基于数字图像的非均质岩土材料细观结构PFC2D模型

提出了一种基于数字图像处理的非均质岩土材料细观结构PFC^2D数值计算模型自动生成方法，并采用VC++.NET编写了相应的接口程序.从而实现了非均质材料细观结构PFC^2D软件建模的快速、真实及自动化等优点.通过对土石混合体这一典型非均质岩土材料的建模及分析实例，建立了土石混合体真实的细观结构PFC^2D数值计算模型.分析计算表明，基于数字图像处理的PFC^2D模型生成技术不但提高了建模和数值模拟分析的精度，而且对于进一步研究土石混合体等非均质材料的细观力学特征具有重要的意义.     

基于非均质地层参数表征的颗粒流模型构建

非均质地层参数的获取与表征方法是浅层地质体改造的重要依据。基于非均质地层的地质建模,表征具有随机不确定性和模糊不确定性的土体表观参数和物理力学参数。利用 Weibull 分布统计描述局部地层信息,并应用Diamond-Square分形插值方法,结合差分盒子维计算非均质地层分形维数,进一步合理演算整体地层参数。采用PFC3D数值模拟软件,结合马尔科夫链蒙特卡洛方法采样数据,对非均质地层块石颗粒及土颗粒进行建模。通过非均质地层模拟结果,发现其破坏过程与应力应变曲线要比均质土体复杂得多,由于块石大颗粒的含量、分布特性对土样力学性质影响显著。本文建模方法有助于非均质地层参数表征研究。     

基于真实细观结构的FFT数值方法对岩石材料非线性力学行为的研究

岩石的非均质性(矿物夹杂、微裂隙、微孔洞等细观结构)对其非线性力学行为和破坏过程有着显著影响。本文采用无需对复杂细观结构划分网格的快速傅立叶变换(FFT)数值方法,直接获取图像中的像素点作为材料点,准确得到非均质材料的细观结构特征和力学性质的特点,与数字图像处理(DIP)技术有机结合,建立了基于真实细观结构的FFT数值计算方法,模拟了非均质岩石在外荷载作用下的弹塑性变形过程,探究了岩石内部细观结构对非线性力学行为的影响规律与宏观力学性质的内在联系。研究结果表明:基于真实细观结构的FFT模型,能很好地预测不同埋深和不同围压条件下黏土岩的峰前非线性行为和峰值强度,细观结构的形状、大小和分布直接决定了黏土岩内部应力场的分布。研究结论为研究岩石细观结构特征及其非线性力学行为提供了一个重要手段。     

非均质结构含量对煤岩组合体强度及破坏特征的影响

为研究非均质结构含量对煤岩组合体强度及破坏演化特征的影响,基于离散元软件,建立了不同非均质结构含量的煤岩组合体模型,考虑非均质结构含量为10%、30%、50%、70%和90%这5种方案,对煤岩组合体的强度特征、裂纹发育扩展过程进行了研究,分析了其影响机理。结果表明：随非均质结构含量的增加,煤岩组合体强度参数整体呈下降趋势,煤岩组合体声发射平静期范围呈先减小后增大趋势,声发射骤增期呈上升趋势;非均质结构与煤岩颗粒的属性差异导致了局部应力集中;非均质结构含量变化决定了试样强度特征和最终破坏模式,随非均质结构含量增加,煤岩和非均质结构中的主要承载结构由煤岩转变为非均质结构。     

非均质结构对煤岩组合体强度及破坏特征影响的离散元研究北大核心

煤柱中赋存的非均质结构往往会影响工作面的安全生产,为研究非均质结构对煤岩组合体强度及破坏演化特征的影响,基于离散元软件,建立了含有随机分布非均质结构的煤岩组合体模型,考虑非均质结构强度为煤体结构的25%、50%、200%和400%,对含非均质结构煤岩组合体的强度特征、裂纹发育扩展过程进行了研究,分析了其影响机理。结果表明:煤岩组合体峰值强度和弹性模量随非均质结构强度的增加而增加,峰值应变和起裂应力随非均质结构与煤体结构强度差的增加而逐渐减小;煤岩组合体应力场受非均质结构分布形态影响,应力集中区往往出现在2类结构中强度较高的区域,并以2类结构交界为边界;在加载过程中,微裂纹首先出现在强度较弱的结构中,并在弱属性结构内部发育扩展;导致试样破坏的贯通裂隙形态取决于弱属性结构的分布特征。     

储层非均质性研究方法技术综述

为了对储层的非均质性进行综合研究,本文基于大量的文献调研分析,梳理了储层非均质性的概念、影响因素及分类,归纳总结了储层非均质性研究的一般方法和近些年来出现的一些定量表征储层非均质的新方法。     

