基于载荷传递机理的注浆岩石锚杆锚固模型(Ⅰ)

为了进一步研究隧洞等地下工程中锚杆支护锚固机理,根据微段锚杆的受力平衡以及载荷传递机理建立了锚杆的载荷传递微分方程,同时根据隧道围岩安装锚杆前后的应变变形建立了锚杆的轴向载荷的传递方程,结合圆形隧洞围岩的径向变形方程,推导了理想弹塑性围岩中注浆岩石锚杆的轴向应力的计算模型,以及锚固段与围岩体界面之间的摩阻力的计算模型.通过对比工程实测结果与模型计算结果,验证了所建立的模型的正确性,同时也验证了巷道锚杆支护中性点理论的合理性与正确性.     

静力荷载作用下微观负泊松比锚杆的本构模型

微观负泊松比(NPR)锚杆具有高应力和高均匀延伸的力学特性,但其本构模型的研究还不够深入。故对此开展了静力荷载作用下微观NPR锚杆的拉伸试验,研究了静力拉伸过程中微观NPR锚杆的应变场演化规律,得到了静力荷载作用下微观NPR锚杆的应力-应变关系曲线。基于试验结果,建立了微观NPR锚杆的本构模型,并将该本构模型嵌入到ABAQUS有限元软件中,开展了静力荷载作用下微观NPR锚杆的数值分析。对比试验结果和数值分析的结果可以看出,两者具有较好的一致性,表明所建立的本构模型能够较好地表现微观NPR锚杆的力学特性。     

柔性注压锚杆结构优化有限元分析

柔性注压锚杆是一种新型锚杆,通过简化其力学模型,采用有限元方法模拟,分析了锚杆壁厚、钢丝位置、钢丝直径、橡胶材料以及围岩对锚杆强度和围岩与锚杆接触压力的影响,给出了一定结构参数下的最优结果.     

全长锚固锚杆的受力分析

建立了全长锚固锚杆的简化模型,分析了锚杆的受力状态,对己有的“中性点”理论提出了一些不尽相同的看法.最后,表述了笔者对锚杆结构的观点.     

锚杆在软岩中作用机理的研究

对软岩中锚杆的作用机理提出了一种分析方法,分别讨论了锚杆体系和锚杆本身的力学行为。从位移的观点分析了锚杆和岩石体之间的联接作用机理,对隧道开挖中锚杆的设计提出了一种简单的方法。经分析,锚杆的初始应力与岩体的位移有关。工程实例模拟证实了以前的发现,并证明了本文模型的实用性。     

拉压复合型锚杆锚固机理的数值及模型试验应用研究

针对全长注浆锚杆在深部隧洞中支护作用的局限性,为有效控制隧洞围岩变形、增强锚杆承载性能,本文采用有限元数值模拟法深入研究拉压复合型锚杆支护结构在岩石隧道加固过程中受到拉拔荷载作用下的界面失效特征及力学传递机制,并将锚杆应用在超载模型试验中,探究锚杆的支护性能。研究结果表明：锚固体与围岩相互作用接触界面的力学演化共经历了弹性阶段、塑性软化阶段、完全滑移阶段的渐进式失效过程。界面剪切力的传递也是从拉拔荷载较小时出现在承载板处,随拉拔荷载增大,向锚固段两侧转移,呈现双峰趋势。根据锚杆界面剪切力分布规律,提出了复合锚杆在低荷载和高荷载拉拔作用下的剪切力分布模型,此模型具有普遍性,进行的室内超载模型试验得出复合锚杆支护效果优于普通锚杆的结论,此研究可为复合锚杆在深埋隧洞等地下工程中的应用提供一定的参考价值。     

锚杆张力无损检测方法的数值模拟与试验对比

针对预应力锚杆使用过程中张力逐渐降低问题,考虑锚杆系统的卓越频率及加权频率,运用弦振理论,建立锚杆张力与自振频率相关关系模型。通过数值模拟分析的方式探求了自振频率与锚杆张力的相关性,并通过实验进行了验证。     

