基于Unity 3D的岩心钻机模拟操作系统设计与实现

自2008年起,我国地勘行业投资规模迅速增长,随后快速回落,近年来市场规模趋于稳定,预计2020年我国的岩心钻机相关市场规模约为100亿元左右,从业人员也将超过5万人。为了使我国岩心钻机操作人员能够掌握在“高精尖”设备转型下的自动化全液压岩心钻机的操作技能,本研究利用虚拟现实技术,还原岩心钻机的实际现场工作状态；采用SolidWorks,3ds Max,Cinema 4D等软件对钻机进行三维建模、坐标更改和纹理着色；以C#语言为脚本,研究关键帧动画设定、摄像机视角控制、刚体碰撞模块、射线检测等技术,提出基于Unity 3D的岩心钻机模拟操作系统设计方案并最终实现。该模拟操作系统具有多视角展示、钻进控制、参数显示和语音指导等功能,呈现了能够身临其境的钻机操作体验。     

黏性土和纤维对风积沙改性土热膨胀特性的影响

风积沙改性土的热膨胀特性对评价风积沙改性土路基温度稳定性至关重要.通过在风积沙中掺入不同质量的水泥、黏性土或聚丙烯纤维制成不同配比的改性土,测试改性土的热膨胀系数,研究外加材料的掺入量对改性土热膨胀特性的影响.试验结果表明:改性土的平均线膨胀系数随着水泥掺入量的增加总体呈增大趋势,随着聚丙烯纤维掺入量的增加而减小,随着黏性土掺入量的增加而增大.聚丙烯纤维的掺入可有效降低改性土的热膨胀系数.研究成果可为进一步优化改性土提供研究方向,为高温差沙漠地区工程建设中风积沙改性土温度裂缝的控制提供试验依据.     

常用碳基固体润滑薄膜的研究现状与展望

首先从碳基固体润滑薄膜的应用需求与成本效益出发,探讨了研究碳基固体润滑薄膜的迫切要求和重要意义,然后对类金刚石(DLC)薄膜、类富勒烯(FLC)薄膜及石墨烯薄膜三类最常用的碳基固体润滑薄膜的研究现状进行了较详细的介绍。其中,重点介绍了DLC薄膜的三种减摩抗磨机理,探讨了掺杂元素改性对DLC薄膜硬度、摩擦系数和磨损率等多个方面的影响,并指出外部因素(基体材料、过渡层和应用环境等)对DLC薄膜性能的重要作用。探讨了掺氢、掺氟和掺氮对FLC薄膜构性转变和摩擦学性能的影响。总体来说,氟掺杂导致FLC结构变化,并显著改变薄膜硬度;掺氮会诱导类富勒烯微结构的增加;掺氢FLC薄膜热处理后可达到超润滑状态。总结了石墨烯薄膜制备工艺的发展、石墨烯基复合薄膜的摩擦学性能和石墨烯薄膜在不同基体材料的应用。最后,指出了碳基润滑薄膜领域亟待解决的关键难题,并对未来的研究方向做出了预测。     

冻结法在南京地铁隧道流砂地层中的应用

南京地铁一号线张府园～三山街区间隧道联络通道位于流砂地层，地下水丰富，开挖支护困难，因此采用冻结法施工。介绍了施工要点和需要注意的问题。实践证明，在流砂地层开挖隧道，使用冻结法是一个良好的选择。     

用能量法研究深直井管柱最大转速与正弦屈曲时临界轴向力间的关系

通过考虑离心力对钻柱屈曲的影响，运用能量法研究了钻柱最大转速与正弦屈曲时临界轴向力间的关系，进而得到了转速一轴向临界力的数学模型。综合考虑钻柱惯性离心力和自重的影响，我们发现，在工作状态下，钻柱的临界压力会明显地小于静态时的临界力，这对实际的钻探工程来说具有十分重要的指导意义。     

深部复杂地质条件下矿井交岔点支护关键技术研究

由于具有断面大、结构复杂、施工扰动次数多等特点，深部条件下的矿井交岔点工程支护难度一般比较大。通过现场地质条件的调查，用确定施工工程难度系数的方法，选择对应的支护形式和参数。深部复杂地质条件下的大断面交岔点，主要具有4种变形力学机制，即构造庖力作用力学机制、白重应力作用力学机制、结构变形力学机制和与施工过程有关的变形力学机制。在分析变形力学机制的基础上，可以进行最优的支护参数设计和过程设计。优化后的试验方案应用于具体的工程实例，取得了良好的支护效果。     

深直井旋转钻柱空转功率消耗的数学建模

通过对深井旋转钻柱空转功率消耗因素的分析,考虑空转时离心力作用在井壁上引起的摩擦力导致的功率消耗,并将钻井液视为牛顿液体,运用柱坐标系建立了旋转钻柱在深井作业条件下空转功率消耗的分析模型.综合考虑空转功率与钻柱旋转的角速度、钻柱与井眼结构参数、钻井液粘度系数等因素间的关系,即旋转钻柱运动过程中的离心力和钻井液作用在钻柱上的剪切应力对功率的影响,建立了更加符合实际工况的数学模型.     

勘探坑道施工技术辅助设计软件的开发

针对地质勘探坑道掘进施工技术的特点,论述了勘探坑道掘进施工技术辅助设计软件的系统需求分析、功能模块组成以及软件的整体设计思路,同时阐述了目前软件的开发过程和现状,最后对软件的应用前景进行了预测。     

地源热泵技术应用及施工方法的研究

地源热泵(Geothermal Source Heat Pump—GSHP)在当今世界地热能源开发利用方面发展得最为迅速，也是我国直接利用地热资源最有前景的一个领域。讨论了地源热泵的经济性、环保性和技术可行性，介绍了其钻井、完井及地下换热器的安装等施工方法及该技术在我国的发展现状，并对其远景进行了展望。最后指出，应加强国际合作以促进地源热泵在我国的应用与推广。     

地热能源利用现状及发展前景

随着社会发展以及人们生活观念、环境和能源等发生变化，化石燃料高峰时代被逐渐削弱。虽然石油天然气在未来仍继续保持主导地位，但可再生能源将获得较大发展。与传统能源相比，生物质能、风能和地热能等资源更具备商业竞争力。地热能储存于地下，不受气候条件的影响，既可作为基本负荷能，也可作为峰值负荷能使用。从其开发利用成本来看，地热能源相对于其他可再生能源更有发展潜力。