桥头跳车处理技术研究

桥头跳车常导致公路交通运输功能无法得到满足,诱发、加重桥梁病害、缩短交通工具使用寿命,并影响交通安全。长期以来高等级公路桥头跳车问题已成为国际公认的公路交通技术难题。一方面桥台地基和基础形式与高填方路基形式不同,导致桥头紧邻两部分的荷载和承载方式不同,易于产生不均匀沉降变形;另一方面桥台部分与高填方路基的基层结构形式不同,在行车荷载作用下,桥头高填方路基基层整体性较差,交通荷载下易产生沉降变形,而桥台部分整体性好,使桥台产生的沉降变形显著减小。本文从减小桥头高填方路基的绝对沉降变形和桥台和填方区路基相对沉降差两方面入手,探讨了高速公路桥头跳车的处理技术,对目前我国高等级公路建设过程中的桥头跳车问题的缓解具有一定的工程参考价值。     

用边界元法求解分层弹性地基上的中厚板

针对弹性地基上的中厚板，提供了一种内力和位移计算的新方法，将地基取为有限分层弹性体，利用Businesq空间解答计算地基接口刚度矩阵，并采用边界元法推导了求解中厚板内力和位移的数值解模型，算例结果表明，采用边界元法在收敛性和计算精度方面都有更大的优势。     

厚松散层下开采覆岩及地表移动变形规律试验研究

煤炭开采保障了我国能源供应,同时也因采空造成了地表变形沉降。针对厚松散层下开采覆岩及地表移动变形问题,依托兖州矿区某庄煤矿地质背景,采用模型试验,监测研究了采动过程中地表及各层覆岩移动变形指标的变化规律,探索了采掘结束后的持续变形阶段,指出受采动影响松散层压缩导致的移动变形值在整体移动变形上占比增大;在煤层采厚2.2m条件下,观测获得采后地表的最大下沉值为1447.6mm,最大水平移动值为394.6mm。研究结果对矿区工程建设用地及线路规划选址具有一定的实用意义。     

二氧化碳压裂液对煤体力学特性影响的试验研究

为了研究二氧化碳压裂液对煤体力学特性的影响规律,以陕北典型侏罗纪煤层为研究对象,利用自主研发的煤岩体多场多相耦合压裂试验系统,开展不同二氧化碳压裂液、不同条件(时间、温度和浸泡压力)下的煤体浸泡试验,通过单轴压缩与巴西劈裂力学测试,分析二氧化碳压裂液对煤体力学特性的影响规律,同时结合X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对煤体的微观测试,分析二氧化碳压裂液与煤体的相互作用机制。结果表明:二氧化碳压裂液浸泡后煤体的峰值强度、弹性模量、抗拉强度与软化系数均出现不同程度的下降;二氧化碳压裂液作用煤体过程中,煤体的峰值强度、弹性模量与软化系数受温度、浸泡压力影响较大,且对煤体强度弱化幅度超过30%;在二氧化碳压裂液作用下,一方面改变煤体颗粒骨架与孔隙结构,另一方面改变煤体中的矿物组分,降低矿物颗粒间的联结力,从而弱化煤体的力学特性。研究成果为低渗硬厚煤层二氧化碳耦合压裂参数设计优化提供参考。     

水力压裂切割煤层顶板力学机理及参数优化

煤层开采中,上顶板难以断裂,易形成大面积悬顶结构,进而诱发严重的冲击地压等灾害,不利于矿井的安全高效生产。针对利用水力压裂技术解决煤层上悬顶的工程问题,采用地质-工程一体化模拟技术,考虑岩层纵向分层属性,建立了大尺度水平井段内多簇压裂精细模型,开展了水力压裂切割煤层厚顶板力学机理和施工参数优化研究。研究结果表明：(1)水平井多级压裂能够充分切割上顶板,产生密切割缝网结构,附加诱导应力值增大10%,能够有效解决悬顶卸压问题;(2)高粘滑溜水+交联冻胶压裂液体系形成的裂缝体积高于低粘滑溜水体系约40%;(3)影响裂缝扩展的主控因素从强到弱依次为：压裂液类型、地层物性、液量、排量、段长。本文耦合地质建模-裂缝扩展-应力计算,深入研究了水力压裂裂缝扩展规模及其对厚层顶板弱化改造程度,研究成果将指导含厚层顶板煤层安全高效开发。     

层流冷却方式对中厚板温度场影响的数值模拟

针对“首钢”中厚板轧后冷却设备的布置特点,在分析中厚板轧后冷却传热特点的基础上,利用有限差分法模拟了轧后不同层流冷却方式对中厚板温度场分布的影响.模拟结果表明:中厚板内外温差随着冷却速度的增加而加大;同等冷却速度下,为了达到相同的终冷温度,不同的层流冷却方式对中厚板厚度方向的冷却速度和温度分布产生重要的影响.为了达到相同的冷却速度,且在不加大中厚板内外温差的情况下,使喷淋冷却水变稀并且间断开启集管的方式是中厚板冷却的最佳方式.     

工程图纸粗细结构分割的复合数学形态方法

提出了一种复合数学形态粗细结构分割方法，它能理想地分离工程图纸中的粗，细结构，基本不产生形状失真。     

管棚成孔引起的地表沉降

针对浅埋暗挖法施工中管棚成孔引起的地表沉降，通过离心模型试验，分别就中108和中159管棚成孔应力释放产生的地表沉降进行模拟分析，归纳出地表沉降与管棚数量和管棚直径相关的方程．以南京地铁1号线南京站站的下穿沪宁铁路的双洞隧道的72根管棚施工为例进行计算，所得的近似解与实测值具有良好的一致性．     

弹性地基上四边自由厚矩形板的弯曲问题解

在Ｒｅｉｓｓｎｅｒ厚板理论基础是。利用功的互等定理法和迭加法求解集中载荷作用下,弹性地基上四边自由厚矩形板的弯曲问题,得到了完全一致的解析解,可见,功的互等定量法更简便易行。     

基于水-力耦合理论的超深隧道围岩渗透性预测

涌水预测是特长超深隧道勘测设计及施工中面临的重要问题之一。围岩渗透性是涌水预测的基础 ,对于超深隧道 ,不能通过大规模抽水试验来获得渗透性参数。以水力耦合理论为基础 ,该文提出了一种超深隧道围岩渗透性预测方法。其主要思想是 ,首先确定近地表岩体的渗透张量 ;根据地应力实测资料进行地应力场的量级反演 ;选择适当的裂隙开度 -应力模型 ,预测不同深度的裂隙开度 ;在裂隙网络结构不随深度变化这一假定的基础上 ,计算隧道标高的围岩渗透性。