逐级加卸载扰动下脆性岩石加卸载响应比试验研究

以某金属矿山隔离矿柱回采为工程背景,取该矿典型矿岩进行单轴和三轴逐级加卸载扰动试验,研究逐级加卸载扰动模式下,利用加卸载响应比预测岩石变形破坏方法。研制了可实现声发射便捷定位的加载转换装置,解决了三轴腔表面定位存在的干扰和信号削弱等问题。试验结果表明:以轴向应变、声发射能量作为响应参数,可反映岩石变形破坏过程;单次效应和扰动平均效应2种计算方法下加卸载响应比(LURR)均存在随荷载增加而增大的趋势,但后者不如前者明显。     

基坑开挖卸载土体变形的试验研究

对青岛地区某深基坑工程的20个粉质粘土原状饱和试样在K0状态下进行不排水卸荷试验,对其应力-应变关系进行分析研究,目的在于了解该种土在卸荷条件下试验应力-应变的变化规律,探索弹性模量方程的形式。研究结果表明:卸荷条件下该土的试验应力-应变曲线仍可用双曲线形式模拟,且与常规三轴压缩试验应力-应变曲线相似,它们之间可用一个常量来表达,而其弹性模量却有各自不同的表达形式。     

基坑开挖卸载土体变形的试验研究

对青岛地区某深基坑工程的20个粉质粘土原状饱和试样在K0状态下进行不排水卸荷试验,对其应力-应变关系进行分析研究,目的在于了解该种土在卸荷条件下试验应力-应变的变化规律,探索弹性模量方程的形式.研究结果表明卸荷条件下该土的试验应力-应变曲线仍可用双曲线形式模拟,且与常规三轴压缩试验应力-应变曲线相似,它们之间可用一个常量来表达,而其弹性模量却有各自不同的表达形式.     

突变理论及其在采矿工程中的应用

阐述了突变理论的概念、演变过程、基本原理,以及初等突变理论的基本突变类型,介绍了尖点突变模型的推导过程及相关性质,研究了尖点突变模型在煤矿底板突水预测和深部巷道围岩失稳突变分析中的应用.结果表明:突变理论的应用将会极大地提高解决非线形问题的能力.     

突变理论在土工中应用的哲学基础

突变理论是一种能够直接处理不连续性而无须联系任何特殊内在机制的先进理论。这使它特别适用于内部作用尚属未知的系统研究，并适合用于仅有的可信观察具有不连续性的情况。通过总结其在土工中应用的概况及结合哲学基本理论，概括出其在土工应用的哲学基础，从而由辨证的角度展望其在此领域应用的前景。     

突变理论在生态工程护坡中的应用

从突变理论入手,介绍了生态工程护坡的定义及构成,讨论了生态工程护坡稳定性的突变理论判别法,并用工程实例说明用该判别法分析评价护坡稳定性与实际情况相符,可用于评价护坡的安全状态。     

考虑加卸载时长的路基土动态回弹模量测试方法及试验研究

路基土动态回弹模量是沥青路面结构设计中的重要参数,准确获取路基土动态回弹模量一直是道路工程领域的重要研究课题之一。在调研路基土动态回弹模量测试方法相关成果的基础上,通过有限元数值计算、试探性试验,建立考虑行车荷载加卸载时长影响的路基土动态回弹模量测试方法;选取两种典型的路基土,开展考虑行车荷载加卸载时长的动态回弹模量试验。试验结果表明：两种土质动态回弹模量随围压增大而增大,随循环偏应力、加载时长的增大而减小;随着加载时长的增加,路基土动态回弹模量减小可达34.6%,加载时长的影响不容忽视;不同加载时长下,路基土动态回弹模量随围压、循环偏应力的影响规律基本一致。     

土-结构相互作用系统地震动力特性的突变理论分析

地震荷载作用下,将土和结构作为一个系统,可较好体现地震作用下结构动力特性的影响.对一个简单的土-结构相互作用系统模型,计算了其动能和形变能,通过拉格朗日方程导得对土-结构相互作用系统的运动方程,并将其归结为以结构振幅为状态变量的尖点突变模型,来对结构的动力特性进行分析.尖点突变模型的对应性状表明,非线性弹簧使系统具有可变频特性,使得地震作用下的土-结构相互作用系统不发生线性系统中的"共振"现象;当系统频率变化使控制点(u,v)跨越尖点突变模型分叉集时,结构的振幅和振动相位会发生突变,并且结构振幅的突变值随地震频率而变,也即地震频率变化对土-结构相互作用系统动力特性的影响有"路径"效应.     

