变长工作面采场顶板破断机理的力学模型分析

为了深入研究变长工作面采场顶板的破断特征和垮落形态,以工作面长度由大变小的"刀把式"采场为研究背景,运用弹性薄板理论构建了5种不同支承边界条件下的顶板力学模型,通过理论计算得出了大小采面基本顶断裂前后的挠度、弯矩和应力变化,并理论分析了顶板破断的力学机理.研究表明:大面采场顶板首先在板边四周形成"O"形破断,而后在中部形成平面的"X"形破断,两者贯通后构成顶板的"O-X"型破断;小面采场顶板先在顶板中部形成空间"X"形破断,而后与四周形成的"O"形破断交合贯通构成顶板的"X-O"型破断.运用数值模拟方法探究了变长工作面采场顶板塑性区的分布范围和应力场的演化规律,模拟结果对大小采面的顶板破断形态进行了有力验证.     

地下矿山采场顶板安全等级划分方法的探讨

矿山采场顶板冒落是地下矿山开采中常见的灾害。本文通过对影响采场顶板稳定性的因素分析，总结出其影响因素评价指标，应用简单的划分方法以及灰色关联度分析方法和人工神经网络方法，对地下矿山的采场顶板进行了安全等级的划分。     

采场顶板稳定性定量分析及分类研究

根据正交分析原理，运用有限单元法，从受力和位移两个方面计算分析了强度、分层厚度、埋藏深度等主要因素对采场顶板稳定性的影响规律，提出了采场顶板的稳定性量化指标及分类方案     

焦作矿区采场顶板控制设计咨询系统

以“岩层运动为中心的矿压理论”为基础,将矿压理论和实践成果以及一些专家知识,按一定的规则整理成一个系统,借助于计算机系统代替人进行顶板控制设计．运行结果表明,系统对需控岩层结构、运动参数以及控顶参数等决策结果,与专家判断或实测相比有良好的一致性．     

基于神经网络的采场底板分类与顶板来压预报

建立了长壁工作面底板分类及单体液压支柱底座选型的人工神经网络（ＢＰ网络）模型，并通过网络自适应学习与匹配联想，得出了采场底板类别与单体液压支柱底座型式相对主尖的结果。同时，通过邻域相互作用算法与ＢＰ网络耦合，预报采煤工作面顶板来压，网络试验表明，所得结果与实际吻合良好。     

坚硬厚层顶板群结构破断的采场冲击效应

采用理论分析、物理相似模拟及现场实测相结合的方法,对坚硬厚层顶板群结构的破断冲击效应进行了分析.研究表明:多分层坚硬顶板群结构的破断冲击载荷在短时间内会产生较大的波动,工作面来压特征受多分层顶板垮断的联合作用;采场冲击来压强度主要与顶板赋存厚度及自身岩性特征有关,对于岩性相近的顶板岩层,厚度越大,对采场的矿压冲击影响也越剧烈,但厚层顶板垮断后的结构对其上覆顶板岩层的冲击载荷强度具有一定的缓冲.以大同矿区坚硬顶板群结构下的煤层开采为例,现场实测分析得到的工作面采场来压特征说明多分层顶板的垮断失稳有一定的随机性,但各分层顶板的单层垮断或多层同步垮断几率在整个煤层开采过程中基本保持不变.     

采场顶板飓风耦合模型及采高对飓风灾害的影响

采场顶板大面积垮落引起的飓风冲击灾害是非常严重的,经常造成设备损坏与人员伤亡等突发性事故.以神华集团神东矿区的开采地质条件为工程背景,分析了采场顶板垮落所伴随的飓风灾害,建立了顶板-空气冲击耦合模型,讨论了差分数值解法.借助数值解,分析了飓风发生过程中采场顶板高度对采场风速与巷道飓风速度的影响变化规律.得出采场顶板飓风灾害理论预测公式以及采场顶板高度大,飓风风速越大,冲击破坏性越严重的结论.该项研究成果,对高产高效地快速推进工作面的采场顶板大面积垮落的飓风灾害防治与防灾工程设计有学术意义及工程应用价值.     

康家湾 矿深部难采矿体采场稳定性及结构参数优化研究

采用大型有限元分析软件——ANSYS对康家湾．矿深部难采矿体典型采场顶板的稳定性及其对采场围岩力学状态的影响进行数值模拟、非线性分析，对9种典型采场结构模型的模拟结果进行了比较分析，根据分析结果结合采掘效率和开采成本等因素确定了采场最优结构参数，并对当前采矿方案提出修正和调整建议，以便更清楚地掌握深部地压变化规律，有效地进行地压管理，实现深部破碎带矿体及顶板不稳固矿体的安全高效开采．     

利用双重网格有限元法对坚硬顶板来压特征的数值分析

利用双重网格三维有限元法,计算分析三种载荷下坚硬顶板的来压特征,揭示出不同的开采条件对采场的来压步距以及支承压力峰值的影响规律。     

粗镁直接熔炼AZ91D的力学性能及断口分析

为了研究粗镁直接熔炼AZ91D镁合金锭不同位置上的夹杂分布情况,对AZ91D镁合金锭的三个不同取样位置进行了拉伸及冲击试验,通过扫描电子显微镜对拉伸和冲击断口进行了组织形貌上的观察与分析.结果表明:合金锭中间部分的力学性能要明显优于两侧部分,夹杂含量相对于两侧要低; 粗镁直接熔炼的AZ91D镁合金拉伸与冲击断口形貌呈河流状,为脆性断裂.粗镁直接熔炼的合金产生的夹杂物中的主要元素为C、O、Si,并含有少量Fe、K、Ca、S、Cl、Cr等元素; 在夹杂物周围容易出现二次裂纹,夹杂物的数量和种类直接影响着合金的力学性能.     