小直径管缝式锚杆受力分析及试验研究

阐述了小直径管缝式锚杆的结构和工作原理，建立了锚杆的力学模型，并对锚杆进行受力分析，提出了锚杆的锚固力与锚杆管径成反比的理论，并通过现场试验数据证明了小直径锚杆的锚固力大于同材质制成的大直径锚杆的锚固力，小直径锚杆比大直径锚杆节约钢材，建议工业生产中推广使用小直径管缝式锚杆。     

基于改进灰色GM(1,1)模型的锚杆承载力的预测方法

原有的基于灰色GM(1,1)模型的锚杆承载力预测方法,是根据实际锚杆P—S曲线,使用灰色GM(1,1)模型直接对承载力进行模拟,因为实际锚杆P—S曲线不全是光滑的指数形状,所以模拟效果较差.针对这个缺点,对灰色理论方法进行了改进,引入了分段模拟的思想,建立了分段模拟的GM(1,1)模型.实际工程案例验证表明,改进的灰色GM(1,1)模型不仅具有较高的模拟精确度、稳定度和预测锚杆极限承载力值准确度,而且使用范围更广.     

新型锚杆预紧装置研究

锚杆预紧力不足是制约煤矿巷道锚杆支护效果和顶板安全的重要问题.基于滚动摩擦原理,提出了一种新的锚杆预紧装置,介绍了其结构和相应的使用方法.建立了锚杆螺母与垫板相互作用的力学模型,得到了锚杆螺母在拧紧过程中的摩擦力矩计算表达式,得到了采用"减摩器"条件下螺母与垫板之间摩擦力矩计算表达式.应用锚杆拧紧扭矩与锚杆预紧力的关系分析了该锚杆预紧装置对提高锚杆预紧力的效果.制作了锚杆预紧装置,并在锚杆实验平台上进行了预紧实验,结果表明该装置可以提高锚杆预紧力,且随着锚杆预紧扭矩的增加预紧力提升幅度相应增加.在现场进行了试用,取得了较好的应用效果.     

一种支持协同设计的工作流模型

协同设计是一个跨地域、跨时间、跨学科的多功能小组协同产品开发工作的模式,支持协同设计的工作流模型可以为现代产品开发提供强大而有序的工作流管理机制。研究了协同产品开发对工作流模型需求后,提出了一种支持各种粒度产品开发活动的工作流元模型,并进一步提出适应该模型的、基于对象关系的组织模型和资源模型。基于该模型,开发了工作流建模工具的原型系统。     

高性能协同工作支撑环境模型及其实现

允许多个协作同时运行是用户和应用对计算机支持的协同工作（ＣＳＣＷ）支撑环境的基本要求，但这一要求使支撑环境的管理和控制变得十分复杂。另外，多数ＣＳＣＷ支撑环境中未能较好地支持带实时多媒体组通信的同步交互功能。提出的高性能ＣＳＣＷ系统支撑环境模型，将管理与控制功能分开，并采用ＯＳＩ的管理者／代理（Ｍａｎａｇｅｒ／Ａｇｅｎｔ）模式管理支撑环境中协作和资源。模型中引入多媒体多点传输、资源管理、连接控制等功能模块以支持带服务质量（ＱＯＳ）保证的多媒体通信。还介绍了基于异步传输模式（ＡＴＭ）网络和工作站实验平台的ＣＳＣＷ支撑环境原型系统ＡＴＭ－ＣＳＣＷＥｎｖ的设计和实现。     

基于开挖面实际破坏模式的盾构隧道稳定性分析模型

基于开挖面实际破坏模式,考虑分层土体的差异性和土体拱效应,对太沙基松动土压力计算公式进行修正,提出了一种新型楔形体计算模型,并由此算出开挖面的临界支护压力.结果表明：上覆土压力影响临界支护压力的取值,且随着隧道埋深的增加,其影响程度急剧增大;所得开挖面的临界支护压力的大小与楔形体张开角α及其倾角θ密切相关,当α=90°－θ时,可以确定所对应的临界支护压力值.同时,通过工程实例,验证了所提出的新型楔形体计算模型及临界支护压力确定方法的可靠性.     