条带煤柱的突变破坏失稳理论研究

条带开采煤柱的稳定与否是条带开采成败的关键．其破坏失稳是典型的偏离平衡态的非线性过程．应用突变理论建立了条带煤柱突变破坏失稳的尖点突变模型,导出了条带煤柱破坏失稳的充要条件表达式．并根据模型对条带煤柱破坏失稳的机理进行了分析,认为条带煤柱核区率≤11．92％时,满足了条带煤柱突变失稳的必要条件,存在突变破坏失稳的可能性．     

不同卸载速率下煤岩采动力学响应试验研究

深刻认识采动应力路径下岩体力学响应的加载速率效应,是科学界定实际工作面推进最优速率的重要基础。基于平煤矿区煤岩初始地应力环境,定量分析了千米级赋存深度煤岩保护层开采条件下应力演化特征,展开更为符合真实应力状态的不同加载速率下煤岩体力学行为实验模拟,同时与未考虑采动试验结果进行对比分析。研究结果表明：（1）常规三轴压缩试验,试样强度受加载速率影响较小,在1~4 MPa/min时并无明显变化,达到5 MPa/min时强度才有明显的上升,约为115 MPa。（2）随加载速率增加,采动过程中煤岩体强度呈现下降后上升再下降的趋势,1 MPa/min和4 MPa/min加载速率下煤岩体强度达到最大,其峰值应力约为64 MPa,较3 MPa/min提高了12%。（3）低加载速率下试件内部的微小裂隙可以充分发育、扩展,试样裂隙密度随加载速率增加呈减小趋势,其中1 MPa/min约为5 MPa/min的1.61倍,适当降低开采速度可提高瓦斯抽采效率。（4）不同开采速度煤岩在整个采动过程中体积应变不仅出现了相对初始状态的压缩现象,还出现了破坏阶段的体积膨胀,可将其作为采动特征,明显区别于未考虑采动下的体积压缩,且采动下煤岩强度明显偏小,破损程度更大。研究成果可为类似地质条件开展保护层开采设计奠定一定的理论基础。     

Study on dynamic response of multi-body structure under explosive driving

In this study, a complex multi-body structure was proposed, and the mechanism for the dynamic response of the structure under explosive driving was investigated by using the Lagrange equations of the second kind. An initial value subject to explosion loading was analyzed to develop the theoretical model of the dynamic response, and the centroid trajectory of three different structural shapes was solved. To verify the accuracy of the theoretical model, numerical simulation via finite element analysis within LS-DYNA and a dynamic experiment were conducted, and the consistent dynamic response process of the multi-body structure was obtained. In addition, the dynamic response time of the multi-body structure under different explosion loading conditions was calculated by the theoretical model, numerical simulation, and experimental investigation. It was found that the increased opening charge mass reduces the dynamic response time.     

基于瞬时无功功率理论的电流高次谐波检测方法研究

介绍了基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法原理,通过对基于瞬时无功功率理论的ip-iq检测方法在电流谐波检测应用中的分析研究,在ip-iq检测方法的基础上,提出了一种适于电流高次谐波检测的改进ip-iq检测方法．这种方法通过在原检测方法中补加上负序分量检测环节,可检测出电流高次谐波的正序和负序分量,进而实现电流高次谐波的检测．最后,通过仿真实验表明了改进的方法对电流高次谐波的检测比原方法具有更好的准确性,更适于对具体的高次谐波进行检测．     

冲击载荷下弹簧质量系统瞬态响应的近似求法

提出了一种冲击载荷下，弹簧质量系统瞬态响应的近似算法，简化了弹簧质量系统的强度分析过程，有利于对其进一步进行优化设计和可靠性设计。并对机械系统的静强度可靠性设计有一事实上的参考价值。     

三维动静加载下煤的本构模型及卸荷破坏特征

为研究非静水压条件下煤体动力学性能及动力扰动后卸荷破坏特征,在三维动静加载实验的基础上,研究了卸荷方式对动力扰动后卸荷煤样宏观破坏特性的影响。首先,采用Ф50 mm的分离式霍普金森压杆系统,开展三维动静加载下煤样的动力学实验,研究轴压、应变率对煤样动力学响应规律的影响;其次,基于响应曲面理论,借助中心复合试验法,构建考虑因素交互作用的回归模型,并分析单因素及因素交互作用的显著性;然后,结合因素交互作用、Weibull分布、Drucker-Prager准则,修正煤的强度型统计损伤本构模型,对比理论与实验结果,验证模型可靠性;最后,借助加卸荷电液伺服装置,探究轴压、冲击气压、卸荷方式对煤样破坏特征的影响及作用机制。结果表明,构建的强度型统计损伤模型,相关系数R²≥0.88,可表征煤样动力学响应行为。冲击后同步卸荷的煤样多呈层裂破坏,拉伸界面随轴压增大而后移直至消失,无法形成层裂破坏;非同步卸荷下煤样破坏形式主要包括整体完整、层裂、压剪破坏,而当冲击气压0.4～0.6 MPa,轴压14.5 MPa时,表现为“层裂+压剪”混合破坏。     

Seismic stability evaluation of embankment slope based on catastrophe theory

Railway Engineering Science - An evaluation method for the seismic stability of embankment slope was presented based on catastrophe theory. Seven control factors, including internal frictional...     

