal of Geophysical Research-Solid Earth 和 Geophysical Research Letters 上。 图1 页岩生烃诱导的复杂三维非平面裂缝网络仿真结果 长期以来,地壳内流体驱动的裂缝扩展力学机理备受地球科学、能源、矿业等领域学者关注。与之密切相关的自然现象包括冰川融水诱导冰架坍塌、岩浆入侵引起岩墙的扩展、雁列型断层及裂缝的演化、烃源岩自然生烃导致的裂纹扩展等。与能源、矿业产生密切联系缘于水力压裂技术的广泛采用,大规模水平井分段压裂技术促成了美国页岩气革命,改变了美国的能源格局。该技术在我国四川涪陵、威远、焦石坝等国家页岩气主力产区获得成功实践,有利于缓解我国能源供需矛盾并有效保障我国能源安全。此外,深层地热和天然气水合物的开采、二氧化碳地质封存潜力评估、深部金属矿床开发等均涉及裂缝扩展问题。因此,研究流体驱动的裂缝扩展对于理解地壳内多尺度力学结构面的演化规律、高效清洁开发非常规能源具有重要意义。 基于断裂力学、岩石力学、渗流力学等力学原理,推导并构建全新的复杂裂缝扩展计算力学模型,该模型对于简单币形裂缝在断裂韧性主导和粘性主导区域,获得了与经典解析解相一致的预测结果,主要的特色在于实现了对具有复杂形态裂缝(任意三维曲面裂缝)扩展过程的精确追踪,同时体现流体流动、岩体变形、裂缝起裂与扩展、裂缝应力干扰等多物理场的耦合控制作用。相关成果以“Hydromechanical Modeling of Nonplanar Three‐Dimensional Fracture Propagation Using an Iteratively Coupled Approach”为题,发表于Journal of Geophysical Research-Solid Earth。 图2三维非平面裂缝扩展计算力学模型示意图及模型验证结果 以烃源岩生烃诱发裂缝扩展为研究对象,通过数值模拟手段系统研究多条裂缝扩展过程。回答了生烃过程中为什么会产生三维非平面交叉裂缝网络,发现了三维曲面裂缝力学相互作用的不同表现形式,阐明了多条三维裂缝扩展过程中出现交替式、差异性、扩展速度渐变性等扩展行为背后的力学机理。该成果为深入理解烃源岩内部复杂力学结构面的形成过程、高速渗流通道的空间拓扑结构特征提供了新方法和新思路。相关成果以“Development of 3-D Curved Fracture Swarms in Shale Rock Driven by Rapid Fluid Pressure Buildup: Insights From Numerical Modeling”为题,发表于Geophysical Research Letters。 图3 烃源岩生烃过程不同初始裂缝形态下的三维缝网扩展数值模拟结果 环境学院研究副教授李三百为系列论文的第一作者,张东晓为系列论文的通讯和共同通讯作者,美国莱斯大学教授、美国国家工程院院士Abbas Firoozabadi为第一项成果的共同通讯作者。南科大为该论文的第一单位。该系列成果的开展和完成得到了国家自然科学基金项目的支持。JGR: Solid Earth论文链接: 论文链接:

混凝土细观力学研究进展及评述(1.北京工业大学分部,北京 100044;2.中国水利水电科学研究院 工程抗震研究中心,北京 100044)摘要:本文介绍了混凝土细观力学的研究方法,总结了到目前为止在细观层次上对混凝土实验研究和数值模拟的研究成果,详细分析讨论了格构模型、随机骨料模型和随机力学特性模型3种细观力学数值模型的优缺点。目前混凝土细观力学的研究主要集中对细观数值模型的研究,已建立起来的细观数值模型仍待完善,同时尚缺乏系统的各相材料力学特性参数试验测定成果。用细观力学数值模拟取代部分试验任务还要做很多工作。关键词:混凝土;细观力学;数值模拟;试验研究中图分类号:TV313 文献标识码:A 1 引言混凝土是由水、水泥和粗细骨料组成的复合材料。一般从特征尺寸和研究方法的侧重点不同将混凝土内部结构分为三个层次(如图1):(1)微观层次(Micro-level)。材料 的结构单元尺度在原子、分子量级,即从小于10-7cm~10-4cm着眼于水泥水化 物的微观结构分析。由晶体结构及分子结构组成,可用电子显微镜观察分析,是材料科学的研究对象;(2)细观层次(Meso-level)。从分子尺度到宏观尺度,其结构单元尺度变化范围在10-4厘米至几厘米,或更大些,着眼于粗细骨料、水泥水化物、孔隙、界面等细观结构,组成多相复合材料,可按各类计算模型进行数值分析。在这个层次上,混凝土被认为是一种由粗骨料、硬化水泥砂浆和它们之间的过渡区(粘结带)组成的三相材料。砂浆中的孔隙很小而量多,且随机分布,水泥砂浆力学性能可以看作细观均质损伤体。相同配合比、相同条件的砂浆试件,通常其力学性能也比较稳定,可以由试验直接测定。由泌水、干缩和温度变化引起粗骨料和水泥砂浆之间产生初始粘结裂缝,而这些细观内部裂隙的发展将直接影响混凝土的宏观力学性能;(3)宏观层次(Macro-level)。特征尺寸大于几厘米,混凝土作为非均质材料存在着一种特征体积,一般认为是相当于3~4倍的最大骨料体积。当小于特征体积时,材料的非均质性质将会十分明显;当大于特征体积时,材料假定为均质。有限元计算结果反映了一定体积内的平均效应,这个特征体积的平均应力和平均应变的关系成为宏观的应力应变关系。图1 混凝土的层次结构示意长期以来,人们对混凝土材料和构件宏观力学性能的劣化直至破坏全过程的机理、本构关系、力学模型和计算方法都非常重视,并且用各种理论和方法进行了研究。为了研究其材料组织结构和裂缝的开展以及在单轴、双轴、三轴应力的作用与强度之间的关系,人们作了大量试验。强度理论也从最简单的最大拉应力理论、最大拉应变理论,发展到单剪应力系列、八面体剪应力系列、双剪应力系列,直至现在的统一强度理论[1]。关于混凝土本构关系的研究也有大量文献,概括起来混凝土本构关系模型[2,3]主要有以下三种:(1) 弹性本构模型,包括线弹性和非线性弹性本构模型;(2)以经典塑性理论为基础的本构模型;(3)基于不可逆热力学的本构模型,包括内蕴时间模型和损伤力学模型。对混凝土细观结构的研究表明,即使在加载以前,混凝土内部已有微裂缝存在。这种微裂缝一般首先在较大骨料颗粒与砂浆接触面(粘结带)上形成,即所谓的初始粘结裂缝。这是由于水泥砂浆在混凝土硬化过程中干缩引起的。砂浆和粗骨料接触面处是混凝土内部的薄弱环节,正是这种接触面导致混凝土具有较低的抗拉强度。粘结裂缝的数量取决于许多因素,包括骨料尺寸及其级配、水泥用量、水灰比、固化强度、养护条件、环境湿度和混凝土的发热量等。由于骨料和砂浆的刚度不同,在加载过程中,这种裂缝还将进一步发展,以致使混凝土在宏观上的应力应变曲线呈现出非线性。不均匀性是混凝土材料的最本质的特点,微裂缝是决定其性能的主导因素。材料和物理学家从微观的角度研究微缺陷产生和扩展的机理,但是所得结果不易与宏观力学量相关联。而着眼于宏观裂纹分析的混凝土裂断力学理论和方法,主要研究裂纹尖端附近的应力场、应变场和能量释放率等,以建立宏观裂纹起裂、裂纹的稳定扩展和失稳扩展的判据。但是断裂力学无法分析宏观裂纹出现以前材料中微缺陷或微裂纹的形成及其发展对材料力学性能的影响。为了建立混凝土细微观结构各种缺陷及其特性的不均匀性与其在宏观力学特性的关系,自20世纪70年代末[4],人们发展了混凝土细观力学研究方法。2 混凝土细观力学的研究方法细观力学将混凝土看作由粗骨料、硬化水泥胶体以及两者之间的界面粘结带组成的三相非均质复合材料。选择适当的混凝土细观结构模型,在细观层次上划分单元,考虑骨料单元、固化水泥砂浆单元及界面单元材料力学特性的不同,以及简单的破坏准则或损伤模型反映单元刚度的退化,利用数值方法计算模拟混凝土试件的裂缝扩展过程及破坏形态,直观地反映出试件的损伤断裂破坏机理。由于细观上破坏或损伤单元刚度的退化,使得混凝土试件所受荷载与变形之间的关系表现为非线性。细观力学的研究需要将试验、理论分析和数值计算三方面相结合。试验观测结果提供了细观力学的实物物性数据和检验判断标准;理论研究总结出细观力学的基本原理和理论模型;数值模拟计算是细观力学不可少的有效研究手段。人们可以在细观层次上合理地采用各相介质本构关系的情况下,借助于计算机的强大运算能力,对混凝土复杂的力学行为进行数值模拟,而且能够避开试验机特性对于试验结果的影响。数值模拟可直观再现混凝土细观结构损伤和破坏过程。当前混凝土细观力学数值模拟主要沿着两个方向进行:(1)将连续介质力学、损伤力学和计算力学相结合去分析细观尺度的变形、损伤和破坏过程,以发展较精确的细观本构关系和模拟细观破坏的物理机制;(2)基于对细观结构和细观本构关系的认识,将随机分析等理论方法与计算力学相结合去预测材料的宏观性质和本构关系,对混凝土试件的宏观响应进行计算仿真。3 混凝土细观力学的试验研究随着自动控制系统和电液伺服加载系统在结构试验中的广泛应用,从根本上改变了试验加载的技术,由过去的重力加载逐步改进为液压加载,进而过渡到低周反复加载、拟动力加载以及地震模拟随机振动台加载等。CT扫描,微波内部成像,声发射以及光纤应变传感器等已应用于解决应力、位移、裂缝、内部缺陷、损伤及振动的量测问题[5~14]。在试验数据的采集和处理方面,实现了量测数据的快速采集、自动化记录和数据自动处理分析等。与计算机联机的拟动力伺服加载系统可以在静力状态下量测结构的动力反应。由计算机完成的各种数据采集和自动处理系统可以准确、及时、完整地收集并表达荷载与试件材料行为的各种信息。试验的作用有两个方面:一方面,为细观数值模拟提供基础数据,包括试样组成材料的细观力学性质、试样的尺寸等;另一方面,检验数值模拟结果的可靠性。在从细观层次入手进行混凝土的断裂过程模拟时,混凝土被视为由砂浆基质、粗骨料以及两者之间界面组成的复合材料,必须通过试验确定这三相组成材料的力学性质(包括 弹性模量、强度、本构关系等),以此为基础才能进行混凝土试样的断裂过程模拟,但是模拟结果还必须与真实试件的宏观试验结果进行比较,以验证其正确性和适用性。但在细观层次上,研究混凝土各相材料的试验资料并不多。进行细观力学数值模拟试验要以基本试验数据为基础,数值模拟的结果最终还要得到宏观试验结果的验证。作者所见的国内最早进行水泥浆体与骨料界面结合能力试验研究是同济大学的吴科如等人[15],文献[15]设计了4种结合类型,分别测定了大理石粗骨料与水泥浆体结合面的劈拉强度和断裂能,并讨论了增强硬化水泥浆体-粗骨料界面结合力对混凝土断裂能的影响。刘光廷等[16]给出了粗骨料、水泥浆体及其结合面的抗拉强度、弹模等统计参数。宋玉普[17]介绍了全级配混凝土试件进行的系列试验,研究了全级配混凝土试件单轴抗拉、抗压、襞裂抗拉和抗折的强度及变形等特性,对试件的破坏形态及裂纹传播路径等进行了统计处理。van Mier J G M[18] Horsch T和Schlangen E[20,21]等[19]给出了混凝土三相组成材料的力学特性具有参考价值的试验资料。文献[18]系统地讨论了混凝土单轴压、单轴拉,剪切(Ⅱ,Ⅲ及混合型)微裂缝产生、扩展过程和细观力学机制,研究了骨料尺寸、类型、水灰比、养护条件以及压板摩擦约束和刚度对试验结果的影响。Hordijk D A[22]基于非线性断裂力学,比较系统地进行了素混凝土试件单轴拉伸和疲劳加载以及四点弯曲梁循环加载试验及数值模拟,绘出了应力变形全曲线,并总结了相应的本构关系。应该指出,上述文献有关骨料、固化水泥砂浆基质的力学特性都有一些试验统计数据,而水泥骨料结合面力学特性指标的试验研究则较为少见。组成混凝土各相材料的力学特性是进行数值模拟的基础。为了获得这些基本参数,有针对性地进行试验,特别是对水泥骨料结合面的力学特性开展研究是必不可少的。