基于SPH的煤岩单轴加载声发射数值模拟

基于SPH(光滑粒子流体动力学)数值计算方法,研究了非均质煤岩材料的单轴压缩试验声发射效应,揭示了煤岩的声发射效应随着均质度m的变化规律。研究表明:随着均质度m值的增大,试件的声发射效应由群震型逐渐变为前震—主震—余震型、主震型;试件积聚能量的能力逐渐增强,材料属性由理想弹塑性材料向极端脆性材料转变,破坏模式由塑性流动破坏逐渐变为脆性破坏,其破坏形式越来越剧烈。     

水下灌浆隧道围岩应力与位移分析

目前对隧道围岩的应力与位移分析，其前提都是以围岩为均质材料，而灌浆隧道的围岩是由两层不同力学性能材料构成的夏合结构，其应力与位移特点不同于均质围岩。基于岩体的弹脆塑性模型及非关联流动法则，考虑地下水压力的作用，对灌浆隧道围岩的应力与位移进行理论分析，获得了围岩位移曲线。     

不同均质度下巷道压剪损伤算法与模拟研究

基于韦伯分布理论,依据非均质岩石剪切破坏准则,采用弹性全量法分级加载,通过Fortran语言编写出非均质岩石剪切破坏有限元程序,模拟不同均质度下巷道顶板单轴受压作用下的破坏过程。研究结果为:应力场和变形场明显受到岩体非均质性的影响,其损伤区域分布表现出无序、随机的特点;均质度是影响巷道围岩宏观强度的重要参数,覆压作用下的最终破坏形式以剪切破坏为主。该研究成果为预测巷道结构整体稳定性提供了方法和依据。     

基于虚拟井约束的致密砂岩储层建模方法

储层精细地质建模是油气田开发的基础和重点,其意义在于直观地描述一个油气藏的构造特征、储层分布及其非均质性特征等。致密砂岩气藏具有岩性致密、低孔低渗,储层非均质性强的特点。在井网稀疏、分布不均匀的地区,常规的相控和地震约束的建模方法难以准确刻画致密储层的空间分布特征。针对这一问题,本文以鄂尔多斯盆地H气田下石盒子组盒1段储层为例,提出了一种利用构建虚拟井的方法,提高测井解释、地震预测和地质认识在模拟过程中的约束作用,达到精细刻画储层非均质性的目的。结果表明,该方法使建模结果精度更高,更加符合地质实际,为后期数值模拟和井位部署提供了可靠的地质依据。     

混凝土徐变对钢-混凝土组合结构桥梁长期性能的影响

组合结构桥梁中混凝土材料的徐变效应将引起钢梁和混凝土桥面板间内力重分布和结构附加变形,进而影响到构件的安全性、行车舒适度和混凝土板中预应力损失,大大降低预应力的效果。目前通常采用基于线弹性理论的简化方法分析组合结构桥梁中混凝土徐变效应,而本文利用MSC/PATRAN建立组合梁桥有限元模型,并用MSC/NASTRAN中提供的徐变模式对徐变效应进行非线性分析,得出了有益的结论。     

Evaluation of directional drilling implication of double layered pipe umbrella system for the coal mine roof support with composite material and beam element methods using FLAC 3D

This study demonstrates possible scenarios of double-layered umbrella pipe system installed over a longwall take down room in a western coal mine, where holes are drilled and cased from an adjacent entry in advance of undermining. Finite difference analysis in FLAC 3D with strain hardening gob model is used because this method is a complex and rigorous way for solving boundary value problems, such stress and strain in a continuum and at an excavation boundary due to undermining. Support system was simulated with two different methods: composite material method and beam element method. We realized that the composite material method is very conservative compared to beam element method. Thus, in the rest of the simulation, we used the beam element method to investigate the effect of different angles of umbrella pipes on the roof support. To validate the modeling results, we compare the numeral modeling results with empirical formula widely used in subsidence calculation. Also, this computer simulation compared displacement of roof between in the presence and absence of this pipe umbrella support system. In this paper, we demonstrated that a relative stiffness increase ～185% for a reinforced zone can decrease the displacement ～ 12.5 cm (～ 5 in.) in the longwall recovery room roof based on results from the equivalent stiffness method. This reduction is a substantial amount, which could be really beneficial to mine operators during mining processes.     

面向知识工程的提升机智能故障诊断方法

针对传统提升机故障诊断系统中知识获取困难、知识表示单一且故障诊断推理方法自适应能力弱从而导致诊断推理结果不稳定等问题,研究了面向知识工程的提升机智能故障诊断方法。重点针对提升机故障诊断过程中的三大关键科学问题,即知识获取、知识表示和知识推理技术进行了深入研究：提出了基于融合差别矩阵和属性重要度的提升机故障诊断规则知识获取方法,为提升机故障诊断提供了数据基础;构建本体知识库,提出了基于OWL DL的故障诊断知识表示方法和基于SWRL的故障诊断规则知识表示方法,实现了提升机系统结构及诊断知识的集成;对本体知识进行了概率扩展,提出了基于本体和贝叶斯网络的不确定性知识融合推理方法,提高了推理的效率和准确率。开发了面向知识工程的智能故障诊断系统,通过实例验证和企业应用证明了该方法的可行性和准确性。     

