盾构法隧道统一土体移动模型的建立

首次提出土质软硬决定了盾构隧道周围土体的移动方向,移动焦点在隧道中心点与隧道底部位置之间变动。采用两圆相切的土体损失模型,通过引入移动焦点的坐标参数,建立了统一的土体移动模型,该模型能将Park模型与Loganathan模型包括在内。假定土体不排水,利用源汇法推导了由土体损失引起的盾构隧道轴线上方地面最大沉降量Smax的通用计算公式和上、下限解。理论分析表明:无论土质如何变化,土体损失引起的Smax值总在上、下限解范围内。理论解与27例工程实测值和Peck解进行了比较,结果表明:21例实测值在上、下限解范围内,6例实测值超出该范围,但与上、下限解非常接近,超出量小于10%;Peck公式计算得到的Smax值也都在上、下限解范围内,仅有1例略微偏大,从而验证了本文方法的正确性。本文方法也适用于顶管法施工。     

新构造运动的野外识别

通过水系分析的基础、内容和新、老构造及新构造褶皱对水系的影响，对新构造运动作了分析，从地貌、地质方面的特征对其作了阐述，以期为野外识别提供一些理论铺垫。     

钛单晶纳米柱拉压不对称性的分子动力学模拟

本文基于分子动力学模拟,通过研究钛单晶纳米柱在拉伸和压缩下的力学响应特征及晶体结构演化行为,揭示其塑性变形机制。结果表明沿[0001]晶向拉伸条件下主要塑性变形机制为伴生的{101 ?2}孪晶和基面层错;而沿[0001]晶向压缩条件下,基面位错作为优先形核的缺陷参与到塑性变形过程,随后锥面位错出现并协调了轴向和横向变形,压缩条件下无孪晶产生。拉伸模拟过程中观察到一种有别于传统孪生的晶体再取向现象,其孪晶与基体间呈现基面/柱面对应关系。     

回复与再结晶退火对TWIP钢组织及性能的影响

用室温拉伸试验机、布氏硬度计、光学显微镜和透射电镜分析了冷轧态的TWIP钢及其在100~750℃退火后的力学性能和显微组织结构随温度的变化规律。试验结果表明,TWIP钢的强度随退火温度的提高呈现出非单调性变化,硬度随温度提高先升高而后降低,伸长率从500℃开始显著升高;TWIP钢回复退火使强度有一定的提高。     

AgInCd合金压缩蠕变性能研究

用RDL-50型拉伸蠕变试验机进行改装后的实验装置研究了铸态AgInCd合金在温度300~400℃及应力范围12~24 MPa内的压缩蠕变行为,分析了稳态速率与温度和应力的关系,计算了应力指数(n)和蠕变激活能(Q_a),并结合蠕变后样品在透射电子显微镜下的微观形貌及位错组态,探讨了合金的压缩蠕变机制。结果表明:随温度和应力水平的升高,合金的稳态蠕变速率增加。相比较指数关系,蠕变速率与应力之间更符合幂函数关系。300、350和400℃条件下,合金的蠕变应力指数n分别为3.31、4.09和5.77;12、18和24 MPa条件下,合金的蠕变激活能Q_a分别为68.1、103.7和131.6 kJ/mol。微观形貌以层错为主,孪生为300℃的主要蠕变机制,位错攀移生成位错墙为400℃的主要蠕变机制。     

晶粒尺寸对纳晶双峰材料断裂韧性的影响

为了描述由纳晶基体和粗晶颗粒组成的纳晶双峰材料的断裂韧性,通过建立一个粘聚力模型来研究纳晶双峰材料的临界应力强度因子K_(IC)(表征材料断裂韧性)。考虑到纳晶双峰材料的一个典型情况:裂纹位于2个纳晶颗粒的交界面处,裂纹尖端与粗晶粒的晶界相交,假设粘聚区的尺寸等于纳晶颗粒的尺寸d。裂纹的钝化和扩展过程受位错和粘聚力的共同影响,刃型位错是从粘聚力裂纹的尖端发射,该过程对裂纹产生屏蔽效应。模型计算结果显示:当粗晶颗粒尺寸D确定时,K_(IC)随着纳晶材料晶粒尺寸d的增大而增大;当纳晶材料晶粒尺寸d确定时,K_(IC)随着粗晶材料晶粒尺寸D的增大而增大;相对于纳晶颗粒的尺寸,断裂韧性对粗晶晶粒的尺寸更加敏感。     

