隧道横截面对电磁波传播特性的影响

利用解析方法与数值分析方法重点研究了电磁波在圆形隧道、矩形隧道和拱形隧道中的传播特性,得出了当隧道横截面积越大衰减率越小,及隧道横截面形状对衰减率影响。当频率较高时,圆形隧道、矩形隧道和拱形隧道的衰减率表达式是一致的;当隧道半径或长边长的一半大于波长10倍以上时,电磁波的衰减率很小,几乎与横截面形状无关,仅仅与隧道横截面积的大小有微弱的关系。     

高地应力巷道断面形状优化数值模拟研究

选取矩形、直墙半圆拱形、马蹄形、三心拱形、圆形和椭圆形6种巷道断面形状开展优化研究.采用FLAC5.0数值模拟软件研究了几种典型断面在岩体中开挖后巷道围岩塑性区分布、围岩主应力差分布和围岩变形特征,分析了不同侧压系数λ对它们的影响,在此基础上提出了巷道支护"等效开挖"的理念和"无效加固区"的概念.断面形状对高地应力巷道围岩主应力差分布影响不大,但等效开挖半径决定围岩塑性区分布,无效加固区越大,在巷道周边产生变形就越大,反之亦然.高应力巷道应根据λ的大小和主应力方向选择合理断面形状是圆形或椭圆形.     

矿井巷道围岩湿度对电磁波传播的影响

矿井巷道中水分较多,巷道围岩因吸收水分而变得潮湿,进而引起围岩电导率发生改变.通过分析湿度对围岩电导率的影响,研究了湿度对圆形巷道和矩形巷道中电磁波传播的影响.结果表明,在矿井移动通信频率范围内,当矿井水电导率较低时,湿度对电磁波传播的影响很小(可忽略);当矿井水电导率较高时,随着湿度的增加,其对电磁波衰减的影响随之增加.     

不同断面形式深埋巷道围岩破坏数值模拟分析

以Ⅲ级围岩为例,利用有限差分软件FLAC对不同埋深情况下不同断面形式的巷道进行数值模拟,分析矩形、直墙拱形和圆形断面巷道围岩应力应变、围岩塑性区随埋深的变化规律及特点。结果表明：拱形断面巷道的围岩变形、围岩塑性区最小,尤其是顶板下沉量较矩形和圆形断面巷道的要小得多;圆形断面巷道围岩水平向位移最小;矩形断面巷道围岩应力及变形随埋深增加幅度都要大于拱形和圆形断面巷道。     

截面尺寸对矩形巷道中电磁波传播的影响

矩形巷道截面尺寸对电磁波的传播特性有很大的影响．本文在矩形巷道模式匹配理论的基础上，运用软件模拟的方法，具体分析了截面尺寸对不同极化模式下的场强变化的影响．结果表明：在宽度尺寸大于高度尺寸的矩形巷道中，水平极化模式的场强明显高于垂直极化模式，高度尺寸的变化对场强的影响比宽度尺寸的变化要大，这种影响差异随频率的增高和截面尺寸的增大而变小．     

拱形巷道电磁波传播近场区分界点的

为精确描述电磁波传播特性,运用Fresnel传播理论与几何知识,推导出收、发天线安装在不同位置时电磁波传播近场区分界点的计算公式,并在一般拱形巷道中进行仿真分析,得到最有利于电磁波传播时,天线的最佳位置。     

矩形巷道电磁波混合模型的模式数量研究

在研究矩形巷道电磁波传播特性时,如果单一采用自由空间传播模型或波导传播模型,将导致仿真结果不够精确.为了使模型传播特性更接近于实际传播特性,可根据两种模型场强建立混合模型.通过理论推导确定混合模型分界点,进而研究分界点处电磁波模式数量对混合模型精确度的影响,然后研究在混合模型有较高精确度的条件下,频率和截面尺寸对分界点处需考虑的模式数量的影响.通过仿真研究,结果表明,混合模型分界点处考虑一定模式数量的电磁波时,精确度会有很大提高.同时,在确定较高精确度的条件下,分界点距发射点的距离会随着巷道截面积和传播频率的增大而增加,分界点处所需考虑的波导模式电磁波数量也会随之增加.     

拱形断面巷道附近应力集中的计算

本文利用直接的方法,建立了Z平面上三心拱形的断面巷道到ζ平面上单位圆的映射函数,并对三心拱形断面巷道附近的应力集中进行了计算。利用这种方法还可以讨论和研究其他不同高、宽比的拱形断面巷道的应力集中。     

煤矿巷道断面形状及锚杆支护围岩变形的数值分析

为了研究巷道不同断面形状和锚杆支护对巷道围岩稳定性的影响,采用ANSYS有限元计算方法进行数值模拟,通过对计算结果分析,得出半圆拱形巷道为最佳断面且煤矿巷道锚杆支护能够有效地控制围岩的变形;煤矿巷道锚杆支护对竖向位移的控制作用较大的区域集中在巷道围岩1.8 m范围以内及巷道的两个底角部;对于横向位移的控制作用较大的区域集中在巷道围岩顶板、两帮中部1.6 m范围以内及巷道的两个底角部.     