“九五”期间,中国水利水电科学研究院结合小湾高拱坝工程,进行了大坝全级配混凝土静、动态试件的试验研究[23]。该项试验研究试件样本容量较少,但据此得出的初步结论表明:在与高拱坝长周期相应的加载速率下,全级配混凝土和湿筛混凝土的动态抗压强度及动态抗压弹性模量较静态值提高幅度不等,但都低于目前规范所规定的30%;在试验的加载速度下,全级配混凝土的动态弯拉强度和动态弯拉弹性模量较静态值提高幅度均低于30%。另外,特别值得注意的是,具有初始静载试验的极限弯拉强度并不小于动态弯拉强度,不同初始静载对极限弯拉强度未见有不利的影响。混凝土是一种多相介质的复合材料,其力学特性与所采用的水泥标号、骨料质量、水灰比、混凝土的配合比、制作方法、养护条件以及混凝土龄期等有关。试验时采用的试件尺寸和形状、试验方法和加载速度不同,测得的数据也不同。因此,深入系统地进行全级配大坝混凝土的静、动态试验研究,弄清全级配混凝土和湿筛混凝土的力学特性及其在不同初始静载时的动强度变化规律对高拱坝抗震设计是至关重要的。这是我国强震区高拱坝抗震研究中的薄弱环节,急需加强。4 细观力学数值模拟研究混凝土力学试验是研究其断裂过程和宏观力学性质的基本手段。但是,由于试验条件的限制,往往其试验结果不能反映试件的材料特性,而只能反映整个试样-加载系统的结构特性。细观力学数值模拟,在计算模型合理和混凝土各相材料特性数据足够精确的条件下,可以取代部分试验,而且能够避开试验条件的客观限制和人为因素对其结果的影响。Wittmann F H[24]和Zaitsev Y V[4,25]把混凝土看作非均质复合材料,在细观层次上研究了混凝土的结构、力学特性和裂缝扩展过程。随着计算技术的发展,在细观层次上利用数值方法直接模拟混凝土试件或结构的裂缝扩展过程及破坏形态,直观地反映出试件的损伤破坏机理引起了广泛的注意。近十几年来,基于混凝土的细观结构,人们提出了许多研究混凝土断裂过程的细观力学模型,最具典型的有格构模型(Lattice model)、随机粒子模型(Random particle model)[26]、Mohamed A R[27]等提出的细观模型、随机骨料模型(Random aggregate model)及唐春安等人[28,29]提出的随机力学特性模型等。这些模型都假定混凝土是砂浆基质、骨料和两者之间的粘结带组成的三相复合材料,用细观层次上的简单本构关系来模拟复杂的宏观断裂过程。另外,文献[30~32]根据混凝土材料特性与分形维数的相关关系,运用分形方 法定量描述了混凝土的损伤演化行为。4.1 格构模型 格构模型将 连续介质在细观尺度上被离散成由弹性杆或梁单元连结而成的格构系统,如图2。每个单元代表材料的一小部分(如岩石、混凝土的固体基质)。网格一般为规则三角形或四边形,也可是随机形态的不规则网格。单元采用简单的本构关系(如弹脆性本构关系)和破坏准则,并考虑骨料分布及各相力学特性分布的随机性。计算时,在外载作用下对整体网格进行线弹性分析,计算出格构中各单元的局部应力,超过破坏阈值的单元将从系统中除去,单元的破坏为不可逆过程。单元破坏后,荷载将重新分 图2 格构模型 配,再次计算以得出下个破坏单元。不断重复该计算过程,直至整个系统完全破坏,各单元的渐进破坏即可用于模拟材料的宏观破坏过程。格构模型思想产生于50多年前,当时由于缺乏足够的数值计算能力,仅仅停留在理论上。20世纪80年代后期,该模型被用于非均质材料的破坏过程模拟[18,20,21,33~36]。后来,Schlangen E等人[20,21,33~36]将格构模型应用于混凝土断裂破坏研究,模拟了混凝土及其它非均质材料所表现的典型破坏机理和开裂面的贯通过程。van Mier J G M在文献[18]中用该模型模拟了单轴拉伸、联合拉剪、单轴压缩试验。在国内,杨强等人[37-39]采用格构模型模拟了岩石类材料开裂、破坏过程以及岩石中锚杆拔出试验。上述研究都是针对平面问题进行的,据有关资料介绍,van Mier J G M等人正将格构模型应用于混凝土开裂的三维问题研究。有关研究表明,利用格构模型模拟由于拉伸破坏所引起的断裂过程是非常有效的,但用于模 拟混凝土等材料在压缩荷载(包括单轴压缩和多轴压缩)作用下的宏观效应时,结果不够理想。另外,用该模型得到的荷载-位移曲线呈脆性,与混凝土的实际不符[35]。实际上,格构模型采用的杆单元的本构关系和破坏准则较为简单,但不能反映单元实际变形形态,单元的破坏为不可逆过程,因此很难反映卸载问题。4.2 随机骨料模型 将混凝土看作由骨料、硬化水泥胶体以及两者之间的粘结带组成的三相非均质复合材料。借助由富勒(Fuller)三 维骨料级配曲线转化到二维骨料级配曲线的瓦拉文公式[40]确定骨料颗粒数,按照蒙特卡罗方法(Monte Carlo Method)在试件内随机生成骨料分布模型。将有限元网络投影到该骨料结构上(如图3),或对试件剖面内的粗骨料及水泥砂浆基底直接进行有限元网格剖分,然后根据骨料在网格中的位置判定单元类型(如:骨料单元、固化水泥砂浆单元及界面单元),并依单元类型赋予相应的材料特性。由于各相材料的弹性常数、强度不同,以及破坏单元刚度的变化,使得混凝土试件所受荷载与变形之间的关系表现为非线性。利用考虑混凝土弹性模量或强度退化的非线性有限元方法计算模拟混凝土试件的裂缝扩展过程及破坏形态,直观地反映试件的损伤断裂破坏机理。随机骨料模型未考虑各相材料力学特性分布的随机性,如何合理地选择破坏单元的本构关系和破坏准则或各相材料的损伤演化模型也需要进一步研究。 骨料单元(灰色);砂浆单元(无色);界面单元(黑色)图3 随机骨料模型及单元属性定义目前的研究基本上限于平面问题。刘光廷[16]用随机骨料模型数值模拟了混凝土材料的断裂。宋玉普[17]基于随机骨料模型模拟计算了单轴抗拉、抗压的各种本构行为,计算了双轴下的强度及劈裂破坏过程,并引入了断裂力学的强度准则,模拟了各种受力状态下的裂纹扩展。黎保琨等人[41~43],对碾压混凝土细观损伤断裂进行了研究,模拟了碾压混凝土静力特性及试件尺寸效应。以上研究基于瓦拉文公式所确定的圆形骨料模型都假定骨料颗粒为球型。为了尽可能模拟实际骨料的形态,王宗敏[44]利用一种凸多边形骨料模型,按正交异性损伤本构关系,数值模拟了混凝土应变软化与局部化过程。高政国等[45]进一步研究了二维混凝土多边形随机骨料的投放算法,确定了以面积为标度的骨料侵入判断准则和凸多边形骨料生成方式,在此基础上形成二维混凝土骨料投放算法。现已提出以体积为标度的三维混凝土骨料随机投放方法[46]。4.3 随机力学特性模型 该模型是唐春安等人[28,29]提出的(如图4)。为了考虑混凝土各相组分力学特性分布的随机性,将各组分的材料特性按照某个给定的Weibull分布来赋值。各个组分(包括砂浆基质、骨料和界面) 投影在网格上进行有限元分析,并赋予各相材料单元以不同的力学参数,从数值上得到一个力学特性随机分布的混凝土数值试样。用有限元法计算这些细观单元的应力和位移。按照弹性损伤本构关系描述细观单元的损伤演化。按最大拉应力(或者拉应变准则)和摩尔库仑准则分别作为细观单元发生拉伸损伤和剪切损伤的阈值条件。文献[29]利用该模型分别对混凝土单轴拉压、双轴拉压组合、拉伸Ⅰ型断裂、三点弯拉以及剪切断裂进行了较为系统的数值模拟。但没有考虑试件内各级配骨料分布的随机性。实际上混凝土的骨料级配及骨料空间分布的随机性,对计算结果均有影响。 图4 随机力学特性模型到目前为止,在细观层次上对混凝土数值模拟大都为平面静力问题,并仅限于少级配小尺寸混凝土试件的研究,多数文献注重对破坏过程的数值模拟,距可以替代部分试验的目标还相差甚远,而模拟全级配混凝土在静、动力作用下的破坏过程仍是一项空白。5 结束语迄今为止,尽管应用格构模型进行数值模拟的成果较多,并且有很多优点,但该类模型不能反映单元实际变形形态,单元的破坏为不可逆过程,很难反映卸载和动力反复加载问题。随机骨料模型未考虑各相力学特性在计算域内的随机分布,而随机力学特性模型未考虑骨料颗粒在计算域内的随机分布。实际上,粗骨料颗粒在试件域内的随机分布及各相细观材料的力学特性在试件域内的随机分布对混凝土试件的宏观力学特性均有一定影响,因此,这些细观模型均有待改进。混凝土细观力学是建立在实际试验基础上的,混凝土各相介质的力学特性、损伤本构关系及其损伤演化规律都必须经过试验测定。 将连续介质力学、损伤力学和计算力学相结合,输入参数的不定性与概率统计理论相结合,试验与计算相结合的细观力学方法,已经架起了混凝土微观结构与宏观力学特性的连接桥梁,试验观测手段的改进和计算机技术的飞速 发展给混凝土细观力学的研究展示了广阔的前景。你到这里看一下或许有你需要的资料喔。