氦原子对镍金属中刃型位错运动行为影响的原子模拟

应用分子动力学(MD)技术和改进分析型嵌入原子法(MAEAM)研究氦原子对镍金属中(a/2)?110?{111}刃型位错迁移行为的影响。首先通过计算晶格的Burgers矢量分布,确定两刃型分位错之间的平衡距离(Ded)约为25.95?,而它们之间的堆垛层错能(Esf)约为108 mJ/m2。然后研究He原子在晶格中不同位置的形成能(Ef),发现He原子在镍金属晶体的张力区域受到晶格的吸引,而其在压缩区域则受到晶格排斥。通过探讨 He 原子与刃型位错之间的相互作用发现,相比于置换He原子而言,间隙He原子对位错迁移行为的影响更强烈。最后,研究表明间隙He原子的迁移在第一个分位错跨过后表现更明显,同时刃型位错也为He原子迁移提供了更快速的扩散路径。     

错层位巷道布置在煤与瓦斯共采上的应用构想

随着煤矿开采深度和强度不断增加,瓦斯灾害的发生概率也随之增大,煤与瓦斯共采技术逐渐得到重视。本文致力于为提高煤矿瓦斯抽采率,实现高瓦斯矿井安全、高效生产找到更多可能的有效方法。通过对错层位巷道布置开采首采工作面之后其上覆岩层运动特点进行总结分析,试着从改革巷道布置方面着手,将错层位巷道布置与现有煤与瓦斯共采技术结合,从而提出了错层位巷道布置在煤与卸压瓦斯共采上的应用构想。文中做出了相应的预测,认为采用这种方法,比用传统方法抽采瓦斯在安全、经济方面更具优势,需要通过具体工程实践进行验证。     

开采沉陷预计与控制仿真试验教学系统

仿真教学是计算机辅助教学的高级阶段。从传统教学的不足与仿真教学的优点入手,针对传统矿山开采沉陷课程教学,以提高教学效果为目的,开发了基于VB的开采沉陷预计与控制仿真试验教学系统,将仿真教学引入到矿山开采沉陷学教学过程中。在论述系统开发原理及功能设计的基础上,详细介绍了系统3大模块——地表移动变形分析模块、动态演示模块及开采沉陷控制技术模块的功能与特点。基于本系统,通过人机交互界面与系统进行交流,可以让学生充分理解并掌握地表及岩层破坏机理,开采沉陷预计、开采沉陷防治等重点内容,从而有效提高教学质量和效果。教学实践表明,将计算机仿真教学纳入到矿山开采沉陷学教学过程中,可以极大地提高学生理解能力,培养学生的学习兴趣。     

浅埋煤层综采工作面地表移动规律研究

为了控制煤层开采对东胜地区脆弱的生态系统的破坏,获得该地区综采工作面地表移动变形规律,采用在综采工作面上方建立地表移动观测站的方法,经过多次观测获得数据并进行处理分析,结果表明:地表刚开始移动就表现出突然性、剧烈性的特点,下沉值急剧增大,并很快达到最大值,迭到充分采动;工作面停采后,地表短时间内达到稳定状态.在开切眼附近煤柱侧50 m、采空区侧100m为集中变形区域,该区域内地表变形值超过建筑物Ⅰ级损坏标准.概率积分法预计参数取值为下沉系数0.71,水平移动系数0.40,左拐点偏移系数0.07,右拐点偏移系数0.37.