EFP飞行速度衰减计算及仿真研究

为研究EFP飞行速度衰减规律,采用了数值模拟和理论计算相结合的方法对15组不同结构药型罩所形成EFP的速度衰减规律进行了研究.研究发现存在最优药型罩结构使EFP速度衰减率最低.理论公式计算得到的速度衰减率和数值模拟仿真结果相吻合,可以为EFP设计提供参考依据.     

梯形隧道中电磁波的传播特性

梯形巷道是煤矿井下常见的一种巷道，用解析法求解梯形隧道中的Maxwel方程存在很大困难，应用有限元方法研究了梯形隧道中的波导场问题，并以微扰法为基础推导了波模衰减率的计算公式，编制了计算程序，根据计算结果，随工作频率的增加，衰减率减小，随隧道壁电导率的增加，衰减率减小，在工作频率f=500-1000MHz时，梯形隧道中主次波模的衰减率很小，结合实际情况，采用900MHz作为井下移动通信的工作频率是比较理想的。     

圆形均布荷载下地基附加应力计算简化模型

为研究圆形均布荷载下地基附加应力的等代变换模型,对一半径为1的圆形均布荷载进行分析,通过弹性力学理论得到其地基附加应力的计算公式,并以等效面积原则,采用不同长宽比的矩形均布荷载进行替换,设定2个工况点,通过比较等代后的矩形荷载与圆形荷载在不同深度土体的附加应力系数,可以得到使用矩形均布荷载作为圆形均布荷载的简化模型是可行的,且长宽比1.0的矩形荷载等代模型最接近原模型.     

矿井隧道中电磁场能量的损耗

运用复玻印亭定理 ,研究了圆空矿井隧道中电磁场能量衰减和转换的方式 ,证明了圆空隧道中电磁功率的流失发生在隧道壁交界面处 .进而证明了圆形隧道充满煤介质时能量损耗与其电导率有关 ,隧道中悬浮的粉尘在电磁场作用下发生瑞利散射 ,散射功率的一部分构成损耗 ,能量损耗与粉尘分布密度成正比 .     

分析粘弹围岩稳定性的新方法—离散记忆积分法

提出一种新的数值方法——离散记忆积分法。它用于分析粘弹围岩在弹性衬砌支护下的稳定性问题。文中Boltzmann＇s积分,即积分型粘弹本构关系,在总的时间和空间上被离散,而在离散的每个时步内使用以微分型本构关系为基础的对应性原理。方法不受巷道断面形状和衬砌建成时间的限制,可求出围岩和衬砌内的应力、位移及两者交界面上的围岩压力,通过将圆形断面巷道的计算结果与解析解比较,证明本方法是有效的,并对直壁圆拱形巷道进行了数值分析。     

武汉地铁矿山法施工隧道合理净距研究

选择合理的隧道净距值是小净距隧道工程设计的关键所在.本文以武汉地铁二号线矿山法施工隧道为研究对象,用数值模拟分析软件计算分析了不同净距条件下,后行洞施工时,先行洞围岩的力学及变形发展规律,通过分析中夹岩受力、地表沉降、拱底隆起和拱顶沉降这四个重要指标与净距的关系,综合分析确定满足安全与经济的合理净距取值,研究结论可为类似工程设计与施工提供一定参考.     

基于MR—TMD的煤制气厂厂房半主动控制研究

提出了一种在TMD质量块上安装磁流变阻尼器的新型半主动MR—TMD控制装置,采用半主动控制算法,仿真分析了质量块在矩形波激励作用下,半主动MR—TMD控制系统对结构振动控制的可行性和有效性,并比较了半主动MR—TMD控制与被动TMD控制、主动AMD控制对同一模型结构的控制效果．仿真结果表明,半主动MR—TMD控制的减振性能优于被动的TMD控制和主动的AMD控制．     

大、中跨度装配式钢筋混凝土多波双曲拱屋盖的一种实用计算方法

本文参考双曲拱桥和小跨度砧拱屋盖的计算方法,结合匈牙利学者L.Kollàr对圆弧形和V形等截面的内力分析,综合为一种实用的计算方法,引入犬、中跨度装配式钢筋混凝土多波双曲拱屋盖的设计计算。其适用范围及要点为,在双曲拱的长短边比2b/L<1/5时,近似地把拱波作为一为种圆弧形的截面,而主拱方向的内力按有拉杆的两铰圆弧拱进行分析,故称“两铰拱法”。     

特殊建筑物施工测量的质量控制

我院教学楼结构较为特殊，平面、立面均为弧形；对平面弧线、立面弧线的测量控制，计算时用扇形及弦切扇为弓形，利用三角函数计算的结果指导测量，省略了大量的繁复计算，从而使施测简单，贯彻了宏观上的弧形局部上可作直线施测的道理。     

弯曲矩形隧道电磁波衰减特性

实际矿井隧道有许多弯曲段,为实现全矿井的无线移动通信,需要知道在弯曲隧道中电磁波的传播特性,针对简化了的弯曲矩形隧道模型,在柱坐标系直推导出了弯曲矩形隧道中的电磁波模方程,利用Airy函数与柱函数之间的近似关系式,采用抛物线法求解了波模方程,从而得到了在不同条件下的波模衰减系数,由分析可知弯曲隧道的曲率半径越小,即拐弯越急,电磁波衰减越严重;且频率越高,电磁波衰减越大。