纳米碳酸钙改性聚丙烯大变形行为的研究

为了研究纳米碳酸钙改性聚丙烯(PP/nano-CaCO_3)在不同应变率下的大变形特性及相关机理,采用疲劳试验机(MTS)结合数字图像相关技术(DIC)对该种材料在不同拉伸速率下进行单项拉伸试验,并用有限元对其进行数值模拟,得出了不同变形程度的试验结果。之后采用电镜扫描(SEM)对不同变形程度的试件表面进行分析。结果表明:PP/nano-CaCO_3在不同拉伸速率下的应力-应变可分为线弹性阶段、屈服阶段、软化颈缩阶段及应力稳定阶段。其中,线弹性阶段、屈服阶段及峰值应力基本不受拉伸速率的影响,应力稳定阶段的稳定应力随着拉伸速率的增大而减小,测试试件的延展率超过300%后仍可继续拉伸延长。电镜扫描发现:随着变形量的增大,试件表面的纹理及皱褶凸起也增大。总的来说,PP/nano-CaCO_3相比纯PP具有更好的应力-应变稳定性、延展性及柔软度,在抗冲击及承载结构件中具有很好的应用前景。     

偏心支撑框架新型消能连梁腹板可更换研究

偏心支撑框架兼具纯框架延性好和中心支撑框架强度刚度高的优点,强震作用下结构的塑性变形主要集中在消能连梁,而其余部位保持在弹性阶段。结构中消能连梁的翼缘常与楼层板相连,会给消能连梁的更换带来困难。为此,提出将剪切型消能连梁的腹板移出,然后将腹板两端焊接端板,通过螺栓重新组成可更换新型消能连梁。该新型连梁主要由上、下翼缘板和可更换新型腹板组成。通过理论推导给出了可更换消能连梁弹性刚度、屈服承载力和剪切屈服型临界长度等关键参数的解析计算式,并通过有限元确认其准确性。此外,有限元分析也表明可更换消能连梁滞回曲线饱满稳定,耗能能力强,当连梁剪切变形逐渐增大时,新型腹板首先发生剪切屈服,然后发生全截面屈服,而上、下翼缘只有端部表面进入屈服,其余部分保持在弹性阶段,实现了消能连梁的主要损伤集中在新型可更换腹板上。     

波码通信数字式分层注水技术研究与应用

针对常规分注井测试工作量大、配套费用高及分注合格率下降快等问题,研究了波码通信数字式分层注水技术。该技术的核心为基于流体波码的无线通信技术及井下智能配水器。波码通信技术通过短时间改变地面控制阀或井下配水器电控阀的开度,建立井筒内的流量波动,并将流量波动转换为压力信号实现地面与井下的数据传输;井下智能配水器集成高精度压力计、可控水嘴、计算与控制模块等形成一个智能控制系统,实现地面下传命令或数据的接收、水嘴的注水流量计算与控制、井下数据的存储与上传等。波码通信数字式分层注水技术已在现场试验与应用430余口井,分层注水合格率长期保持在90%以上,注水层的含水上升速度稳定,水驱开发效果改善明显。研究结果可为分层注水技术的研究与应用提供一定参考。     

矿山尾矿库安全数字化监测探讨#br#

为加强尾矿库的安全监管，减少事故发生，在逐一分析了尾矿库主要监测项目的基础上，从基于GPS技术的坝体变形监测系统、基于3G技术的库区监测管理系统、库区视频监测系统和尾矿库数字化专家系统等方面介绍了尾矿库安全数字化监测系统的开发实现，对矿山尾矿库动态数据实时监控具有重要意义。     