基于近景摄影测量技术的地下巷道三维建模

对真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现,是数字矿山建设的重要内容,矿山地下巷道的三维建模及可视化又是数字化再现的核心内容。针对传统巷道三维建模方法效率低下、成本高昂的不足,提出了基于近景摄影测量技术的地下巷道三维建模方法。该方法主要采用近景摄影测量立体像对的前方交会原理,使用相机在不同空间位置获得一组同一目标的图像,通过计算图像间的几何约束关系来得到目标表面的三维坐标信息,从而构建拍摄目标的三维模型。该方法首先利用低成本的智能手机照相机对巷道进行多视角近景照片采集;然后利用数字图像建模Context Capture软件对图像数据进行空中三角测量解算,并生成地下巷道点云数据;最后对获取的像片进行特征提取和影像匹配,完成地下巷道三维模型构建。以河南理工大学地下防空洞巷道为试验对象,拍摄了566张像片,像片间的旁向重叠度约80%。试验结果显示,所拍摄目标物的三维模型结构完整,纹理清晰,表明利用近景摄影测量技术构建巷道三维模型具有可行性。     

Repr?sentative Chlorbestimmung von Sekund?rbrennstoffen durch Anwendung der Pressbohrmethode

At Nordhausen University of Applied Sciences a new method—the “pressing-drill method”—has been developed for sampling recycled materials. The development of the “pressing-drill-method” is based on the idea of the compression of the sample material into a geometrically defined shape (cylinder) and subsequent probability-proportional sampling by drilling samples directly out of the pressed body. The materials are compressed to transform them from a loose heap into a form enabling random selection of samples. Owing to the pressure applied during pressing, the material system has a compact material structure so that segregation caused by different material densities, wide particle size distribution and differences in geometry is avoided.The pressing-drill method is suitable for representative sampling of heterogeneous material systems with low bulk density, consisting of particles <?40?mm in size. It has been proven that errors can be substantially reduced compared with the standard methods (dividing cross, sample splitters) used in common practice. The results of tests on model mixes and real recycled material mixes confirm this approach. Especially inorganic chlorine salts lead to high-temperature corrosion in the combustion of waste-derived fuels. Compared to standard methods, the pressing-drill method can be used for the simple and low-cost extraction of a fluid that can be analysed precisely with ion chromatography. An additional aim is move away from the single specification of the total chlorine content, which also includes a sub-diagnosis of unknown dimension.     

煤炭矿井生产系统材料成本控制方法选择与优化

针对目前单一成本控制方法不能很好解决煤矿材料成本管理的问题, 在对煤炭矿井生产系统及材料成本构成深入分析的基础上, 提出了融合作业成本法、责任成本和标准成本差异法的多位一体的材料成本控制方法。该方法在煤矿企业中的应用有助于提高其生产管理水平、降低生产成本。     

CFG桩复合地基褥垫层工作性状研究

总结了刚性基础下CFG桩复合地基中褥垫层的作用机理，采用数值模拟的方法研究了柔性基础下褥垫层的不同工作特点，对褥垫层的合理设置提出了几点建议。     

三元正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2的研究现状及展望

<正>极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2具有高放电容量、高循环稳定性和环保等优点,能很好的满足新能源电动汽车和小型电子产品的使用要求,因此受到高度关注和广泛研究。本文简述了Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2材料的结构组分、电化学性能以及社会商业价值,总结了该材料制备和改性的方法及特点,并讨论了改性对电化学性能的影响。基于Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2材料国内外研究现状和应用前景,指出了纳米电极制备、多元结构制备、复合处理改性、复合材料制备、复合方法制备是该材料今后主要的发展方向。     

基于单形剖分的三维复杂地质体建模

为了强化地质体三维模型的空间分析与表达能力,文中基于单纯剖分理论给出了地质体三维建模方法,探讨了基于包容单形的三维地质体特征点、线、面的表达,给出了边界面查询、地质面搜索、地质线追踪等算法。试验结果表明,这种单纯剖分建模方法实现简单,表达丰富,可以完成其它建模方法无法完成的拓扑分析、边界查询等许多功能。作为三维地质模型的基础、关键问题之一,此新的建模思路将促进三维地质模型的深入研究与应用。     

Sb/MoS2/C复合材料的制备及其电化学性能研究

结合水热法和冷冻干燥法制备了高容量锂离子电池负极材料Sb/MoS₂/C,利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和X射线光电子能谱等手段对样品的结构和形貌进行了表征。结果表明,合成的Sb/MoS₂/C复合材料的形貌结构为纳米片状。通过恒流充放电对样品进行电化学性能测试,结果表明,该材料具有杰出的电化学性能,在0.2 A/g电流密度下,循环200次后容量保持率为99%。