冲击地压巷道周边动力放大效应及 支护参数调控策略

针对冲击地压作用下巷道周边的力学特征,运用应力波传递理论进行推导,并根据现场实测数据,采用数值模拟方法进行研究。根据应力波在巷道周边的传递与反射效应推导巷道围岩的动力响应机理。利用LS-DYNA软件,模拟不同方位冲击源影响下的动力响应。研究发现冲击地压下巷道边界的动力放大效应。在巷道周边的松动圈范围内,动力放大程度与其至边界的距离呈负相关,即动力放大程度从松动圈边界向巷道边界方向逐步增大,并在巷道表面处达到最大。在巷道及其周边的支护设计中,应考虑到不同位置动力响应的差异。经过对比研究,增加锚杆长度、减小锚索长度的参数调控策略相较依据静载条件设置的初步方案,在承受动力冲击时对巷道及其周边可以起到更为明显的控制作用。     

不整合地层下开采覆岩移动变异性研究

根据采区地层不整合特点,通过相似材料模拟和数值模拟方法对不整合地层下开采覆岩运动与破坏特征进行了研究。研究发现,不整合面附近地层存在"应力屏蔽"现象,采空区上部压力拱形态发生畸变,呈现出非对称、非规则的压力拱结构形态。覆岩移动变形出现明显差异,导致地表移动盆地反向偏移。研究给出不整合地层下开采覆岩移动破坏与导水性特征分区。     

大倾角厚煤层长壁综放开采基本顶破断模式及演化过程(Ⅱ)——周期破断

基于弹性力学理论,建立了大倾角综放工作面推进过程中基本顶由小三角形悬板→大三角形悬板→斜梯形板转化的薄板力学模型,计算出3种形状基本顶的上、下板面的应力分布,揭示了断裂线发育轨迹与破坏区演化过程,阐明了大倾角煤层基本顶周期破断的"四边形"型断裂模式。研究表明,大倾角煤层基本顶周期断裂的空间顺序为"中下部→中上部→上部→下部"。结合数值模拟、现场监测等手段,验证了基本顶周期断裂过程中采场围岩应力场分布及矿压显现具有时序性和非对称特征。     

基于广义预测控制为主的综合控制算法构成控制器的开发与应用

提出一种以广义预测控制算法为主,以由Smith预估参数组成的无模型控制律为辅,以多变量状态反馈为前馈的综合控制算法控制器,其中广义预测控制算法在PC机中实现并通过与DCS通讯完成数据交换,而Smith预估控制、无模型控制率、多变量状态反馈算法均在DCS中实现。此种控制器克服了广义预测控制抗干扰能力弱的缺点,在加热炉控制应用中其优越性得到充分体现,解决了加热炉自动控制的难题,保证了工艺指标。     

岩石、混凝土损伤与断裂研究型课程建设

为了使学生充分了解岩石、混凝土损伤与断裂力学的最新进展,熟悉基础理论,掌握必要的断裂损伤实验技术和研究方法,从教材、师资队伍、教学模式到教学手段,对岩石、混凝土损伤与断裂课程进行了全面建设。通过对该课程的全方位建设,使学生科研素养和创新能力得到提高。     

采空区坚硬顶板破断机理与灾变塌陷研究

以坚硬顶板下的房柱式和条带式采矿工程为背景,建立了表征采空区内矿柱支撑顶板的弹性基础板力学模型,研究顶板不同阶段的破断模式与突变失稳的力学过程.研究表明：当煤柱的有效承载面积逐渐减小到临界值时,非线性控制参数即可穿越分岔点集,顶板位移突跳产生极限点失稳,煤柱-顶板系统出现突然塌陷失稳.     

西露天矿边坡失稳影响因素分析

针对西露天矿长年开采、矿震影响造成的边坡滑坡失稳现象,引入安全系统工程中的事故树分析方法,通过现场踏勘和资料调研,构建西露天矿边坡失稳的事故树模型.研究表明:能够引起边坡失稳的最小割集有１３２个、不发生失稳的最小径集有２个,边坡失稳的概率极大.在２０个基本事件中,雨水、循环冻融和软弱夹层的存在是边坡失稳的关键因素,结合数值分析发现软弱夹层在强度软化过程中,边坡可能出现沿上、下不同软弱夹层产生失稳,其边坡稳定性尤其对上软弱夹层的内摩擦角十分敏感.雨水入渗边坡的过程中,边坡表面的基质吸力、体积含水率不断增大,导致表面容重增大,同时水对岩石的软化作用均不利于边坡稳定,相关结论可供露天边坡灾害治理参考.     

超深岩石基坑破坏机理及预应力锚杆支护作用的数值模拟研究

超深岩石基坑的破坏机理与土质基坑有本质的区别。通过对实例进行数值模拟分析,揭示了超深岩石基坑的破坏模式与破坏机理随基坑深度的变化规律,并且分析了预应力锚杆加固超深岩石基坑的作用机理和加固效果。     

坡间路基挡土墙稳定性评价数值模拟及建设方案确定

坡间路基挡土墙一般建设在半填半挖路段，近年来相继发生了多次不同规模的坡间路基挡土墙失稳灾害，结合栖莱高速公路K59＋470～K59＋630半填半挖段路基建设问题，为将不安全因素消除在萌芽状态，在对坡间挡土墙失稳原因分析的基础上，采用快速拉格朗日数值模拟方法，对产生坡间挡土墙失稳的主要因素——边坡角及车辆动荷载进行全面探讨，提出坡间挡土墙“双锚”建设方案，并根据分析结果确定具体的工程措施及主要技术参数，“双锚”建设方案实施后监测结果表明，边坡及挡土墙处于完全稳定状态，因此，该技术方案对于类似坡间挡土墙建设具有广泛的推广和应用价值。