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

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11902128
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1301.岩体力学与土力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

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。

结项摘要

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

期刊论文数量(23)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
主元分析-神经网络岩爆等级预测模型
  • DOI:
    10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2021.03.014
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国安全科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张凯;张科;李昆
  • 通讯作者:
    李昆
裂隙砂岩破坏过程中的能量耗散与破碎分形特征研究
  • DOI:
    10.11835/j.issn.1000-582x.2020.273
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    重庆大学学报. 自然科学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘享华;张科;吴文远
  • 通讯作者:
    吴文远
岩质边坡复合型破坏机制的改进运动单元法研究
  • DOI:
    10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.201909017
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    水文地质工程地质
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张科;侯杰
  • 通讯作者:
    侯杰
Experimental study of the mechanical, energy conversion and frictional heating characteristics of locking sections
锁紧段机械、能量转换及摩擦生热特性实验研究
  • DOI:
    10.1016/j.engfracmech.2020.106905
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Engineering Fracture Mechanics
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Zhang Ke;Li Na;Liu Wenlian;Xie Jianbin
  • 通讯作者:
    Xie Jianbin
光固化3D打印在复杂裂隙岩体研究中的探索
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    材料导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张科;叶锦明;刘享华
  • 通讯作者:
    刘享华

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其他文献

A relaxed positive-definite and skew-Hermitian splitting preconditioner forsaddle point problems
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  • 期刊:
    Applied Mathematics and Computation
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张科
井点降水法处理可液化地基的振动台试验
  • DOI:
    10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.25.001
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    清华大学学报. 自然科学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张科
基于动态全增厚火焰模型对甲烷/空气非预混燃烧的大涡模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张科;尚明涛;罗坤;樊建人
  • 通讯作者:
    樊建人
Cartesian积的局部边-路替换图的L(2,1)-标号
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    浙江大学学报(理学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杜娟;吕大梅;张科
  • 通讯作者:
    张科
基于PCNN和BWT的图像融合算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光电子.激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱冰;张科;余瑞星
  • 通讯作者:
    余瑞星

其他文献

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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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