微分方程在力学中的应用是非常广泛的。但是你的问题问得太不着边际了,很难回答。微分方程分为常微分方程和偏微分方程。一般来说,后者应用更为广泛。常系数常微分方程通常用来解一些最简单、最基本的动力学问题,例如速度、加速度、弹簧受力分析等等。例如:F=m*d(ds/dt)/dt就是牛顿第二定律。这些方程一般都可以解出。最常见的非常系数常微分方程有贝赛尔方程、薛定鄂方程以及非线性薛定鄂方程等,这些方程一般应用在边界条件为圆柱或圆球形状的波的振动描述上。偏微分方程是分析波动、二维受力分析等常见的方程了。如果你要写论文,可以考虑以下两方面的应用:1 牛顿定律分析2 波动分析

断裂力学论文

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培养人才李灏在数学、力学和物理学上有较高的造诣,在华中工学院长期担任理论力学教研室主任期间,他不仅承担了大量数学与力学的教学任务,而且精心培养了一批青年力学教师,在几十年的教学生涯中,他讲过几十门课。他既讲理论力学、材料力学、分析力学、弹性力学、塑性力学、热弹性力学、振动理论、断裂力学、有限元法、流体力学、连续介质力学等力学课程,也讲数学分析、复变函数、保角变换、张量分析、微分几何、变分法、热力学、电动力学和近代物理等数学和物理学课程。在教学中,李灏非常注意因材施教、深入浅出。他讲课概念清楚,逻辑严谨,联系实际,并紧紧掌握住力学发展的趋势,及时地将力学的新分支、新概念和新方法引进到教学中去,而且他讲课非常注重科学与艺术的统一。因此大家都说:“听李灏教授的课不仅使人学到知识,而且是一种艺术享受。” 为发展中国的力学教育事业,他和其他同志一道,于1979年创办了华中工学院力学系和力学研究所,并任系主任兼所长。华中理工大学力学系不仅有本科专业,而且有固体力学、流体力学、实验力学、计算力学和结构力学5个专业硕士点以及固体力学专业博士点,为国家输送了大批高级科技人员。这些成绩与李灏的努力是分不开的。断裂力学在学术研究方面,他早期有兴趣于广义相对论和统一场论。他认为,力学工作者应具有较宽广的知识面,不仅要有较高的数学水平,而且要懂得近代物理学知识。他曾把爱因斯坦的名著《相对论的意义》译成中文,由科学出版社出版,还曾利用各种机会在大学生和研究生中宣传爱因斯坦的成就和学术方法。他自己数十年如一日孜孜不倦地学习理论问题,即使在“文化大革命”期间,李灏也丝毫不放松对学术的探讨,并且花了许多时间系统地阅读《量子场论》 ,写了不少心得笔记。 70年代初,他开始致力于断裂力学的研究与应用,并为断裂力学在中国的普及做了大量工作。首先,他编著了《断裂理论》和《断裂力学》教材,在教育部委托下多次办研讨班,在大学与研究所推广断裂力学理论与方法。80年代初期,他又积极向中国学者推荐损伤力学理论与方法,编著损伤力学教材,组织中国首届损伤力学学术会议。除了指导一些中青年教师研究断裂力学在工程中的应用外,李灏还潜心研究Noether理论与J积分守恒性的关系,得到一些有理论意义的成果。后来,他把J积分理论用于分析金属材料以及包括人骨在内的非金属材料的断裂问题。李灏不仅注意理论探讨与分析,而且也强调做实验工作。在他年事已高时,也不放弃参加实验研究的机会。他常告诫年轻教师与研究生要全面锻炼自己的理论分析与实验分析能力,要像京剧演员那样,“唱、做、念、打”样样都精。损伤力学李灏学术思想敏锐,总是力图使自己的学术研究工作既能直接为祖国的建设事业服务,又能紧紧跟上世界力学学科发展的趋势。80年代初,他注意到一门新的固体力学分支——连续损伤力学在欧洲出现。他认为,这个分支学科的出现是顺应解决工程中破坏问题的迫切需要而产生的。于是他除了用很快的速度向国内介绍这新分支学科以外,还身体力行地组织起了研究班子。在国家自然科学基金会的支持下,他抓住一项工程实际课题“深冲的成形极限”进行系统而周密的研究,提出了新的损伤准则,用以预估塑性失稳。在研究中,他不满足于理论上取得的成果,而注重并追求研究成果的实际效果。 他指导研究生首次测出了真实金属材料的各向异性损伤及其演变;用实验说明损伤变量可以十分近似地表示为一对称的二阶张量。他们的论文《形变失稳的各向异性损伤准则及其在金属薄板成形极限中的应用》 ,在国际刊物《工程断裂力学》上发表后,他并没有止步,他认为:所提准则只是在比例加载下被证明成立了,但这对工程应用是不够的。于是,他又指导青年教师和研究生对所提准则在非比例加载下的实用可能性进行研究,又取得了满意的结果。后来,在研究金属大变形塑性损伤时,他把冯·米泽斯的思路引入损伤力学,受到国内外同行的关注;接着,又把损伤力学的成果用以分析动态损伤的应力应变场,并取得了进展。学术交流李灏还非常注重与外界进行学术交流与交往,他多次参加美国机械工程师学会和国际理论与应用力学联合会的年会和专题讨论会。1979年,他参加美国机械工程师学会的冬季年会,交流了《断裂力学在中国的主要进展》,这是最早向国际上介绍中国学者在断裂力学上的研究成果的论文。1986年,在IUTAM举办的断裂的局部法研讨会上,他介绍了论文《用损伤模型研究动态扩展时塑性区的应力应变分布》 。这篇论文得到的理论解把损伤区高速扩展的结果与准静态扩展的结果一致起来,解决了这个经典断裂力学问题,这一成果受到与会同行的重视。在学术研究中,李灏知人善任,善于和其他老教师以及中青年教师合作。作为学术带头人,他对同事既严格要求,又悉心指导。在一个新的研究课题面前,他能很快地组织一个较齐全的班子开展工作,并力争尽快取得研究成果。对此,他将自己的经验总结为一句话,即尽力发挥各人的长处。

资金链断裂论文研究现状述评

企业营运资金管理存在的问题论文

摘要 :

为了避免企业发展中面临的资金问题,保证经营活动的稳步开展,企业需加强对自身营运资金的管理。当前,许多企业均已认识到这个问题,并对营运资金采取了一定管理措施。但是,由于缺乏科学的管理体系、管理方法与技术滞后、营运资金结构不合理等,企业营运资金的管理仍不到位。基于此,本文立足于企业营运资金管理的相关理论概述,深入探讨了企业营运资金管理中存在的各类问题。最后,从采取多种资金管理方法、完善营运资金管理制度、调整营运资金结构等方面,提出了加强企业营运资金管理的具体对策建议,以期为企业营运资金管理提供借鉴与参考。

关键词 :企业经营;营运资金;管理现状;存在问题;对策建议

经济新常态背景下,企业间的竞争已经由传统产品、价格与服务的竞争,转向商业模式间的竞争。而营运资金管理作为商业模式中的重要内容,对企业经营活动的持续开展具有重要作用。在企业日常营运活动中留存适量的营运资金,并使其合理有效地运作,可以实现企业营运资金管理与企业最终目标的有机统一。因此,强化营运资金管理,实现企业营运资金的通畅流动,并将资金使用效能不间断地输入到企业经营活动当中,促进企业经济效益增长,成为本文研究的重点。

一、企业营运资金管理概述。

营运资金又称营运资本,是企业投放于在流动资产上的资金总和,包括现金、存货、应收账款与有价证券等,具有极强的流动性、周转期短且容易变现等特点。因此可以说,营运资金是企业经营发展的基础资金。而营运资金管理即指对企业流动资产的管理,以及为维持流动资产而进行的短期融资活动管理,涉及营运资金适用数量、最佳筹资方式等。企业营运资金的管理需考虑该资产变现所需的时间及比率的稳定程度。具体而言,营运资金管理具体可分为两方面:

一是营运资金的运用管理,主要在于确定现金、应收账款、存货等营运资金的最佳持有水平;

二是营运资金的筹措管理,主要为企业利用内部资金转移机制实现资金的最优配置。

此外,从不同视角出发,企业营运资金管理的内容也存在差异。例如,从管理环节出发,营运资金管理可分为资金预测、决策、计划、控制、考核与分析等;从管理对象出发,营运资金管理可分为流动资金管理与流动负债管理;从整体视角出发,营运资金管理可分为货币资金管理、短期投资管理、存货管理和款项管理等。提高营运资金管理水平,可以帮助企业集团压缩融资规模,有效控制企业营运资本的运作,更好地实现企业经济效益增长。

二、当前企业营运资金管理中存在的问题。

(一)缺乏科学的营运资金管理制度,资金使用效率低。

当前,我国企业运营资金管理中存在的普遍问题,即缺乏科学的营运资金管理制度。例如,许多企业尚未建立健全的财务管理制度,因而财务管理较为混乱。具体而言,企业资金流使用缺乏制度约束,使得企业营运资金的使用的随意性较大,影响了后续经济活动的开展,造成企业无法根据市场需求利用资源、筹集资金与分配利润。

现阶段,也有一些企业建立了财务管理制度,但财务管理制度的内容较为简单、流于形式,未将管理贯穿与渗透到企业生产、经营的各个环节,造成企业发展无法适应市场经济的新变化。另外,由于缺乏相应的信用规范管理,没有科学的管理制度标准与条件约束、催收方案等,致使企业在赊销期间收回的款项,常常与所赊销的款项额度相差较大。这在一定程度上致使营运资金使用率低下,形成一种恶性循环,如此长期以往,坏账、烂账的出现将会导致企业破产。