沙尔贡煤矿应力集中区域大断面机电设备硐室支护技术

沙尔贡煤矿矿井共划分为2个块段（5个采区），分别为井田中西部的中央块段（含Ⅰ上采区和Ⅰ下采区）和东部的鲁甘利赫塔块段，中央块段的Ⅰ上采区是矿井的首采区。该矿Ⅰ上采区绞车房布置在煤层顶板的岩层中，根据I上采区绞车房及其周边巷道的平面布置，Ⅰ上采区绞车房处于应力集中区域，原设计支护方式为B20素混凝土砌碹，厚度400 mm，采用“小断面快速掘进通过，二次扩刷成巷”的施工方案。现场在进行二次扩刷前，已经出现了巷顶喷浆层开裂，局部锚杆失效脱落，巷帮大面积片帮，巷顶下沉量、巷帮收敛量超限等现象。为保障硐室施工质量，对Ⅰ上采区绞车房的支护方案进行了优化，方案实施后，未出现硐室变形、支护开裂等现象，表明方案优化设计效果显著，可供类似矿山支护设计参考。关键词煤矿支护方案围岩变形DOI：10.3969/j.issn.1674 6082.2020.12.025沙尔贡煤矿矿井共划分为2个块段（5个采区），分别为井田中西部的中央块段（含Ⅰ上采区和Ⅰ下采区）和东部的鲁甘利赫塔块段，中央块段的Ⅰ上采区是矿井的首采区。该矿Ⅰ上采区绞车房布置在煤层顶板的岩层中，根据I上采区绞车房及其周边巷道的平面布置，Ⅰ上采区绞车房处于应力集中区域，原设计支护方式为B20素混凝土砌碹，厚度400 mm，采用“小断面快速掘进通过，二次扩刷成巷”的施工方案。现场在进行二次扩刷前，已经出现了巷顶喷浆层开裂，局部锚杆失效脱落，巷帮大面积片帮，巷顶下沉量、巷帮收敛量超限等现象。为保障硐室施工质量，对Ⅰ上采区绞车房的支护方案进行了优化，方案实施后，未出现硐室变形、支护开裂等现象，表明方案优化设计效果显著，可供类似矿山支护设计参考。     

核电厂凝汽器管束模块内流动及换热特性数值分析

针对国内某核电厂凝汽器钛管变形问题，采用多相流动CFD方法开展凝汽器内部管束模块不同工况下的流动和换热特性分析，采用有限元分析局部钛管受力情况。研究结果表明，凝汽器在冬季临停工况下，空冷区将结冰；机组启动时，在凝汽器内部流场力及重力作用下冰体运动而损伤钛管，造成凝汽器空冷区周边钛管大规模变形。      

深井采动巷道围岩流变和结构失稳大变形理论

与浅部相比,深部巷道特别是千米深井采动巷道,地应力高、采动影响强烈,导致巷道围岩变形大、持续时间长、破坏严重,目前的理论不能科学解释深井采动巷道的围岩劣化、大变形与破坏机理。深部开采条件下的巷道围岩大变形破坏理论已经成为煤炭深部开采面临的重大课题之一。为此,采用现场调研与试验、实验室实验、数值模拟和理论分析等方法,从应力强度比出发,并考虑偏应力和梯度应力,提出了采动系数的概念;从力学本质和工程应用的角度明确了巷道强采动和大变形的概念,探讨了其科学内涵,并初步提出确定了强采动和大变形的量化的评价方法;在此基础上,基于深井强采动巷道围岩所处应力环境及其大变形特征,初步提出了深部采动巷道围岩流变和结构失稳大变形理论框架。其核心思想是巷道围岩结构运动、围岩劣化、梯度应力和偏应力诱导围岩裂隙扩展、软岩流变与结构性流变大变形、破裂岩体长时扩容;基本问题包括深井采动巷道围岩应力路径、考虑应力路径的偏应力和梯度应力对巷道围岩的作用机理、巷道围岩锚固承载结构流变大变形、巷道围岩结构失稳大变形等。偏应力和梯度应力导致巷道浅部围岩张拉劈裂扩容和承载区围岩剪切滑动,且承载区围岩剪切滑动对浅部张拉劈裂围岩产生向巷道内的推力,扩容与推力导致浅部锚固体出现结构体滑移流变和整体性的挤入。由传统的软岩流变上升至软岩流变与锚固体结构性流变大变形。巷道围岩结构失稳大变形包括上覆岩层大结构失稳导致的整体移动大变形和松动圈内破裂岩体运动失稳大变形。提出的深部采动巷道围岩流变和结构失稳大变形理论从深部环境、深部岩体及强烈施工扰动相互作用出发,揭示深部巷道围岩应力场时空演变规律和大变形与破坏机理。     

动压影响下软弱泥岩顶底板巷道支护技术研究

动压影响下软弱泥岩顶底板巷道存在围岩变形量严重问题,制约矿井正常生产。本文在对巷道原支护参数进行详细分析基础上,认为在动压影响下的泥岩顶、底板巷道未对底板进行加固从而引起底鼓量过大是造成巷道围岩变形量过大主要原因。提出采用以锚注技术为核心的巷道支护优化方案,并具体对巷道支护参数及施工工艺进行阐述。现场应用表明,优化后的巷道支护措施有效对巷道围岩进行控制,底板底鼓量控制在10mm以内,确保了巷道使用安全。研究结果可以为类似情况下的其他矿井巷道围岩控制提供一定借鉴。