基于D-InSAR和概率积分法的矿区大变形地表沉降提取方法(英文)

针对差分合成孔径雷达干涉测量(D-InSAR)技术无法正确获取矿区地表大沉降量的问题,提出D-InSAR及概率积分法联合获取矿区沉降量的新方法。具体过程为:由D-InSAR技术得到下沉盆地,选取盆地边缘相干系数较大而下沉量较小的点,再加入最大下沉点和拐点附近的少量实测点作为解算控制点;然后采用遗传算法对概率积分法参数不断进行优化;最后,由解算的最优参数反算地表下沉盆地。实例表明,该方法能够在减少地面监测点数量的情况下获取较为准确的地表沉降场,最大下沉的相对误差为8.3%,优于D-InSAR的监测结果(相对误差约68.0%)。     

岩体采动沉陷的损伤效应

矿山开采沉陷是具有初始损伤的岩体在采动应力作用下所发生的再变形和再破坏过程，岩体中的初始损伤影响着岩体的力学行为和变形破坏特征，因此，研究和预测岩体采动沉陷，必须考虑岩体的损伤效应。通过构造具有初始损伤的岩体采动沉陷实验模型，研究了岩体采动沉陷的损伤效应。研究表明，岩体采动沉陷量值主要取决于岩体中初始损伤在空间中的总占位，其中的垂直移动量（下沉）取决于岩体中初始损伤在竖直平面内的总占位，其占位越大，下沉值越大；水平移动量取决于岩体中初始损伤在水平面内的总占位，其占位越大，水平移动值越大。     

矿山地下开采对地表建筑物影响的评价方法研究

地下采空区造成地表建筑物破坏的问题是目前矿山安全生产领域普遍关注的地下工程问题之一.在总结关于地下开采过程中围岩变形和移动机理以及采动影响已有研究成果的基础上,研究了评价矿山地下开采对地表建筑物影响的"三带理论"、岩层移动角定性评价方法和基于有限差分数值模拟手段的定量评价方法.将上述评价方法应用于某矿采动对地表民房影响问题的研究中,基于对该矿采空区分布的实测成果,对其现有采空区和将来开采对附近民房安全的影响进行了计算和分析,指出了为保证地表民房安全该矿应采取的安全对策措施.     

厚冲积层下地表沉陷与变形预计的新方法

在厚冲积层下，地表沉陷与移动有自身的特点和变形规律，这些规律由上覆基岩和冲积层的综合影响所决定。在将冲积层视为随机介质，而将基岩看成是粘弹性基础上的粘弹性梁的基础上，建立了地表沉陷与变形预计的新方法及计算公式。通过实例分析，证明该方法比较符合实际。     

基于DInSAR监测的动态地表移动变形数值模拟分析(英文)

合成孔径雷达干涉测量(DInSAR)技术是监测动态地表沉陷的新方法,能够大范围地监测地表下沉盆地的动态演化过程,可以较好地反映各阶段的地表下沉形态。但是受到噪声等因素的影响,基于DInSAR数据计算的倾斜、水平变形等曲线规律性较差,与实际偏差较大,而倾斜、水平变形又是研究地表受护对象是否安全的重要指标。基于DInSAR监测数据,采用数值模拟方法,对澳大利亚West Cliff煤矿长壁工作面32开采动态地表移动变形进行分析研究。结果表明,数值模拟得到的下沉曲线与DInSAR实测数据比较吻合,相关系数可达95%以上,且数值模拟方法求算的地表倾斜、曲率和水平变形与理论形态一致。因此,进行矿区地表及其附属建(构)筑物受采动影响分析时,应以DInSAR实测数据为基础确定模型参数,结合数值模拟方法揭示地表动态其他移动变形值的分布规律。研究表明,该方法具有良好的适用性,可为类似的情况提供参考。     

神东矿区浅埋煤层开采覆岩移动与裂隙分布特征

以神东矿区3类典型的煤层赋存条件为主要研究对象,采用实验室相似材料和计算机数值模拟的方法,分析了浅埋煤层长壁开采覆岩移动与裂隙在水平方向和垂直方向的扩展与分布的动态演变特征.研究表明,随工作面的推进,覆岩会出现与地表同步垮落现象;工作面推进越快,裂隙扩展的时间越短,裂隙闭合也越快;覆岩强风化带的存在,有利于消解部分采动裂隙.     

王庄煤矿放顶煤开采的地表移动规律

通过对王庄煤矿4326工作面地表移动观测站观测数据的分析,得出了王庄煤矿放顶煤条件下的地表移动规律,取得了放顶煤开采的地表移动计算参数,为本区域“三下“采煤优化设计提供了技术依据.     