(二)向金融机构融资难,企业流动资金不足。

现阶段,企业融资难已成为企业经济活动开展中经常面临的问题。具体而言,我国的信贷体系主要为抵押信贷,但大多企业的规模、运营能力与抗风险能力等均较小,无法满足信贷要求,致使信贷资金不足以支撑后续经营活动。近几年,我国互联网金融、阿里巴巴信贷、众筹等多种新融资渠道虽然开始发展,但由于处于发展初期,新型借贷平台本身存在较大风险,难以满足企业经营发展的资金需要。企业向金融机构融资较为困难,致使企业发展流动资金不足,制约了实际流动资金的运营操作。另外,大多数企业要想完成实际生产,需要源源不断地原料供给。

而原材料供给方给予的宽限期限较短,一般不会采用高价赊卖的方式进行原材料供给。因此,为了满足生产活动的正常运转,企业大多会将的资金用于原料采购方面。庞大的原材料采购压力,在一定程度上也减少了企业的流动资金。

(三)营运资金结构不合理,缺乏绩效管理评价。

目前,我国大多数企业均存在营运资金结构不合理问题。企业资金的使用多用于保护生产活动,而忽视了营运资金及各类资金的关系。这常常导致企业的资金流动不合理,造成运营资金结构的不合理,最终造成企业资金无法及时回笼,货物积压现象大量存在等。除了及时更新适应市场的产品之外,要想实现科学发展,企业还应有科学规范的运营资金管理手段,即对运营资金财务部门进行绩效考评。

然而,我国多数企业均未设立对于财务部门工作人员的绩效评价,也未将有效地评价机制引入其中。企业财务绩效管理评价的不健全,促使企业利益与部门利益存在一定矛盾,影响了企业利益最大化的实现。例如,在营运资金应收账管理中,由于没有配套的绩效管理评价,部门盲目追求实现销售收入,忽略了应收账款的回收,为企业造成了不必要的坏账损失。

(四)营运资金管理方法较为滞后,考核体系不健全。

企业未将营运资金管理贯穿至经营活动的始末,也未全面覆盖原材料采购、生产制造、材料款支付、产品销售与现金回收等业务流程中。例如,部分企业集团习惯于听从领导安排,领导重视哪里,就加强哪类业务的.管理,且在缺乏营运资金管理方面,由于缺乏理论知识的应用,使得管理手段与方法落后。并且,当前仍有企业未开发对产品制造的相关操作信息系统,仍采用EXCEL表进行记录、计量与统计。

大量的产品信息数据存留在电脑硬盘内,一旦电脑发生故障,将对企业营运资金管理造成巨大损失。另外,企业考核体系不健全,也是营运资金管理无法实现的重要原因。营运资金管理涉及的企业经济活动繁杂,考核指标也较多,而现实操作中,部分企业对营运资金管理的统筹考虑不足,设立的考核指标较为单一,如仅设立了生产成本管控指标,难以覆盖标准成本等全部经营活动,造成营运资金管理存在漏洞。

三、加强企业营运资金管理的对策建议。

(一)调整营运资金结构,推进企业财务与业务相融合。

企业应协调营运资金结构,推进企业财务与业务相融合,加强协同管理。应按照产业链管理的思维,尽可能合理划分产品生产、原料储备、生产运输、批量销售、订单处理、零售等各个环节的资金比例,增加产业链上游的资金利用率,缩减中下游比例,实现企业资金结构的优化。

应尽可能降低流动资产的不必要损失,合理优化内部资金结构,科学安排流动资金、流动负债、长期负债的结构,灵活利用企业流动负债来满足流动资产的波动性需要,充分发挥财务杠杆的作用。在此过程中,应加强业务与财务的融合,如销售部门、采购部门与财务部门融合,尽量避免预付款项,以此减轻企业资金压力,推进营运资金结构的协调。

(二)采取多种资金管理方法,加强资金预算管理。

企业应结合国际经济发展形势,采取多种资金管理方法,加强资金预算管理。具体而言,应建立集中的资金管理系统,按绩效、要素等一定比例,以及整体与部分的关系,对各部门营运资金管理进行多元化规划。在此过程中,应充分认识营运资金预算的地位,用预算的刚性来约束日常行为。

例如,企业营运资金的筹措方面,要协调短期与长期资金来源的预算安排,各尽启用,避免企业面临资金短缺的窘境;可加强预算的跟踪管理,从预算体系建设和预算执行两个方面着手提升营运资金的预算水平;在企业营运资金的预算安排上,要结合自身情况合理配置资源,提高企业资金占用的合理性。

(三)完善营运资金管理制度,提高资金使用效率。

企业应完善营运资金管理制度,提高资金使用效率。一方面,可建立健全配套的财务管理制度,加强对企业货币资金、存货、应收账款与固定资产的管理。同时,企业应健全内部管理责任制,将各部门的权责进行清晰划分,并交由内部监督机制进行严格审核,通过对营运资金使用情况法人定期不定期清查,进行货币资金的安全性控制。

另一方面,企业应设置总经理、财务经理与风险管理员、销售经理的三级审批制度。对销售部门的赊销方式,由财务部门根据经济利益与风险的综合衡量审批,最后,再交总经理进行严格审核。通过三层级的审批制度,提高决策效率,降低企业经营中的资金链断裂风险。

(四)选择多元化融资路径,避免企业活动营运风险。

企业外部融资较难,因此需要从内部出发,选择多元化融资路径,优化资本结构。例如,可以发展股份制对产权进行变更,将员工、管理人员等的资金以持股方式吸收,以此扩大内部融资渠道。还可以借助现代企业的担保体系,透过担保公司扩展融资渠道,例如,通过浮动担保制度、知识产权与租用土地抵押等方式进行企业融资,或选取基金类金融机构,按照企业贡献及福利事项,或从创新层面的知识产权转化等吸引投资。在此过程中,企业应通过多种方试提高企业信誉度,如树立“诚信为本”理念,按照企业实际情况进行资金配置,提高信誉度,以便于后续融资的开展。通多上述多元化融资路径的选择,避免企业经济活动中的运营风险。

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在研究目的与意义的标题下首先应该写商业银行信贷风险变化对于我国目前经济发展的影响和深远意义。而且可以从最近炒的比较热的“民生”概念入手,着力分析对于老百姓生活的影响,或者说对于我们物价、房价等关系到衣食住行的一些东西的影响。在研究现状评述中要从欧美等先进国家的案例进行分析,在分析我国现在的优势和不足,最后自己再提出相应的改进方法或者几点小建议就可以了。我在这里只是进行逻辑上的分析,至于如何对于你这个论文题目的内容加以丰富就应该查找相应的专业书籍和文献了。

