不同加载状态曲线锚索沿程预应力损失试验研究

曲线锚索沿程预应力损失是影响衬砌结构应力分布的关键因素，获取摩擦系数和偏差系数尤其重要。开展不同加载状态曲线锚索沿程预应力损失研究，建立了模型试验平台，进行了不分级加载、分级加载和分级循环加载测试，分析了锚固端和张拉端受力特征、预应力损失变化规律、摩擦系数和偏差系数取值，并结合实际工程计算了曲线锚索任意点受力值。结果表明:曲线锚索沿程损失摩擦系数和偏差系数不仅与材料自身属性有关，还受到力学加载状态影响；与不分级相比，分级加载曲线锚索平均预应力损失由 8．47％ 降低至 3．63％，且各级荷载必须给予足够停滞时间，以保持预应力传递；分级循环加载曲线锚索预应力沿程损失大幅降低，而加载时长却较久，不适宜作为常规加载方式，宜作为极个别曲线锚索预应力值不能达标时的应急处置方案。     

四足仿生机器人斜面行走的运动研究

以岩羊为仿生对象,开发出一款适用于山地行走的四足机器人,重点研究其斜面运动。首先对三段式的腿部结构进行运动学建模,然后对机器人的斜面直线行走做出规划,最后进行仿真验证。仿真结果表明,机器人可以在斜面上保持连续平稳地运动;给出了一种通过控制身体俯仰角来实现斜面连续平稳运动的方法,为四足机器人实现山地环境的运动提供了参考。     

富水软弱层联络通道冻结温度场研究

以某富水软弱地层地铁联络通道冻结工程为研究背景,采用室内三维模型试验、ANSYS有限元数值分析及解析求解相结合的方法,研究了联络通道冻结工程中的土体温度场演化规律。室内三维模型试验研究结果表明,冻结试验开始后12 h达到预设温度-25℃,19 h后土体冻结帷幕形成,可得现场的积极冻结时间为50 d,维护冻结时间为29 d;土体冻结过程中,温度变化大致分两个阶段,第一阶段土体温度呈线性快速下降至0℃,第二阶段土体相变放热后,温度继续下降,最低温度为-15.2℃～-16.8℃,整个过程土体降温速度呈现先快后慢态势;在冻土融化阶段,土体温度随时间逐渐升高至室温,整个融化过程所需时间为冻结时间的3～4倍。有限元数值分析结果表明,在联络通道开挖后,冻结管圈内冻结壁平均温度有显著升高,而冻结管圈外冻结壁温度受影响较小。推导得到了双管冻结温度场解析解。     

四足仿生机器人的循迹算法研究

为解决四足仿生机器人循迹问题,以Java语言中的Eclipse软件为编译环境,设计了改进的PID(proportion-integration-differentiation)循迹算法。与传统PID算法相比较,在对图像进行二值化处理的基础上,叠加了对机器人获取视野的首行末行、首列末列的双重检测,从而完善了对道路信息图像的识别与处理技术,使四足仿生机器人沿着既定轨迹精确前进。最后采用控制变量法进行多次实验,结果证明提出的算法是有效的,增强了机器人循迹的稳定性与鲁棒性。     

基于Adams的六足直立式步行机器人运动仿真分析

分析了一种以双电机为驱动力、以曲柄连杆机构为传动系统的六足直立式步行机器人的工作原理。首先,利用矢量解析法对步行腿机构建立相应运动数学模型并分析;再利用虚拟样机分析软件Adams对单侧步行腿机构进行运动轨迹建模仿真分析;最后,搭建实物样机验证了工作原理、方案设计、虚拟仿真结果的正确性和可行性。结果表明,步行腿机构的运动特性能够满足六足直立式步行机构的工作要求,设计方案可行,可为下一步的动力学分析和优化设计提供理论基础。     

白鹤滩水电站左岸边坡稳定性分析

为研究缓倾角错动带及断层对白鹤滩水电站左岸顺层岩质高边坡稳定性的影响,以勘I5线地质剖面为例建立力学模型,借助综合法试验模拟岩体内主要地质构造及相关工程措施。在此基础上,再利用RFPA3D有限元数值模拟方法,分析岩体内裂隙萌生、发育、扩展直至贯通的损伤演化过程。结果表明,混凝土置换洞阻碍裂缝沿软弱面扩展成效显著,开挖后工程边坡安全系数为1.62;离心加载法得到的边坡潜在滑移面与物理模型试验得到的裂缝扩展模式基本一致,层内错动带LS337、层间错动带C3-1、断层f101、裂缝J110等软弱结构面共同控制岩体的开裂与边坡失稳。研究成果可为本工程边坡开挖与支护以及类似工程提供参考。     

加筋土挡墙优化设计及破坏形式试验研究

加筋土挡墙是一种新型的挡墙形式，与传统的混凝土挡墙相比，具有成本低、环保、抗震性能好等优点。运用库仑土压力定理分析水平加筋土强度与稳定，对某加筋土挡墙进行设计。为验证上述优化设计方法的正确性，并探究不同情况下挡墙的破坏形式，共进行3次模型试验。通过模型试验对比分析2种不同工况下加筋土挡墙破坏形式，筋材较少时，加筋土挡墙发生位移破坏；筋材较细时，加筋土挡墙发生倾覆破坏。提出加筋土挡墙筋材合理分布形式与筋材宽度，通过上部筋材反包形式使筋材抗拉强度得到更充分的发挥。     

复杂含水岩体预裂爆破参数试验研究

针对我国北方某大型露天矿节理裂隙发育含水岩体边坡控制难题,从理论计算、模型试验和现场试验角度开展了预裂爆破系统研究。通过理论推导分析,分别得到了干孔和水孔条件下预裂孔孔壁压力的计算公式,得出了孔壁压力与当量不耦合系数之间的关系曲线,确定了预裂孔距的计算公式,为现场试验参数选择提供了理论依据。预裂孔孔壁压力与当量不耦合系数Kd呈负指数关系;在当量不耦合系数相同时,水介质孔壁压力皆大于空气介质的孔壁压力。有机玻璃(Polymethyl Methacrylate,PMMA)模型试验结果显示,水介质预裂爆破有助于提高炸药能量利用率,形成较好的定向预裂缝。现场试验表明:水介质预裂爆破延长了爆破作业时间,在同等条件下,水介质预裂孔距可比空气介质时减小约10%,线装药密度相应减少10%～15%;同时合理的预裂孔距应控制在1.3 m以内,以保证较好的预裂爆破效果。研究结果对于类似矿山预裂爆破作业具有一定的参考价值。