水泥混凝土路面脱空应力状态的数值分析

应用有限元方法,分析了在不同车辆荷载（单轴和双轴）作用下有限尺寸板在脱空状态下的荷载应力,研究发现水泥混凝土面层板板底脱空区沿板横缝近似对称分布,且为近似的三角形楔形体,距板角愈近脱空深度愈大,当板角脱空面积达到某个值左右,面板最大拉应力的作用位置由板底转到板顶,存在某个临界脱空面积值对面板产生不利影响。     

滑坡抗滑短桩的受力特性模拟研究

抗滑短桩是滑坡常用的治理措施之一,应用较为广泛,但其承载机理尚不清晰。采用FLAC3D模拟程序建立不同长度抗滑短桩加固滑坡的数值模型,分析滑坡模型变形特征以及抗滑短桩受力特性,进一步揭示抗滑短桩加固滑坡的受力特性。研究结果表明：（1）不同长度的抗滑短桩可显著提高滑坡的整体稳定性;（2）随着抗滑短桩桩长的增加,桩身受力趋于均匀,桩-土协同作用增强,滑体最大位移逐渐降低,但降低速率减小;（3）自由段桩长与滑体厚度比值<0.6时,滑坡出现“越顶”破坏现象;（4）建议抗滑短桩的自由段长度与滑体厚度比值取为0.7~0.9。     

掘进机铣筒破岩受力分析及数值模拟

破岩技术参数是竖井掘进机研究的重要依据。基于铣筒滚刀破岩机理,对竖井掘进机截割过程中铣筒截齿进行受力以及运动分析。从理论的角度,研究截齿安装角度不同时铣筒截割头的受载特性以及对截割性能的影响,利用SolidWorks软件建立了铣筒破岩动力学三维模型,模拟了铣筒的牵引力随时间的变化曲线。结果表明:理论分析结果与仿真结果一致,可为竖井掘进机整机结构设计提供参考。     

“Z”形直埋供热管道受力特性的研究

结合目前直埋供热管道中“Ｚ”型管段弯头部位附近经常发生破坏漏水等问题，采用具备符合直埋管段受力特点的接触面单元的ＡＮＳＹＳ程序对“Ｚ”形管段进行了受力与位移的数值模拟，并同实测结果和简化的理论分析结论进行了对比，发现直埋时“Ｚ”管段受力同地沟时的受力有较大差别，而用接触面单元可以较好模拟其受力特征，因此，在进行管道直埋设计时不宜按地沟敷设理论进行。     

旋流场内分散相颗粒的受力特性分析

应用两相流动力学理论，对旋流场内分散相颗粒的受力进行了全面的分析，并将诸力划分为确定性的作用力和随机性的作用力两个部分。在此基础上，建立了分散相颗粒随机运动微分方程，为进一步深入认识旋流场内分散相颗粒的运动行为奠定了基础。     

面板支墩坝裂缝监测与安全性分析

以面板支墩坝垛墙裂缝为主要研究对象,根据面板支墩坝裂缝监测资料对裂缝发展规律及变化趋势进行分析讨论,并利用有限元计算方法对坝体的受力状态进行模拟,综合分析大坝垛墙裂缝产生的原因,为大坝裂缝缺陷治理措施的研究提供科学依据。     

煤矿巷道顶板锚索托盘受力特征及适用性分析

针对煤矿巷道锚索支护中因锚索托盘受力失稳而导致的锚固失效以及冒顶的问题,结合煤矿巷道锚索支护常用的组合平托盘、专用碟形托盘、组合沟槽托盘和偏心托盘为研究对象,建立托盘的受力模型,采用数值模拟软件模拟托盘在不同载荷下应力和位移变化曲线,根据结果分析4类锚索托盘的应力分布与位移分布特征,确定了各类型托盘结构中的相对薄弱部位,提出了相应的改进策略,并探讨了其适用条件。     

深部沿空掘巷锚杆受力数值模拟分析

运用FLAC3D数值模拟软件对深部沿空掘巷锚杆受力进行模拟分析,绘出顶板、实体煤帮以及沿空帮锚杆轴力和剪力沿杆体长度的分布曲线,揭示了锚杆受力与空间位置的关系,即同一断面内轴力最大的锚杆位于顶板中间位置,剪力最大的锚杆位于巷道两顶角以及沿空帮底脚位置;通过对顶板、实体煤帮以及沿空帮锚杆所受轴力和剪力进行实时监测,导出各位置锚杆轴力和剪力随计算步数的变化曲线,揭示了锚杆轴力和剪力随时间的变化规律。     

锚固钻机力学特性分析及参数优化设计

为保证巷道快速掘进系统的安全、稳定、高效进行,钻机锚固单元的结构强度及设计合理性至关重要;首先根据实际工况条件,构建锚固单元钻进过程力学模型,得到钻杆钻进阻力及阻力矩相互关系;利用Ansys对锚固单元结构强度进行可靠性分析,验证结构设计合理性;通过构建钻进过程钻杆振动学模型,利用Abaqus分析锚固单元在有预应力下的模态规律,与Matlab联合求解钻进过程横向振动位移、速度及加速度,验证钻杆钻进不同岩层时,其速度、加速度可作为判别煤岩属性的数值特征;利用DesignExploer优化模块对锚固单元结构进行优化,优化后的锚固单元在保证应力、形变及共振频率皆满足要求情况下,质量降低了6.24%,实现了锚固单元结构的优化;通过锚固钻进相似试验验证,可得到优化后的锚固部件满足强度要求;钻进不同围岩时,锚固钻进钻杆振动响应明显,该结论可作为煤岩识别的理论基础,为实现自动锚固提供先行条件。     