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工程断裂力学期刊几区

培养人才李灏在数学、力学和物理学上有较高的造诣,在华中工学院长期担任理论力学教研室主任期间,他不仅承担了大量数学与力学的教学任务,而且精心培养了一批青年力学教师,在几十年的教学生涯中,他讲过几十门课。他既讲理论力学、材料力学、分析力学、弹性力学、塑性力学、热弹性力学、振动理论、断裂力学、有限元法、流体力学、连续介质力学等力学课程,也讲数学分析、复变函数、保角变换、张量分析、微分几何、变分法、热力学、电动力学和近代物理等数学和物理学课程。在教学中,李灏非常注意因材施教、深入浅出。他讲课概念清楚,逻辑严谨,联系实际,并紧紧掌握住力学发展的趋势,及时地将力学的新分支、新概念和新方法引进到教学中去,而且他讲课非常注重科学与艺术的统一。因此大家都说:“听李灏教授的课不仅使人学到知识,而且是一种艺术享受。” 为发展中国的力学教育事业,他和其他同志一道,于1979年创办了华中工学院力学系和力学研究所,并任系主任兼所长。华中理工大学力学系不仅有本科专业,而且有固体力学、流体力学、实验力学、计算力学和结构力学5个专业硕士点以及固体力学专业博士点,为国家输送了大批高级科技人员。这些成绩与李灏的努力是分不开的。断裂力学在学术研究方面,他早期有兴趣于广义相对论和统一场论。他认为,力学工作者应具有较宽广的知识面,不仅要有较高的数学水平,而且要懂得近代物理学知识。他曾把爱因斯坦的名著《相对论的意义》译成中文,由科学出版社出版,还曾利用各种机会在大学生和研究生中宣传爱因斯坦的成就和学术方法。他自己数十年如一日孜孜不倦地学习理论问题,即使在“文化大革命”期间,李灏也丝毫不放松对学术的探讨,并且花了许多时间系统地阅读《量子场论》 ,写了不少心得笔记。 70年代初,他开始致力于断裂力学的研究与应用,并为断裂力学在中国的普及做了大量工作。首先,他编著了《断裂理论》和《断裂力学》教材,在教育部委托下多次办研讨班,在大学与研究所推广断裂力学理论与方法。80年代初期,他又积极向中国学者推荐损伤力学理论与方法,编著损伤力学教材,组织中国首届损伤力学学术会议。除了指导一些中青年教师研究断裂力学在工程中的应用外,李灏还潜心研究Noether理论与J积分守恒性的关系,得到一些有理论意义的成果。后来,他把J积分理论用于分析金属材料以及包括人骨在内的非金属材料的断裂问题。李灏不仅注意理论探讨与分析,而且也强调做实验工作。在他年事已高时,也不放弃参加实验研究的机会。他常告诫年轻教师与研究生要全面锻炼自己的理论分析与实验分析能力,要像京剧演员那样,“唱、做、念、打”样样都精。损伤力学李灏学术思想敏锐,总是力图使自己的学术研究工作既能直接为祖国的建设事业服务,又能紧紧跟上世界力学学科发展的趋势。80年代初,他注意到一门新的固体力学分支——连续损伤力学在欧洲出现。他认为,这个分支学科的出现是顺应解决工程中破坏问题的迫切需要而产生的。于是他除了用很快的速度向国内介绍这新分支学科以外,还身体力行地组织起了研究班子。在国家自然科学基金会的支持下,他抓住一项工程实际课题“深冲的成形极限”进行系统而周密的研究,提出了新的损伤准则,用以预估塑性失稳。在研究中,他不满足于理论上取得的成果,而注重并追求研究成果的实际效果。 他指导研究生首次测出了真实金属材料的各向异性损伤及其演变;用实验说明损伤变量可以十分近似地表示为一对称的二阶张量。他们的论文《形变失稳的各向异性损伤准则及其在金属薄板成形极限中的应用》 ,在国际刊物《工程断裂力学》上发表后,他并没有止步,他认为:所提准则只是在比例加载下被证明成立了,但这对工程应用是不够的。于是,他又指导青年教师和研究生对所提准则在非比例加载下的实用可能性进行研究,又取得了满意的结果。后来,在研究金属大变形塑性损伤时,他把冯·米泽斯的思路引入损伤力学,受到国内外同行的关注;接着,又把损伤力学的成果用以分析动态损伤的应力应变场,并取得了进展。学术交流李灏还非常注重与外界进行学术交流与交往,他多次参加美国机械工程师学会和国际理论与应用力学联合会的年会和专题讨论会。1979年,他参加美国机械工程师学会的冬季年会,交流了《断裂力学在中国的主要进展》,这是最早向国际上介绍中国学者在断裂力学上的研究成果的论文。1986年,在IUTAM举办的断裂的局部法研讨会上,他介绍了论文《用损伤模型研究动态扩展时塑性区的应力应变分布》 。这篇论文得到的理论解把损伤区高速扩展的结果与准静态扩展的结果一致起来,解决了这个经典断裂力学问题,这一成果受到与会同行的重视。在学术研究中,李灏知人善任,善于和其他老教师以及中青年教师合作。作为学术带头人,他对同事既严格要求,又悉心指导。在一个新的研究课题面前,他能很快地组织一个较齐全的班子开展工作,并力争尽快取得研究成果。对此,他将自己的经验总结为一句话,即尽力发挥各人的长处。

国内的话力学杂志有《力学进展》、《力学与实践》等。给lz一些国际的期刊。国际知名的力学期刊 刊名 原文名 创刊年 附注《应用数学和力学》(中国) (AppliedMa hematics and Mechanics) 1980《应用数学和力学》编辑委员会 《热应力杂志》(美) Journal of Thermal Stresses 1978 美国 Hemispheres Publishing Co. 《国际非线性力学杂志》(英) International Journal of Non-Linear Mechanics 1966 英国 Pergamon Press Ltd.《国际固体与结构杂志》 International Journal of Solids and Structures 1965 英国Pergamon Press Ltd.《国际多相流杂志》(英) International Journal of Multiphase Flow 1973 英国Pergamon Press Ltd.《地震工程与结构动力学》 (英) Earthquake Engineering Structural Dynamics 1972 英国John Wiley Sons Ltd.《国际热与热流杂志》(英) International Journal of Heat and FluidFlow 1979 英国 Mechanical Engineering Publi-CationsLtd.《国际地震工程与土壤动力学杂志》(英) International Journal of Earthquake Engineering Soil Dynamics1981 英国 CML Publications《工程断裂力学》(英) Engineering Fracture Mechanics 1968 英国 Pergamon Press Ltd.《国际压力容器与管道杂 志》(英) The International Journal Of PressureVessels Piping 1973 英国Applied Science Publishers Ltd. 《国际工程数值方法杂志》 (英) International Journal for Numerical Methodsin Engineering 1969 英国John Wiley Sons Ltd.《工程材料与结构的疲劳》 (英) Fatigue of Engineering Materials and Structures 1978 英国Pergamon Press Ltd《国际疲劳杂志》(英) International Journal of Fatigue 1979 英国 IPC Science and Technology Press.《国际岩石力学与采矿学及地 质力学文摘》(英) International Journal of Rock Mechanics MiningScienc Geomechanics ABSTRACTS 1964 英国Pergamon Press Ltd.《水利》(法) La Houille Blanche 1902 法国《理论与应用力学杂志》(法) Journal de Mecanique Theorique et Appliquee(Le) 1962 法国Centrale des revues DunodGauthier-Villars《工程师文献》(联邦德国) Ingenieur-Archiv 1929 联邦德国 Springer-Verlag《岩石力学与岩石工程》 (奥地利) Rock Mechanics Rock Engineering1929 奥地利 Springer-Verlag 《固体力学文献》(荷兰) Solid Mechanics Archives 1976 荷兰 Martinus Nijhoff Publishers. 《应用力学和工程技术中的计算机方法》(荷兰) Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 1972 荷兰Elsevier Science Publishers. 《风工程和工业空气动力学杂志》(荷兰) Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 1975 荷兰Elsevier Scientific Publishing Company(原名为Journal of Industrial Aerodynamics,1980年改为 现名)《国际断裂杂志》(荷兰) International Journal of Fracture 1965 荷兰Martinus Nijhoff Publishers 《水利学研究杂志》(荷兰) Journal of Hydraulic Research 1963 荷兰International Assiciation for Hydraulic Research《非牛顿流体力学杂志》 (荷兰) Journal of Non-Newtonian Flluid Mechanics 1975 荷兰Elsevier Scientific Publishing Company 《波动》(荷兰) Wave Motion 1979 荷兰North-Holland Publishing Co. 《土木工程学报》(中国) China Civil Engineering 1954 中国土木工程学会 China Civil Engineering Society《力学学报》(中国) Acta Me-chanica Subuca 1957 中国力学学会《力学学报》编辑委员会(The Editorial Board of ACTAMECHANIC A SINICA,the Chinese Society of Theoretical and Applied Mechanics)《力学译丛》(中国) 1964 中国科学技术情报研究所分所《力学进展》(中国) 1982 中国科学院力学研究所《应用力学》(中国) 1982 中国科学技术情报研究所分所《固体力学学报》(中国) Acta Mechanica Solida Sinica 1980 《固体力学》学报编辑委员会员《应用数学和力学》(中国) Applied Mathematics and Mechanics 1980 《应用数学和力学》编辑委员会《建筑结构学报》(中国) Jour-nal of Building Structures 1980 中国建筑学会《上海力学》(中国) 1980 《上海力学》编辑部 《爆炸与冲击》(中国) 1981 《爆炸与冲击》编辑部 《振动与冲击》(中国) 1982 《振动与冲击》编辑委员会《空气动力学学报》(中国) Acta Aerodynamica Sinica 1983 《空气动力学学报》编辑委员会《数学物理学报》(中国) 1981 《数学物理学报》编辑委员会《实验应力分析学会会报》 (美) Proceedings of the Society for Experimental StressAnalysis 1943 美国实验应力分析学会 (Society for Experimental Stress Analysis) 《实验力学》(美) Experimental Mechanics 1961 美国实验应力分析学会 (Society for Experimental Stress Analysis) 《结构力学杂志》(美) Journal of Structural Mechanics 1972 美国Marcel Dekker Ine.《流变学杂志》(美) Journal of Rheology 1957 美国John Wiley Sons Inc. 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大田作物研究,

