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。     

两种新型过滤器设计

过滤器是保障液压系统正常运行的重要辅助元件,为了保证液压系统可靠工作,延长液压元件的使用寿命,设计了两种新型过滤器:粗精组合双重过滤器和两(多)级过滤器,前者可以将粗过滤和精过滤在同一过滤器中完成,简化液压系统;后者通过加大过滤面积,在第一级过滤器失效时,启动第二级过滤,延长过滤器的使用寿命,另外可以利用在线式污染度传感器实现液压系统的主动维护.     

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。     

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。     

采用聚类分析的冲突证据判定及合成方法

针对D-S 证据理论中高度冲突证据合成时产生反直观结果的问题,从聚类分析的角度提出了一种新的冲突证据合成方法。首先建立余弦相似度空间,利用证据向量之间的夹角余弦定义冲突证据检测因子,进而提出冲突证据判据判定冲突证据,从而实现证据分类;其次引入冲突比例因子决定冲突证据的修正方式,通过绝对相似度对冲突证据进行局部修正,通过相对相似度对证据进行全局修正;最后将修正后的证据带入D-S 公式进行合成。应用实例证明:新方法能够判定并有效合成冲突证据,具有较好的分类精度、收敛速度和稳定性。     

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.     

高应力下粗砂与混凝土接触面剪切特性影响因素试验研究

利用改装自RMT-150B的直剪试验仪在不同法向应力下进行了含水量为0%、8%、16%、24%的粗砂与具有4种不同粗糙度、强度混凝土基底的接触面直剪试验。试验结果表明：当法向应力等于2 MPa时,随接触面粗糙度的增加,达到极限抗剪强度的剪切位移先增加后减小;当法向应力大于2 MPa时,达到极限剪切强度的剪切位移基本不再随接触面粗糙度而变化;在法向应力相同的情况下,干砂初始抗剪刚度较湿砂大。依据试验数据回归分析可知：高应力直剪条件下,粗砂与混凝土接触面的剪应力剪切位移关系可用双曲线模型描述。直观分析结果表明：极限抗剪强度受法向应力影响最大,且与应力呈线性相关,其次为接触面粗糙度,含水量的影响略高于混凝土界面强度;初始抗剪刚度随法向应力、接触面粗糙度、基底硬度的增大而增大,接触面初始剪切刚度所受因素影响从大到小依次为法向应力、含水量、接触面粗糙度、基底硬度;颗粒相对破碎受法向应力影响最大,其次为含水量,再次为基底硬度,接触面粗糙度影响最小,并且颗粒相对破碎随法向应力增达而增大,随混凝土粗糙度与基底硬度的增大而减小,随含水量增加存在破碎的破碎峰值。     

锚杆设计参数对拉锚式支护结构水平位移的影响

利用FLAC3D商业软件对基坑工程拉锚式支护结构的锚杆设计参数(锚杆长度、锚杆倾角及锚杆刚度)对支护结构水平位移的影响进行了数值模拟.模拟结果表明:随着锚杆长度增加,最大水平位移减小,锚杆长度控制在1.5～2.0倍开挖深度之间为宜;锚杆倾角在15～30°之间对最大水平位移的影响不大;锚杆刚度在18.75GPa左右比较合适.