道路病害形态特征的图像分析

路面裂缝是道路病害的主要表现,在路面裂缝的检测过程中,为了准确、详细记录路面裂缝信息,需要对裂缝病害的形态特征进行分析,针对这一问题,提出了道路病害形态特征的图像分析方法.首先,对提取后的路面裂缝进行膨胀处理,连接断裂的裂缝;然后通过细化处理,得到具有单像素宽裂缝的裂缝骨架;最后采用游码和链码统计裂缝的像素数目和几何形态特征,实现对路面裂缝的特征参数值获取及量化描述.结果表明该裂缝图像分析方法对道路裂缝形态特征的描述和统计有效,具有实用价值.     

高层住宅屋面板施工中早期裂缝分析及控制

在工程实践中，高层住宅现浇钢筋混凝土屋面板施工过程中出现早期裂缝的情况比较普遍，尤其是商品混凝土的推广使用，使混凝土板开裂的几率增加。针对这一现象，分析了早期贯穿裂缝的原因，指出混凝土的收缩和使用环境温度的变化在屋面板中所引起的温度收缩应力是开裂的主要因素。为准确得到板内的应力值，提出并完善了混凝土板温度收缩应力的简化数值计算模型，通过对模型推导结果的分析，阐述了裂缝控制的相应措施和相关建议。最后，指出了须进一步研究的几个方面。     

封闭式屋盖结构风致响应理论与试验

为了研究封闭式屋盖结构的风致响应特性,用理论方法与风洞试验进行定性与定量分析.在传统模态分析法的基础上考虑结构内压与屋盖的耦合作用,推出了模态空间不独立的频响函数矩阵来描述屋盖的风致响应特性,通过算例分析了内压对封闭式屋盖风致响应的影响机理,并对钢网架平屋盖位移响应和加速度响应在内压影响下的变化进行了参数分析.采用预应力张拉结构体系设计制作了可调刚度屋盖结构的气动弹性模型,在风洞试验中进行屋盖加速度响应的测定,试验结果与理论分析结果较为吻合.研究结果表明,考虑内压后封闭式屋盖结构的风致响应会有所减小,而墙面孔隙率与气承刚度系数是影响封闭式屋盖风致响应的重要因素.     

Numerical analysis of application for induction caving roof

New method for handling roof of the base successive mining is proposed, which is induction caving in the roof. The key is that it is made certain to the station of the space-time in the induction caving roof, as the stress is released with the mining process. And applying the catastrophe theory, the influencing factors of induction caving roof are studied in the emptied areas, such as the mechanical property of the surrounding rock, the area of the gob,the scope and dimension of tensile stress. The results show that the key factor is the area of the gob to the method of the induction caving roof. Then according to the geology and the ore characteristic, the three dimension FEM mechanical model is built in Tongkeng Mine, the laws of the tensile stress are analyzed to the space and the time in the roof with the mining, then it is rational design to the mine step and time of the handing the roof.     

Numerical analysis of application for induction caving roof

New method for handling roof of the base successive mining is proposed, which is induction caving in the roof. The key is that it is made certain to the station of the space-time in the induction caving roof, as the stress is released with the mining process. And applying the catastrophe theory, the influencing factors of induction caving roof are studied in the emptied areas, such as the mechanical property of the surrounding rock, the area of the gob, the scope and dimension of tensile stress. The results show that the key factor is the area of the gob to the method of the induction caving roof. Then according to the geology and the ore characteristic, the three dimension FEM mechanical model is built in Tongkeng Mine, the laws of the tensile stress are analyzed to the space and the time in the roof with the mining, then it is rational design to the mine step and time of the handing the roof. Foundation item: Project(50490274) supported by the National Nature Science Foundation of China     

铝合金宏观脆断分析及常低温抗断设防

结合经典力学和断裂力学对金属屈服和断裂解释的力学原理,提出了刻痕杆刻痕根部亚表层屈服和开裂的近似重合性假设.通过对铝合金深槽刻痕杆刻痕根部亚表层断裂应力场的数值分析和等效简化,导出了常温下铝合金在应力三轴空间宏观脆断强度的上、下限建议值分别为:σUF=2σY和σLF=σY/(1-μ).铝合金低温下断裂模式的定性剖析结果显示,建议的断裂准则能较好地解释铝合金低温试验中的脆断现象.最后,将铝合金宏观脆断机理和抗断设防结合起来,给出了铝合金常低温下的抗断设防框架及建议.     

热障涂层热破裂失效过程的数值分析研究

从热障涂层的非均匀性特点出发，运用基于细观力学原理的材料真实破坏过程分析RFPA数值模拟方法，对热障涂层的热破裂失效过程以及表面预置裂纹对形成界面裂纹的影响进行了数值模拟分析，从表面预置裂纹的长度和密度两个方面研究了陶瓷涂层与基体间界面裂纹的形成机理和分层剥离模式.模拟结果真实再现了热障涂层的热失效过程.