PS-DInSAR技术在山区重复采动地表沉陷监测中的应用

基于高分辨率TerraS AR-X数据,利用DInS AR和PSI技术监测山区重复采动引起的地表沉陷。在DInS AR数据处理过程中,分别利用SRTM、基于矿区大比例尺航测地形图生成的relief-DEM对外部DEM的影响进行分析评价。结果表明,由于研究区的地形复杂,SRTM无法充分补偿地形相位。随后,利用在矿区范围内布设的角反射器对基于不同外部DEM的地理编码进行检验,结果显示,基于relief-DEM的地理编码精度明显较优,其在X、Y方向的地理编码中误差分别为6.35 m和11.65 m。对于PSI技术,为了降低形变梯度过大对相位解缠的影响,基于时序DInS AR的处理结果,对识别出来的PS点进行掩模,使得只有位于沉陷边缘和稳定区域的PS点用于PSI分析处理。结果表明,PSI技术可以进一步优化时序DIn SAR获取的地表形变边界信息。     

煤系地层覆盖下铝土矿开采覆岩移动规律数值模拟研究

以山西某煤下铝土矿为研究对象，采用数值模拟方法研究煤下铝土矿开采覆岩移动变形规律。主要研究内容和成果如下：提取了影响煤下铝土矿开采覆岩沉降的主要控制因素，利用FLAC^3D数值模拟软件，分析煤下铝矿块式采场分区放顶开采条件下，不同主控因素的影响及控制作用。揭示了不同采场宽度、采场高度、放顶范围崩落体性质、上覆岩层性质条件下的覆岩移动规律。数值模拟的计算结果以及覆岩移动规律，为构建煤下铝协调开采覆岩裂隙带均匀沉陷控制技术体系提供了依据。     

承张高速某段穿越铁矿采空区稳定性评估

地面高速在经过矿区采空区时,路基及车辆荷载会引起地表沉降,从而影响采空区的稳定性。本文以承张高速某段穿越滦平县国铁矿业有限公司郎营铁矿二采区为研究区,通过高密度电阻率法测试深部采空区、钻探工程验证,并采用稳定性有限元计算分析,认为采空区顶板局部不稳定或稳定性差,但由于采空区埋深相对较大、顶板岩性完整、岩体抗压强度高,在路基和公路荷载作用下围岩受的影响不大;而地表沉降增幅较大、采空区跨度较大时,在流变及风化、上部车辆荷载的扰动作用下,顶板上覆围岩将会发生垮落,顶板厚度逐渐减小,可能影响到上方地表路基的正常运行。     

基于磁畴结构交互作用的激光刻痕取向硅钢磁致伸缩系数计算

基于取向硅钢磁畴结构与磁致伸缩系数的定量关系,综合考虑激光刻痕参数和取向偏差角对应力封闭畴与横向畴2种90°磁畴结构的影响,提出反映刻痕参数与取向偏差角交互作用的磁致伸缩系数计算模型。计算结果表明,取向偏差角的大小决定了激光刻痕条件下磁致伸缩行为是由横向畴还是应力封闭畴主导;激光刻痕产生的局部封闭畴与杂散磁场可降低取向偏差角引起的磁致伸缩系数。刻痕能量密度和刻痕线间距等参数对取向硅钢磁致伸缩系数影响的计算结果与实测结果相吻合,表明本工作所提模型可为降低激光刻痕取向硅钢的噪音提供理论基础。     

吉林双阳煤矿地表塌陷影响及措施分析

从目前情况来看,煤炭仍然是中国最主要的能源形式,并且这种情况还将持续几十年。但是随着煤矿开采规模的日益扩大,其对生态环境造成了巨大的压力和破坏,中国超过95%的煤矿采用地下开采方式。随着地下煤层的采空,上覆岩层逐渐失去了支撑,最终导致地表沉陷的发生。此外,煤炭的开采还会造成土地的破坏,包括降低土壤的含水量,增加土壤的渗透性和侵蚀性,从而加剧荒漠化的发生。本研究以吉林省双阳煤矿为研究对象,使用井工煤矿地表沉陷预测方法,建立地表预测模型,通过计算确定矿区土地塌陷对生态环境的影响,并对塌陷的治理提出了相应的措施。     

正方形件末次拉深工艺参数的探讨

正方形件的拉深工艺计算方法是矩形件拉深工艺计算的基础。本文从沿周边拉深变形程度尽可能达到均匀的设想出发,取周边平均拉深系数 m_(cp)与角部拉深系数 m_y 相等来求得合理的角间距δ=0.11r。采用角间距δ=0.11r 来进行正方形件末次拉深,其拉深系数为0.9,这数值已大于大部分材料的逐次拉深的最小拉深系数(m_n)。所以,大部分材料均能从圆筒形一次拉深得到正方形件。对于带凸缘的正方形件,其末次拉深必须满足沿周边拉深变形程度均匀的条件,采用角间距δ=0.11r 来进行带凸缘正方形件末次拉深,可得到理想的效果。本文介绍按参数δ=0.11r 进行正方形件拉深试验的结果,并对正方形件拉深工艺计算提出几点设想。     

地下连续采矿过程中顶板岩体卸荷的力学响应(英文)

