开挖对露天矿山软弱夹层边坡稳定性的影响分析-以南芬铁矿为例

以露天矿高边坡为背景,对分步开挖条件下含有软弱夹层边坡的稳定性问题进行了研究,采用三维有限差分程序,对比分析了不含软弱夹层和含有软弱夹层两种不同边坡计算模型受开挖效应的影响情况。水平位移云图和位移矢量图表明,开挖条件下,不含软弱夹层边坡水平方向位移变化不大;含有软弱夹层边坡水平方向位移增大明显,位移变化区域受夹层控制显著。对比剪应变增量云图表明,剪应变较大值最先出现在滑体下部弱层区,随着分步开挖进行,剪应变增量较大区域逐渐向上部弱层扩展,呈现出逐渐贯通趋势,说明含有软弱岩层边坡对工程开挖十分敏感。     

超磁机器鱼游动数值模拟及其控制

针对管道中微小型机器人的研究和开发,提出一种利用外磁场驱动起小型机器鱼的研究方法.采用合金薄板模拟鱼尾骨架,贴在该薄板的超磁致伸缩材料模拟鱼体肌肉,建立了该问题的力学模型.通过研究机器鱼的游动机理,设计了一种机器鱼的超磁动力驱动器(GMMA).利用调整外界磁场频率,实现神经模拟以控制鱼尾摆动,即机器鱼的游动.结果表明,鱼尾摆动平均驱动力的大小取决于鱼尾的材料参数、几何参数和外磁场频率.特别是当外磁场频率接近系统固有频率时,该驱动力相对较大,该结论可作为鱼尾设计和控制的主要思路和依据.     

磁瓦表面夹层缺陷的检测和识别方法

为了改变目前以目视为主的磁瓦缺陷检测现状,应用计算机视觉技术检测与识别磁瓦缺陷.首先,应用图像剪切技术获得需要检测的部分;然后,应用Laplacian算子和Wiener滤波器进行图像锐化和滤波去噪,选择相应的阈值进行图像二值化;最后根据白色区域的面积和周长与给定的阈值进行比较,实现夹层缺陷的检测.MATLAB仿真实验验证了算法的有效性.     

沥青路面层间粘结性能的黏弹性有限元分析

为深入剖析半刚性基层沥青路面层间粘结性能,基于黏弹性理论,建立三维有限元模型研究不同层间接触状态下基面层之间的剪应力分布.考虑实际工程情况,引入夹层,应用层间剪力定量描述其与时间的关系,研究夹层存在薄弱粘结和夹层参数对层间粘结性能的影响.结果表明:随着层间摩擦系数的减小,层间剪应力逐渐减小,沿路宽方向的剪应力较大,层间接触不连续时,剪应力存在突变;引入虚拟夹层后,随着加载时间的增加,沿行车方向的层间剪力逐渐增大,沿路宽方向的层间剪力逐渐减小;由于夹层存在薄弱粘结,剪力向薄弱粘结周围扩展,剪力最大值也有一定幅度的增加;随着夹层抗压模量的增大,层间剪力最大值逐渐增大;层间剪力随着夹层厚度的增加而增大,且增大趋势接近线性变化.分析结果表明,沿路宽方向的层间剪应力对路面力学响应起着重要的作用,在路面设计中应对基面层间的抗剪性能给与足够的重视,需要设置粘结层来改善层间接触状态,并采取适当的方法来消除夹层薄弱粘结和优化夹层设计参数.     

盐穴储气库溶腔夹层应力分布规律

 针对层状盐岩地层水溶造腔过程中不溶性夹层的破坏坍塌现象,建立了夹层力学分析模型,应用小挠度薄板弯曲理论求解,得到了夹层剖面内各应力分量的分布规律。对夹层破坏坍塌条件进行分析,给出了一种计算夹层极限跨度的方法。研究成果为盐穴储气库水溶造腔过程中夹层破坏坍塌的预测提供了理论依据和有效的计算方法。     