断层领域研究现状论文

论文是一个汉语词语,拼音是lùn wén,古典文学常见论文一词,谓交谈辞章或交流思想。当代,论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称之为论文。

在水电建设中,对岸坡岩体的倾倒性弯折与松弛断裂现象,往往产生构造说与重力说不同形成机理的认识,黄腊石滑坡体下伏基岩中,存有顺坡向、盲性、缓倾角张性正断层,对其形成机理,亦产生不同说法,黄腊石滑坡的勘测与科研,深入仔细而全面,为问题作出正确的科学判断,夯实了完美的基础。兹介绍如下。

4.4.2.1 重力形成说的不足

重力说认为,黄腊石区为逆向坡,又为软硬相间岩层,其中挠曲与层间错动发育,边坡具易变形的物质基础;区内除小的EW向断层外,SN向断层,使其又具易变形的边界条件;长江下切形成侧向卸荷高坡,在侧向回弹松弛与重力的长期作用,产生岩体拉张与倾倒弯曲,原有断裂与层间错动,进一步扩展与拉张。在1号平洞中,岩体松弛变形的水平深达215m,垂直深达100m。经铁道部第二设计院、长江水利委员会设计院的数值分析,得在边坡垂直深100m范围,最大主压应力方向与边坡倾向斜面近于平行,坡脚处的压应力为1MPa,缓倾角断层岩桥处,应力增高为2.5MPa。此应力值不会破坏岩体,也不能使缓倾断层上盘岩体抬升扩张。应有叠加力量使产生后期改造。

4.4.2.2 后期构造作用改造的探索未获有力论证

对盲性的缓倾角张性正断层的形成机理,必然考虑后期构造作用的改造影响,为此长江水利委员会三峡勘察总队委托中国地质大学,进行本区缓倾角断裂的显微构造研究,以求证实。

(1)缓倾角断裂的显微构造研究:吴树仁、晏同珍、吴光等采用宏微结合方法,在宏观变形研究基础上,对缓倾角断层作系统取样,采用多种手段研究其微观构造特性,其成果刊于湖北省暨武汉岩石力学与工程学会1992年5月第四次学术会议论文集。摘编如下:

断层角砾岩。角砾主要是原岩和方解石碎块,棱角分明,大小不均。仅角砾之间略具胶结,呈半成岩状态,胶结疏松,胶结物为钙质和粘土质,角砾和胶结物均为断裂改造时原岩被就地碾碎的物质,反映断层位移量小,活动时代较新。

断层泥。断层在运动中搓碾摩擦,产生断层泥。新活动的断层易形成和保留断层泥,老断层常脱水转化为碎粉岩。微观分析,碎粒含量20%左右为含碎粒的碎粉岩,碎粒与碎粉成分为母岩与方解石微晶体。断层泥经差热分析,其粘土矿物没有明显的矿物变异和元素迁移。说明断层改造发生在温压低的地壳表层环境。

微裂缝。缓倾断裂带中微裂隙极其发育,计EW向、SN向、NE50°三组,以EW向最为发育,镜下其最大密度1mm有5条,显张性,充填方解石。构造张性脉中方解石纤维生长方向为EW,定其最大主应力方向为EW。EW向裂隙中早期方解石脉破裂发育e双晶,晚期方解石脉基本未变形,显多次活动特性。EW向微裂隙,明显切割了SN向微裂隙,其水平错距为1mm。说明EW向微裂隙活动形成期最晚。

变形矿物的显微构造。微裂隙中脉方解石,在变形过程发生破裂和晶内滑移,形成方解石e双晶,众多岩石样品光性薄片镜下的方解石e双晶统计,一组的发生率小于30%,二组的发生率小于20%,根据Jamison等(1976)建立的经验公式,用不同组的e双晶进行差异应力估算,得本滑坡正断裂活动的差异应力为30~50MPa。

变形矿物的位错构造。用透射电镜进行微裂隙方解石脉的超微观位错分析,并与北侧宝塔河煤矿区,EW向区域断裂F6断层中石英超微观位错分析对比,以助判别形成机理。

变形矿物晶体内的游离位错分布不均。无稳态蠕变特征。其密度方解石脉为106~108条/cm2。变形石英为107~109条/cm2。用以计算断层活动最强一次的差异应力,得缓倾断层为50MPa,与用e双晶估算基本一致。区域陡倾断层F6为133.7MPa。在变形中,位错滑移到相同移滑面,形成高密度排列的位错壁。由不同方向位错壁围成的域叫亚颗粒。位错壁与亚颗粒,是中高温型塑变的位错构造类型。本研究中只有F6断层中变形的变形石英内,具有少量位错壁。表明F6与滑坡区缓倾角断层的变形机理不同。

在低温变形环境中,常见不同方向的位移线,相互交叉成位错网。随变形增强,不同方向的位错线缠绕在一起,成为位错缠结,形成局部很高的位错密度。易发生脆性破裂而释放作用能。

初步认识、滑坡区的缓倾角张性正断层是近代在地表浅层低温低压环境下,产生脆性破裂的再造变形,其活动的最强差异应力为50MPa,与区域性构造断裂的形成机理有明显差异。但以镜下构造张性脉中的方解石纤维生长方向为EW,判定主应力场为EW,与近代新构造应力场方向一致,似为新构造作用的派生断裂。

(2)构造再造的时空分析:滑坡区原低序次压剪性小断层。经后期近地表低温低压脆断破坏,改造为张性正断层,其变化应遵循基本原理与规律,先从时空研究进行判断。

区内构造运动情况及其特性。经国家地震局审查1990年6月湖北省地震局提出本工程区域的专项地震研究报告,其中构造部分指出,燕山运动是本区地史上极为重要的构造运动,在SN向水平挤压力场的强烈作用下,使盖层与古老地块产生强烈的褶皱与断裂。自晚白垩世,区内主应力场发生改变,运动由挤压转为拉伸,产生大面积的抬升与沉降的断块运动。形成一些长条状的地堑洼地。新构造运动基本继承前期运动的特点,在升降同时伴有老断裂继承性活动,以SN向的活动较明显,NE、NW向次之,近EW向则相对逊色,新生的断裂活动极其微弱。三峡地区的新构造运动是大面积上升,发育三期五级夷平面,多层喀斯特地貌与多级河流阶地。