以铜坑矿92#矿体连续采矿顶板诱导崩落采场为研究对象,建立模拟的卸荷计算流程。依据影响区域理论的卸荷带划分方法,基于开挖卸荷过程中岩体力学参数变化规律,利用有限元软件MIDAS/GTS对地下连续采矿过程进行卸荷分析,并与常规分析进行对比。结果表明:卸荷分析的顶板最大拉应力、下沉位移以及等效塑性应变分别达到1.5MPa、20cm和1.5%;常规分析的顶板最大拉应力、下沉位移以及等效塑性应变分别为1.0MPa,13cm和0.9%;卸荷分析值均比常规分析值大,更接近实际情况;连续采矿开采的最大步距为48m,在开采两步距以后,应当对顶板进行诱导处理。     

铣削过程中不同铣刀螺旋角对切削力系数影响研究

铣削加工中,铣刀螺旋角的大小对切削力系数具有决定性影响,进而影响整个铣削过程中的稳定性。为了实现正确计算不同螺旋角铣刀铣削过程中对切削力大小的影响,文章提出两种切削力系数计算方法,分别是基于传统实验测量和正交斜变换的混合计算方法以及泰勒级数法。首先根据现有知识和相关理论建立了混合计算方法和泰勒级数法的数学模型;然后利用abaqus软件对五种不同螺旋角铣刀进行铣削仿真实验得到混合计算方法所需要的切削角和剪切力,用提出的两种方法分别计算铣削过程中的三向切削力;最后通过仿真实验获得的三向切削力值对比证明了混合计算方法和泰勒级数法计算螺旋角对切削力系数影响的准确性。     

破碎带围岩参数确定有限元反演试验研究

文章提出了一种浅埋隧道破碎带围岩参数识别的简易方法,该方法基于弹塑性地基模型,利用荷载试验的测点位移,通过有限元反演理论的遗传算法,反演计算隧道破碎带围岩基本参数。将该方法应用于界牌坳浅埋隧道破碎带围岩参数识别,进行了隧道破碎带围岩段岩基的荷载试验,并建立了反演计算模型,反演计算得到界牌坳隧道破碎带围岩的4个基本参数(E、μ、c、Φ)。最后,将反演计算所得破碎带围岩参数输入界牌坳隧道破碎带段有限元正分析计算模型,计算各施工步隧洞拱顶下沉和水平收敛,计算结果与实测值接近,说明所得岩体参数符合实际情况。     

盲孔法测量非均匀残余应力时的释放系数

盲孔法测量沿深度非均匀的残余应力时,积分法是最常用的计算方法,其释放系数矩阵[a],[b]对计算精度有很大影响.由于在标定释放系数矩阵时假定各层上的残余应力均匀分布,当应力梯度变化较大时会引起较大的计算误差.文中首先建立了标定释放系数矩阵的三维有限元模型,并通过模拟均匀残余应力场验证了其有效性.在此基础上分析了积分法标定的释放系数矩阵用于计算沿深度非均匀残余应力时的误差,并提出了二次标定的修正方法.结果表明,采用二次标定的释放系数矩阵计算得到的残余应力值更接近于真实应力.     

双锥形流量计仿真与数学模型研究

双锥流量计目前没有统一的国家标准,研究其前锥角、后锥角、槽道长度、等效直径比4个几何参数,与流出系数、压力损失等性能评价指标的影响规律,有助于双锥流量计的性能评估与校准。采用控制变量实验法,设计了4组FLUENT流体仿真实验,对各几何参数对性能指标的影响进行研究。实验结果表明:前后锥角对流出系数影响不大,锥角45°的相对压力损失最小;槽道长度对流出系数大小影响最大,但不影响流出系数的线性度,对相对压力损失也有影响;等效直径比越大,流出系数越大,相对压力损失越小,且具有线性关系。以此为依据,确定节流件优化参数为前后锥角45°、槽道长度取D/2。最后建立双锥流量计在优化参数下,等效直径比与流出系数、压力损失的数学模型。     

轴向移动量程序化计算及工艺参数对轴向移动量的影响

本文在综合楔横轧轧制过程不同阶段轴向移动量计算规律的基础上,开发并编制出轴向移动量计算机源程序,并用该程序定量地分析了断面收缩率、展宽角、成形角和轧件直径工艺参数对其轴向移动量的影响规律,为楔横轧多楔模具优化设计与仿真提供高效的计算手段和重要的理论依据。     

双辊薄带-铸辊界面平均换热系数的测定

双辊薄带 铸辊界面平均换热系数是双辊薄带连铸过程数值模拟研究的重要计算参数 ,对它的测定进行研究具有非常重要的理论意义和实用价值。通过试验和数值计算相结合的方法 ,测定了薄带 铸辊界面的平均换热系数 ,实际测定过程表明 :设计的试验装置和采用的计算方法对于测定双辊薄带 铸辊界面平均换热系数是简便易行的 ,可应用到各种不同尺寸的双辊铸机上