矿山法地铁隧道二衬结构安全系数及可靠度计算方法研究

以北京地铁四号线某大断面矿山法隧道为背景,分别应用初期支护与二次衬砌共同承受全部荷载的计算模式与不考虑初期支护承载而由二次衬砌单独承受全部荷载的计算模式进行隧道截面安全系数和可靠度指标的计算,结果表明:两种承载模式得到的结构最不利截面安全系数均能满足要求,但二衬结构单独承载模式得到的最不利截面结构可靠度指标偏低.为确保根据不同承载模式得到的计算结果基本相同,在应用响应面法分析隧道衬砌结构荷载效应的基础上,采用了等效地层弹性抗力系数来表征初期支护对结构承载的贡献,为解决地铁隧道结构设计中由于结构承载模式不同而造成的计算结果差异提供了一个途径.     

回转窑支承系统疲劳寿命与轴线关系及预测方法

回转窑运行中由于轴线偏移,支承载荷分配不均导致托轮轴疲劳断裂。通过对回转窑托轮轴进行力学分析,导出托轮轴疲劳寿命损伤模型,根据支承载荷分配与轴线偏差的线性关系,得出回转窑支承系统各托轮轴疲劳寿命与轴线偏差的关系;结合现场实例介绍了根据检测回转窑的运行轴线,预测支承系统疲劳寿命的方法,为回转窑的维护与调整提供理论依据。研究表明回转窑支承系统疲劳寿命对轴线偏差的变化非常敏感,合理的进行轴线调整,能有效提高支承系统疲劳寿命,防止托轮轴运行中突然断裂。图2,表1,参10。     

多支承回转窑支承系统模糊优化配置研究

回转窑支承系统的配置决定着回转窑载荷的分配情况,从而决定着回转窑的整体运行性能.在建立求解回转窑支承载荷力学模型的基础上,以均衡分配回转窑载荷为优化目标,考虑支承系统优化配置中的模糊因素,建立了回转窑支承系统模糊优化配置模型,并用最大最小法对该优化模型进行了求解,结果表明回转窑支承系统模糊优化配置能尽可能地均衡分配回转窑载荷,提高支承系统的性能和回转窑的运转率.     

基于IDP的学校数据仓库设计

数据仓库改变了传统的以支持查询为主的事务型处理,变成以面向主题为主的分析型处理,并在此基础上建立了联机分析处理和数据挖掘应用,以适应快速的访问和支持决策分析等操作。本文使用了信息动态打包法构造概念模型和逻辑模型,并通过事实星座模式构造物理数据存储模型,来实现学校数据仓库的构建。     

壁后充填体刚度对支架与围岩的作用分析

通过建立的力学模型分析了壁后充填体刚度对围岩和支架压力与位移的影响,提出了改变充填体刚度的措施.     

基于区间数的舰船装备综合保障能力评估模型

针对舰船装备综合保障能力评估中的不确定问题,建立了评估指标体系和基于区间数的评估模型,并通过区间数的可能度矩阵计算排序向量来对评估对象进行比较。仿真示例结果表明了该方法的可行性,为提高保障能力提供了决策依据。     

基于改进约束Delaunay三角形算法的公路虚拟环境建模

针对目前公路设计缺乏公路CAD系统深层次支持的现状，提出公路虚拟环境的概念，以提高公路CAD系统对设计支持的深度和层次。对公路虚拟环境中的自然环境建模算法进行了研究，分析了基于约束Delaunay三角形（CDT）算法建模存在的问题，提出了改进约束CDT算法，建立的边结构解决了建模过程中拓扑更新问题。建立了基于删除操作的多层次细节模型简化算法。测试结果表明，该算法具有建模快、健壮性等优点，适合公路虚拟模型的建立。