动力扰动下含软弱夹层巷道围岩力学响应特性

 为了研究动力扰动下有无软弱夹层对巷道围岩稳定性的影响,利用大型通用有限元软件Abaqus 对冬瓜山铜矿深部出矿巷道受到采场爆破作用下围岩的力学响应进行了数值分析并提出支护优化方案。结果表明：由于软弱夹层的存在,巷道拱顶和底板竖向应力波动幅值大于无软弱夹层巷道,底板竖向应力波动幅值变化较明显,而巷道拱顶和底板水平应力波动幅值却小于无软弱夹层;巷道拱顶和两帮的变形明显大于底板,对于无软弱夹层的巷道围岩变形明显大于有软弱夹层巷道,且变形速率较大;离爆炸源越远巷道围岩的应力和变形越小,但变化不明显,并在动力扰动0.15 s 左右后趋于稳定;基于对冬瓜山铜矿现场调查,发现巷道顶板冒落破坏形式,从而提出支护优化方案,使得巷道围岩变形是无支护时的1/3,有效地控制了巷道围岩变形。     

有硬夹层的上覆土层破裂过程的数值模拟

对大量的震害资料调查研究发现,发震断层上覆土层中含有软硬土层时,对整个上覆土层的破裂过程及最终破坏状态有一定的影响.本文在研究发震断层上覆土层中含有软夹层的基础上,采用平面应变有限元法模拟了发震断层错动时,含有硬夹层的上覆土层的破裂过程.对其破裂过程及破裂状态进行了分析,并将其与以往的研究成果对比,可以看出硬夹层的存在对上覆土层的破裂过程和最终破裂状态影响较小,与有软夹层的情况相比,当硬夹层的厚度小于、等于5 m时,可以忽略上覆土层中硬夹层的存在.     

采用强度折减法确定含软弱夹层岩质边坡安全系数

 应用FLAC3D数值模拟软件,采用强度折减法,求解常德—张家界高速公路某段含软弱夹层的岩质边坡安全系数,讨论了求解效率及失稳判据等。实际运用表明,结合两种失稳判据控制程序运算,即利用收敛性判据作为边坡失稳的判据,实现运算循环的自动化,参照塑性区贯通准则来衡量每次运算循环的步数,可使计算模拟更符合工程实际。结合“二分法”的强度折减法与极限平衡法相比,计算结果误差较小,偏于保守。此外,强度折减法与“二分法”的结合运用可明显提高计算速率,夹层1、2的安全系数求解时间分别为2046和5929s。相比FLAC3D内置强度折减法的计算时间,前者效率提高近6倍,且所求解的边坡安全系数可信度高。     

高弯度分流河道砂体内部构型解剖

砂体内部构型控着流体渗流,影响开发效果。针对三角洲平原高弯度分流河道砂体,以夹层为切入点,通过岩心、测井、成像测井、密井网解剖等方法提取夹层构型参数（倾向、倾角、规模）。其中,夹层平面延伸长度为22～41m,平面夹层间隔6.8～16.5m。高弯度分流河道砂体以侧积夹层（4级构型界面）为构型格架。建立了侧积体沉积迭式：平面以废弃河道拐点为轨迹交点,向废弃河道方向曲率逐渐减小,终止于废弃河道。此构型对油田开发具有指导意义。     

基于梯度和贝叶斯判别的夹层自动识别方法

针对现有夹层识别方法存在工作量大、精度不高的问题,提出一种基于梯度和贝叶斯判别的夹层自动识别方法。由于测井系列不一,首先对测井曲线进行主成分分析,选取可以代表所有测井曲线类型的曲线。然后对曲线进行滤波,使曲线尽量不受夹层等因素影响。分析夹层测井曲线特征,先以回返程度、各类夹层原有曲线与新曲线的差值作为门槛条件,得到符合条件的"尖峰"和"低谷"。再根据各类夹层特征建立贝叶斯判别模型,并对夹层的"尖峰"和"低谷"进行梯度计算,得到各类夹层的梯度特征。最后利用贝叶斯与梯度判别划分出夹层。应用效果表明:相比于其他方法,该方法以砂体为单元进行数据处理后建立贝叶斯判别模型,并综合梯度判别,极大地提高了夹层判别精度,为夹层自动识别提供了一种新途径。