基于固有振动频率的滑坡安全评价新方法

运用模型实验,在保持下滑力不变的情况下,通过固有振动频率对滑坡内部的黏结力、摩擦力等抗滑力指标进行分析。通过在弱稳定阶段中实际静摩擦力是否达到最大静摩擦力的方法,科学地判识滑体的稳定情况。结果表明：计算的摩擦力可以有效分析滑坡在弱稳定阶段期间的安全性,并证明固有振动频率监测比位移监测更加敏感。同时,固有振动频率的监测可对滑坡损伤做出定量判断,并可以评估滑坡静摩擦力指标,从而实现扰动后滑坡的安全评价。     

三种孔外延期导爆管起爆网路的工程试验研究

对某城区露天基坑爆破开挖过程中使用的三种导爆管起爆网路进行了对比分析。研究发现,采用孔内12段延期、孔外排间5段延期的复式串联的接力式毫秒延时起爆网路,爆破效果良好,降低了爆破作业时间,取得了良好的经济效益和社会效益,为后期基坑爆破及其他类似工程提供了借鉴;起爆后岩块的大小和排间延期时间有关,采用排间延期110ms的起爆网路时,起爆后岩石大块率小于5%。     

基于X射线衍射实验的堆垛结构对煤尘润湿性的影响

为了研究煤尘堆垛结构对其润湿性的影响,对从全国选取的10种不同变质程度煤样进行X射线衍射实验,结合液-固界面动态接触角测定结果,分析得到煤尘微晶参数与其润湿性之间的关系. 结果表明,无机矿物种类随着煤样变质程度的提高逐步减少,且原生矿物种类数量越多,润湿性则越好,次生矿物对煤尘润湿性的影响则较小. 变质程度高的煤种晶态成分较多,芳晶结构单元较大,芳香环缩合度较高;而中低变质程度煤种的非晶态成分较多,往往是一些亲水性的烷基小分子侧链、含氧官能团等. 随着堆砌度和延展度不断升高,面网间距逐渐减小,煤尘润湿性逐步变差. 当煤尘X射线衍射的堆砌度为18. 5 nm,延展度为41. 7 nm,面网间距为0. 898 nm时,煤尘润湿性最佳,其X射线衍射微晶参数越接近上述组合,润湿性越好.     

固液耦合模式下采动诱发断层两盘滑移规律的模拟分析

以五沟煤矿F16断层的地质条件为背景,采用三维有限差分数值软件FLAC3D的固液耦合模式,对断层倾角、断层破碎带宽度及承压水水压不同时,在断层上盘煤层开采过程中断层界面滑移量的变化规律进行了分析,研究得出:断层界面同一标高处的垂向滑移量随断层倾角、断层破碎带宽度及含水层水压的增加而增大。断层界面的垂向滑移量越大,突水危险性越大。     

深厚松散层土体结构特征及综放提限开采分析

由于煤系地层距松散含水层的距离越来越近,松散层底部或潜在威胁的含水层对矿井安全生产的威胁程度也逐渐增加。通过现场钻探取芯、钻孔资料统计分析及土工试验的方法,分析并掌握了2301N工作面附近深厚松散层底部地层的垂向沉积结构特征、深埋粘土及砂土的岩性特征;通过深厚松散层底含赋存特征、富水性、水力联系的分析,并结合研究区域深埋粘土特殊的土体特性,综合分析认为2301N综放工作面可留设防砂煤岩柱,并且该区域深厚松散层底部的厚粘土层可作为安全煤岩柱的保护层。     

矿用碟形托盘压缩变形及承载特性研究

为阐明碟形托盘在巷道锚杆支护系统中的作用机理,采用室内试验与理论分析方法,研究了矿用碟形托盘的压缩变形过程与承载特性,分析了托盘尺寸参数对承载能力的影响。研究结果表明：碟形托盘的压缩变形过程分为整体协调变形阶段、拱部弯曲变形阶段、拱部渐进屈服阶段和拱部完全失效阶段;碟形托盘可按变形特点划分为压缩变形区域、扩张变形区域和翘曲变形区域,压缩变形区域是托盘的主要承载区域;碟形托盘拱部尺寸和形状会影响其承载能力,最大承载力随拱底圆周半径的增加而增大,随拱部高度的增大先增加后减小,且拱部径高比越接近1,托盘整体承载能力越强。     