不同频率循环荷载下大理岩动力学特性试验研究

利用MTS 815岩石力学试验系统,对大理岩进行了单轴压缩和不同振动频率、不同动应力幅值的循环加卸载试验,探讨循环荷载的振动频率和动应力幅值对大理岩的动弹性模量和动泊松比的影响.研究结果表明,在不同应力幅值的循环荷载作用下,大理岩的动应力-动应变曲线不完全重合,形成了滞回环;随着动应力级别的提高,滞回环面积增大,能量耗散增加;随着循环周次的增加,累积不可逆变形增大.当动应力幅值的范围分别处在岩石弹性变形阶段和塑性变形阶段时,振动频率和动应力幅值对动弹性模量和动泊松比的影响不同.随着循环应力级别的提高,动弹性模量减小,而动泊松比呈现出逐渐增加的趋势;当动应力幅值处在岩石的屈服点以上时,随着振动频率的增大,动泊松比增加、动弹性模量减小.     

基于突变理论的有限元强度折减法边坡失稳判据探讨

采用有限元强度折减法进行边坡稳定分析,建立边坡内最大水平方向位移与折减系数尖点突变模型,并以此作为边坡是否失稳的判断标准.算例分析表明,采用该模型作为失稳判据能体现边坡失稳过程的突变性,物理意义明确;计算结果与传统极限平衡Spencer法计算结果相当接近.同时,将失稳判据量化到一个确定的值,通过比较该值与零的关系来判断边坡是否失稳,概念明确,界定清晰.     

乏燃料容器撞击对减振层结构水平动力响应研究

乏燃料容器在卸料厂房内运输过程中有可能脱钩坠落撞击厂房结构，国际上核电厂建设工程安全标准中均需考虑到乏燃料容器万一脱钩坠落时，应保证厂房结构及其他核设施的安全，使相邻贮存水池结构的水平动力加速度必须控制在0．8g内．本文在秦山核电站燃料厂房乏燃料容器撞击下减振层试验研究的基础上，采用有限元数值方法对试验结构建立了计算模型进行研究分析．研究中把乏燃料容器对结构的撞击作用转化为一个与撞击接触时间有关的等腰三角形冲量荷载，对减振层结构在不同布置情况下分别进行了试验和计算分析，通过对结果的比较，得到结构底板水平动力加速度最大值与撞击接触时间的二次方成反比的关系和计算结构动力响应的计算撞击接触时间，进一步提出了如何模拟计算在冲击荷载作用下通过减振层消振作用后结构底板水平动力加速度响应的方法，为以后类似问题的分析提供了一整套比较实用的研究思路．     

Research on traffic flow forecasting model based on cusp catastrophe theory

This paper intends to describe the relationship between traffic parameters by using cusp catastrophe theory and to deduce highway capacity and corresponding speed forecasting value through suitable transformation of catastrophe model. The five properties of a catastrophe system are outlined briefly, and then the data collected on freeways of Zhujiang River Delta, Guangdong province, China are examined to ascertain whether they exhibit qualitative properties and attributes of the catastrophe model. The forecasting value of speed and capacity for freeway segments are given based on the catastrophe model. Furthermore, speed-flow curve on freeway is drawn by plotting out congested and uncongestcd traffic flow and the capacity value for the same freeway segment is also obtained from speed-flow curve to test the feasibility of the application of cusp catastrophe theory in traffic flow analysis, The calculating results of catastrophe model coincide with those of traditional traffic flow models regressed from field observed data, which indicates that the deficiency of traditional analysis of relationship between speed, flow and occupancy in two-dimension can be compensated by analysis of the relationship among speed, flow and occupancy based on catastrophe model in three-dimension, Finally, the prospects and problems of its application in traffic flow research in China are discussed.     

单轴压缩荷载下含黏结面花岗岩能量演化研究

为探究能量演化在含黏结面不完整岩石受载过程中的规律,选取带有矿物质黏结斜面的花岗岩进行单轴循环加卸载压缩试验,同时在试验过程中进行声发射检测.得到以下结论:"有效能比"(累积弹性能/输入岩石的总能)可以作为岩石储能水平的表征,也可间接反映岩石内部结构随应力状态的改变;从整个加载过程来看,黏结面部位破坏的声发射释能短促、强烈,峰值强度时声发射持续时间较长,但声发射释能率相比黏结面破坏时较低;应力水平较低时,卸载过程中一般不会有声发射现象或声发射现象基本可以忽略,但当应力水平达到一定值时,即花岗岩积聚的弹性能超过了黏结面部位破坏的耗散能时,花岗岩在卸载时会发生短促、强烈的脆性破坏;由于声发射能量属于耗散能的一部分,定义"声发射检测效率"(声发射累积能量/累积耗散能),对于本次试验对象而言,"声发射检测效率"在压密阶段降低,弹性阶段升高,黏结面局部破坏时达到峰值,之后直至峰值强度该值呈现持续降低趋势;从能量角度分析,卸载破裂所对应的应力水平低于加载强度,但不应低于与峰值强度时耗散能大小相等的弹性能所对应的应力水平.