峡区阶地与地形相关变化。三峡地区、自重庆至宜昌,沿江有发育情况不等的6级阶地。宜昌发育较全,其Ⅰ—Ⅵ级阶地,经14C测定,其年龄为1、2.5、9、42、73、110万年,重庆有5级阶地,其Ⅰ级阶地年龄与宜昌Ⅱ级阶地相当,应为Ⅱ—Ⅵ级阶地,黄腊石滑坡区附近,仅巴东西渡口有Ⅰ级阶地外,无其他阶地,但本区距下游42km的新滩处,有Ⅰ—Ⅳ级阶地,距上游56km的巫山有Ⅱ—Ⅳ级阶地,按自然坡降进行上下游相应各级阶地的连线,求出滑坡区与各级阶地相应的地面高程为95、114、147、187、207、238m,其对应年龄为1、2.5、9、42、73、110万年。据许学汉先生著的《新构造研究与应用》,李兴唐等先生所著《区域地壳稳定研究理论与方法》二书中,有如下的论述,110万年的元谋运动,滇中抬升,攀西裂谷下陷,使金-雅水系南流受阻,形成攀西河湖环境,沉积了下昔格达层沉积。50~70.3万年与20~50万年,再次产生升降,沉积了上昔格达层和类昔格达层。据韩文峰等(1993)论述,14×104a前的构造抬升,使青藏高原隆升达千米。(3~5)×104a的活动,使柴达木盆地发生了巨大的构造改变。1×104a前的运动,黄河袭夺了若尔盖盆地。西部上述间歇抬升地质事件,在本区反映为对应的6级阶地。

缓倾断层的再造演绎。2号洞内缓倾角的F48断层,初次再造发生于(64.5~71.1)×104a,再后为15×104a,4.65×104a,拉张缝中的破碎方解石年龄为1.2×104a,洞口地形,形成于110×104a以前,表明在边坡形成后,断层不断产生再造演变。

(3)问题:压剪性缓倾断层再造为张性正断层,是浅表层低温低压环境下产生。河溪蚀切后的突出部分,是EW向平板面上不连续的载体,不具有EW向传力特性。构造作用所产生的形变,以深部为显,低序次形变应与深部有关联。仅在表层载体性部位形成增强反映,与自然规律欠相应的协调论据。用地震说亦不能解释其态势特征与发展。详细勘探与科研成果,不能获构造作用所产生的证实效果。

4.4.2.3 匿能---温差应力现成为探索缓倾角断层再造的又一思路

由于过去未注意其影响,所以勘探与科研监测中,未注意搜集其有关信息与参数。现只能运用书本上的经验数据进行探索。

(1)计算公式与参数:本书所述温差应力是指温度下降,岩体不同深度间温差形成的差应力。因冷锋自表向内传播,冷缩所形成的拉应力是向表层向上部,这是反应力应变问题。应变中岩体力学参数不断劣化,须依据实际情况确定,并应掌握其特异的各向异性特点。据此采用1.17式进行求解。其式为:

反应力应变岩石力学在工程中应用

式中:σ'x、σ'y、σ'z为物理方程的应变方程,以与热应力方程σx、σy、σz区别。бtr代表仅有z向时间维影响的拉应力。ν为泊松系数,本滑坍堆体积的ν=0.38~0.5,松弛变形岩体ν=0.3~0.47。бtrl代表z向有时间维与垂直边坡面的尺度维影响的拉应力。本处无应力方程所需参数,故采用1.12式,即σtTl=βEΔT求其拉应力。

表4.2 本区岩体变形参数及热应力系数

因无相关热力学参数的试验研究成果,只有采用表1.3的经验值,依据表1.3、结合本区情况建立表4.2。依据表4.2,估算出本区计算时等效的岩体变形参数与热力学应力系数值。如表4.3。

表4.3 等效岩体变形参数与热应力系数

(2)重力与可能最大的温差应力:计算背景:在缓倾角张性正断层上盘,为坍滑堆积体和松弛变形扰动岩体,其容重为2.0t/m3与2.5t/m3。本区年度平均温度为18℃,其埋深应在松弛扰动岩体之下。故研究区域全在变温带中,岩体中每变化1℃的深度差,坍滑堆积体约为3.0~3.1m,松弛扰动岩体约为5.5~6.5m。各类岩体厚度,依据1、2、3号洞查明,堆积体水平长为49~50m,边坡坡度按平均30°,则垂直边坡厚度为24.5~25m,其最大温差为8℃。松弛岩体水平长50~52m,垂直边坡厚为25~26m,其最大温差为4℃。但1号洞中水平长97m,垂直边坡厚41m,其温度差为6.3℃。本区边坡坡度为25°~37°,对各处岩体垂直厚度影响较大,须依据实际确定变化范围。断层上盘岩体自重按H1γ1+H2γ2式求算,温差应力按β1E1ΔT1+β2E2ΔT2求算,其成果如下表4.4。

表4.4 重力与可能最大的温差应力

(3)断层面上辏力演绎与其端部集中应力:因地形坡度变化,断层面上由冷缩拉张力与重力形成指向差异的向外拉伸合力,而不同指向的拉伸合力又形成统一合力,成为拉剪性拉平势场力。因断层面不具抗拉特性,故拉张力向断层端部集中,此集中应力值,按:

反应力应变岩石力学在工程中应用

式中σLtw为深度尺度维值与w重力合力所形成张性拉剪力。L为断层长度,经洞孔勘测控制其长约100m左右。其式求解成果如表4.5。

表4.5 缓倾角断层应变研究成果

所得断层端部集中应力与自重力值,所形成的差异应力与微构造研究的30~50MPa差异应力值一致,获证实结果,由表向内随季节变化产生的温变,深部明显滞后,故一般达最大可能的温差应力,历时短而少,只有特殊气候条件如冰期,才会有明显影响,亦阐明其活动具有间歇活跃特性。SN向拉剪力,产生EW向张缝,其中充填方解石纤维亦EW增长,可解释为EW向主应力作用的误解。

堆积体中当温变很快,上下间温差达20℃时,其冷缩拉张力为0.54MPa,仰角65°,其重力为0.48MPa,则合力为0.23MPa,仰角0.5°,是较标准的拉平势场力。此力大于松散岩体抗拉强度,会产生平行边坡走向的张缝,雨水下渗、形成叠加的动、静水压力与加大的温差应力,增长对稳定不利影响,边坡稳定分析中应注意这一重要因子。

(4)匿动力分析小结:温差应力这一为人所忽视的匿动力,是形成缓倾张性正断层的主导作用,依据书本资料,参照工程实际,定出计算参数,结合断层背景条件,逐条断层核算,获与隐微构造分析一致的成果,得理想的证实效果。

毕业论文指导:如何写“国内外研究现状”?一、为什么要写国内外研究现状通过写国内外研究现状,可以考察学生是不是阅读了大量的相关文献。为什么要求学生阅读大量的参考文献呢?不是为了让学生抄袭,而是为了让学生了解相关领域理论研究前沿,从而开拓思路,在他人成果的基础上展开更加深入的研究,避免不必要的重复劳动。二、怎样写国内外研究现状在写之前,同学们要先把收集和阅读过的与所写毕业论文选题有关的专著和论文中的主要观点归类整理,并从中选择最具有代表性的作者。在写毕业论文时,对这些主要观点进行概要阐述,并指明具有代表性的作者和其发表观点的年份。还要分别国内外研究现状评述研究的不足之处,即还有哪方面没有涉及,是否有研究空白,或者研究不深入,还有哪些理论问题没有解决,或者在研究方法上还有什么缺陷,需要进一步研究。三、写国内外研究现状应注意的问题一是注意不要把研究现状写成事物本身发展现状。例如,写股指期货研究现状,应该写有哪些专著或论文、哪位作者、有什么观点,而不是写股指期货本身何时产生、有哪些交易品种、如何演变。二是要反映最新研究成果。三是不要写得太少。如果只写一小段,那就说明你没有看多少材料。四是如果没有与毕业论文选题直接相关的文献,就选择一些与毕业论文选题比较靠近的内容来写。 国内外研究现状的开题报告的格式(通用)由于开题报告是用文字体现的论文总构想,因而篇幅不必过大,但要把计划研究的课题、如何研究、

研究断层的意义重大。因为矿体的成矿因素,赋存形式很大程度上是决定于断层活到的方式和规模的,深大断裂的活动往往能从地球深部带来了许多的挥发份,断层反复活动给这些挥发份提供了赋存的空间和富集的机会,断层的活动又会使地层升降运动更加频繁。研究断层还有减灾的意义,研究活断层是判断地震活动的机理,虽然到目前还没有突破,但是对于防震减灾也是有重大意义的。研究断层还给建筑工程提供了抗震防灾设防的条件。等等。

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