煤孔裂隙多尺度表征及其对渗透率的影响分析——以中国14个大型煤炭基地为例

为探究煤体不同尺度孔裂隙特征及其对渗透率的影响,从我国14个大型煤炭基地分别取样,进行氮气吸附、压汞和CT实验,并将CT扫描后的煤样进行渗流实验。结果表明,各煤样中微孔和过渡孔多为封闭孔,连通性差,不利于渗流的进行。r=10 nm和r=100 μm的孔裂隙体积占比相对较大,贡献了煤体大部分孔隙率,S2和S3中的大尺度平行板孔隙为渗流提供了充足的空间。通过划分3种实验表征的优势孔径段,提出了综合表征孔隙率和分形维数的方法,得到各煤样的孔隙率范围为1.62%~11.60%,分形维数范围为2.29~2.78。煤样渗透率在0.000 2×10^-15~ 0.652 5×10^-15 m²之间,以中低渗为主。r<50 nm、50 nm≤ r ≤8.5 μm和r>8.5 μm的孔隙率分量与渗透率的关系分别为y=0.274 1x-0.078 1、y=0.067 4x+0.023 7和y=0.003 9x^{2.598 6},其中r>8.5 μm的孔隙率分量与渗透率的相关性最强。相对于氮气吸附和压汞实验,CT实验更适用于分析孔裂隙结构对水渗的影响。     

证据冲突下D-S融合算法的改进

针对D-S证据理论在处理高冲突证据时会出现悖论这一情况,在D-S理论框架下,给出冲突程度的判别方法,并提出一种改进的相对加权融合算法.该算法根据证据距离来确定证据的相互支持度,并以证据支持度矩阵模最大特征值对应的特征向量为证据的权重向量,并求得各证据的相对折扣因子,对各证据信息进行折扣处理后用D-S规则融合,消除了信息冲突环境下D-S合成法则悖论.为验证改进算法的有效性,给出了仿真分析,验证了该算法在证据冲突的情况下能有效地减小冲突对组合结果的影响,降低了决策风险.     

温轧TWIP钢/高碳钢组织及力学性能研究

采用热轧-温轧工艺制备了孪生诱导塑性(TWIP)钢和高碳钢双层复合材料,通过金相显微镜、扫描电镜、电子探针等观察双层钢的显微组织与界面元素分布,发现两种材料界面结合良好、无缝隙和孔洞,Mn元素由TWIP钢侧向高碳钢侧扩散。复合材料热轧后进行铅浴处理,高碳钢区域形成细片状的索氏体组织,索氏体片层间距随铅浴温度升高而增大。520℃铅浴时平均片层间距为202 nm,抗拉强度为1 592 MPa,延伸率9.9%,材料的综合力学性能较好。铅浴处理后的双层钢在300℃进行多道次温轧,进一步细化晶粒,产生位错增殖,抗拉强度随温轧压下量增大而增大,延伸率有所降低。轧制压下量达到70%时,高碳钢侧的索氏体片层间距进一步减小,TWIP钢侧发生剧烈塑性变形,晶粒沿轧制方向拉长。     

不同高比灰岩-煤组合体变形破坏特征实验研究

为探究不同岩煤(高度)比的灰岩-煤组合体试样变形破坏特征,首先,对5组组合体试样进行了单轴压缩试验;其次,基于声发射系统和XTDIC三维全场应变测量系统,采集了加载全程试样声发射信号及其表面应变信息;最后,从变形场演化、回弹变形、能量耗散和声发射特征等方面,定量揭示了组合体试样的变形破坏特征。研究结果表明：随着岩煤高比增大,组合体试样单轴压缩强度和弹性模量均呈增大趋势,其破坏均发生在煤样内,由张拉破坏向拉-剪混合破坏转变,塑性破坏增强;变形局部化带首先出现在煤样原生裂纹区域,且随着裂纹的起裂、扩展而发生交汇,进而诱发煤样破坏;同时,煤样破坏导致灰岩回弹变形,随着岩煤高比增大,灰岩回弹变形量由0.042 mm递减至0.008 mm,回弹变形率由0.210%递减至0.010%,回弹变形量和回弹变形率整体呈递减趋势。随着岩煤高比增大,组合体试样峰前弹性能密度占比由98.56%递增至99.86%,外界能量转化为弹性能的能力增大,峰后弹性能转化为峰后释放能和剩余弹性能的能力增大,破坏后宏观裂纹增多且动力显现程度增大。组合体试样声发射能量率信号具有明显的时效特征,分为波动、静寂、活跃和骤增4个阶段...