深厚表土底部含水层疏水沉降试验及数值模拟研究

通过对19个砂土试样实施的疏排水渗透和沉降均匀设计试验，得出：渗透系数与有效应力之间呈现指数型的衰减变化规律；侧限条件下的压缩模量与水压降呈正相关关系，有效应力越大，压缩模量越大。用大分层和小分层相结合的方法来处理疏排水沉降的差分格式所编写的程序计算表明：数值模拟结果与试验结果有很高的拟合程度，该方法用于疏排水沉降量的计算是可靠的；理论公式应用于疏排水沉降量的计算将导致疏排水初期计算结果偏小，疏排水后期计算结果偏大。     

煤与瓦斯突出分形预测研究

以几个典型矿井为研究对象，应用分形几何理论和方法对地质构造进行定量描述，并分析其和煤与瓦斯突出危险程度的关系。确定了矿井断层网络分布的分形特征，初步建立了其分维持特征与突出之间的关系。研究结果表明，突出与非突出井田的断层分布均服从分形规律；井田吕断层分布的分维值与瓦斯突出之间存在着正相关关系等重要结论。为突出带预测提供了新的研究思路。     

基于复合材料力学的锚固巷道数值模拟研究

为了建立一种符合锚喷支护围岩稳定性分析和支护参数总体评价的简化等效计算方法,应用复合材料力学的基本原理,建立了加锚岩体的复合材料力学模型。首先将锚杆和砂浆视为弹性体,推导了锚杆-砂浆复合体等效力学模型的弹性参数;然后将岩体和锚杆-砂浆复合体视为复合增强材料,建立了横观各向同性体模型,并推导了该等效力学模型相应参数的确定公式。在此基础上依据工程实例,分别进行了复合后巷道模型与常规离散巷道模型的数值模拟研究;通过对巷道两帮、顶、底部位移和围岩应力的对比分析,验证了该等效方法的可行性和适用性。     

基于GA-SVM的露天矿抛掷爆破抛掷率预测

分析了高台阶抛掷爆破的机理过程，并从自然地质、爆破设计和人为操作3个角度出发，结合某矿区的实际开采情况，提取其中10个参数作为影响该矿区抛掷爆破效果的主要因素，以爆破领域中广泛接受的抛掷率作为抛掷爆破效果的评价因子，采用此矿区爆破生产中的实际数据建立了基于遗传算法优化的支持向量机模型GA-SVM。基于建立的GA-SVM模型，采用平均影响值（Mean Impact Value，MIV）作为评价标准，对各因素的影响程度进行了评定。结果表明：① GA- SVM模型能够比较快速、准确地根据此矿区的爆破设计参数预测出抛掷爆破的抛掷率，平均预测精度稳定在83.75%，与其他智能算法如BP，RBF，GRNN相比，GA-SVM具有更好的鲁棒性和更佳的预测精度。由于计算流程的统一性和预测方法的普适性，GA-SVM模型对于其他抛掷爆破参数（如最远抛距、松散系数等）也具有良好的外推性；② 对于此露天矿区而言，在其自然因素（如岩性等）和爆破设计因素（如炸药类型、起爆顺序、装药结构等）已确定的情况下，台阶高度、炸药单耗与抛掷率正相关，且台阶高度比炸药单耗对抛掷率的影响更大；而最小抵抗线、坡面角和剖面宽对于抛掷率呈现负相关，其他影响因素对于此露天矿抛掷率的影响较弱。     

粘土与结构接触界面剪切特性的试验研究

对DSJ-2型电动四联等应变直剪仪进行改装，在改装后的剪切仪器上进行了粘土自身、粘土与光滑及粗糙混凝土、粘土与平行及垂直纹理木材4个含水率共80个试样的剪切试验。结果得到了不同含水率不同正应力下土与不同结构接触界面的剪切应力应变曲线。研究结果表明，粘土与结构接触界面的抗剪强度、摩擦角、粘聚力等力学参数与土体含水率、接触材料类型及接触材料粗糙度密切相关。     

非对称楔形体在楔面下部承受非线性分布压力作用的弹性应力解

用应力函数及其导数在弹性体边界上的力学意义和海维赛（Ｈｅａｖｉｓｉｄｅ）函数的方法，对非对称楔形体在楔面下部承受非线性分布压力作用的问题进行了应力计算，给出了应力一般解并进行了讨论，其结果具有理论和实际意义．     

疏排水沉降地层高性能混杂纤维混凝土井壁受力特征北大核心

为解决深厚表土层中混凝土井壁支护难题,采用ANSYS有限元软件对比分析混杂纤维高强度混凝土井壁和普通高强度混凝土井壁在表土层厚度200~600 m范围变化时的变形和受力情况。计算结果表明:2种井壁在同等受力情况下,混杂纤维混凝土井壁应变大于普通混凝土,掺杂纤维可以改善井壁脆性;井壁受到的最大环向应力随着表土层厚度增大而增大,且沿着井壁径向由外到内逐渐增大,环向应变始终是压应变且内表面大于外表面;随着埋深增加,井壁变形从以轴向变形为主变成以径向变形为主;最后给出应力应变与表土层厚度之间关系的回归公式,可指导工程实际。     

基于改进证据理论的齿轮泵故障诊断方法研究

针对齿轮泵早期故障信号的不确定性,提出了一种基于改进证据理论的故障诊断方法。首先改进了证据理论,提出了基于特征参数灰色关联分析的基本概率赋值函数生成方法,解决了证据理论在故障诊断中原始证据生成问题;其次,定义了证据之间的夹角余弦,利用冲突证据判据对原始证据进行冲突性检验,对于冲突证据通过可信度进行局部修正,保留可信证据。最后对修正后的证据进行融合。多传感器振动特征融合实验结果验证了改进方法具有较高的诊断正确性。     

基于改进证据理论的多传感器信息融合故障诊断

针对传感器信号不确定会产生冲突证据的问题,提出了一种基于改进证据理论的多传感器信息融合故障诊断方法。提出了基于遗传神经网络的原始证据生成方法,利用遗传算法优化神经网络参数,提高网络训练速度;定义了向量空间和方向相似度,利用分类准则函数区分冲突证据和相似证据,通过可信度修正冲突证据,降低了因不确定性产生的冲突对合成结果的影响。通过齿轮泵故障实验验证了改进方法的有效性,改进方法的诊断正确率明显高于单一传感器的诊断正确率,并通过设置适当的阈值提高了方法的灵活性和适用性。     

深部巷道组合钢架合理支护间距数值模拟研究

为确定深部巷道组合钢架合理支护间距,有效控制深部巷道围岩变形,提高巷道施工机械化水平,以焦作煤业集团赵固(新乡)能源有限责任公司赵固二矿11071工作面回风巷为研究背景,采用三维有限差分软件对深部巷道6种支护方案的围岩变形、应力和塑性区分布进行对比分析.结果表明:深部巷道围岩变形和塑性区分布受围岩局部让压效应影响显著;在巷道拱顶、拱底以及两帮与底板交接部位均易出现应力集中现象;巷道开挖引起的岩体破坏以剪切破坏为主.根据数值模拟试验得出了深部巷道组合钢架合理支护间距,优选出的最佳支护方案可以减缓围岩变形,改善围岩应力状态,减少围岩塑性破坏范围,从而提高深部巷道围岩的稳定性.