装配式激发管爆炸特性的试验研究

CO_2膨胀爆破激发管是CO_2膨胀爆破技术的核心部件,其在爆炸冲击波激发作用下的性能特性一直是产品使用人员及相关行业关注的焦点。对装配式激发管通过结构、药剂配方的优化,提高了其安全稳定性。在雷管、炸药引爆作用下的多组试验结果进一步表明,该型激发管药剂及成品在露天情况下不具有爆炸性。     

含X型交叉裂隙的岩体力学特性数值分析

基于FLAC~(3D)数值计算软件,首先采用超细单元划分法对计算模型进行剖分以模拟线状裂隙扩展特征,其次采用弹脆性模型及空模型分别刻画岩石及裂隙的力学行为。数值模拟计算结果表明,在两裂隙对称分布的情况下,其夹角及长度对试件破坏模式的影响不大,但是试件强度随裂隙夹角及长度的增加而逐渐减小;当其中一条裂隙长度逐渐增加到与另一条裂隙长度相同时,试件破坏模式也逐渐由较长裂隙控制的单裂隙破坏形式转变为双裂隙同时扩展的对称破坏模式,试件强度也随着裂隙长度的增加而增加;当其中一条裂隙的长度不变,而倾角变化时,试件破坏也呈现单裂隙控制的破坏模式,但相应的试件强度变化规律比较复杂。     

不同预应力下端锚锚杆的受力特征数值分析

在总结已有锚固理论研究成果的基础上,首先对全长粘接式锚固锚杆和端部粘接式锚固锚杆的工作机理进行了探讨。然后通过FLAC3D软件建立了端锚锚杆的三维受力模型,分析了端锚锚杆在加托盘预应力为0、10、60kN时和不加托盘时的应力分布,揭示了端锚锚杆的受力特征:随着预应力的增大,应力分布有往锚杆端部收缩的趋势。并且分析了在预应力为0和60kN的情况下,围岩表面相对不加锚杆时的位移分布,围岩表面相对位移集中在以锚杆锚固点为中心、1m为半径的范围内,在锚固点处相对位移值最大,并且在此范围内相对位移急剧减小。最后通过现场预应力锚杆轴向力量测试,验证了所得结论的合理性。     

非连续采空区矿柱力学分析的数值模拟

为探讨非连续采空区矿柱力学原理,通过FLAC3D数值模拟技术,对下向水平分层进路式胶结充填采矿法开采形成的非连续采空区中矿柱的受力状态进行了分析。研究表明,非连续采空区中矿柱所受的力主要为覆岩的自重应力,水平应力对其影响不大;随着埋深的增加矿柱承受的垂直方向的力近似呈直线增加;随着非连续采空区跨度的增加（进路数量增加）,非连续采空区受垂直方向的应力逐渐由围岩两侧向矿柱中间过渡。     

综放工作面旋转处围岩力学特性数值模拟研究

根据试验工作面工程地质与生产技术条件,利用数值模拟软件对旋转综放工作面推进过程中围岩力学特性进行了模拟计算,分析了煤层应力的分布规律,为综放工作面推进过程中过特殊地质构造时回采巷道合理支护方案的制定与实施提供了理论依据。     

单裂隙岩石力学特性的单轴加载速率效应及破裂细观机理研究

为探索加载速率及裂隙倾角复合因素对裂隙岩体强度及变形特征的影响规律,分析力学参数及破坏特征与裂隙尖端应力的对应关系,基于室内试验结果,借助PFC颗粒流平台,构建直径50mm,高度100mm的圆柱岩石模型,嵌入宽度为15mm的贯穿裂隙,开展单轴加载试验。结果表明:相同加载速率下,裂隙体模型峰值应力随着裂隙倾角的增加呈现出三次方增长趋势;相同裂隙倾角下,加载速率对裂隙体模型峰值应力有强化效应;低倾角裂隙体存在一次加速强化阶段,高倾角裂隙体存在二次加速强化阶段;裂隙体模型破坏形式随着裂隙倾角的增加呈现出"张拉-复合-剪切-张拉"的规律,其内部微裂纹数量随倾角的增大而增加;低倾角裂隙体模型裂隙尖端应力呈现出多峰值应力现象,高倾角裂隙体模型呈现出单峰值应力现象;不同半径处裂隙所对应尖端应力各不相同,其应力差值与模型破坏形式存在相关性。     

多路阀出口压力补偿阀特性分析

通过分析负载敏感液压系统中多路阀的结构和工作原理,进而对多路阀出口压力补偿阀进行特性分析,建立动态数学模型并运用matlab进行计算机仿真,分析影响压力补偿阀特性的主要因素,为多路阀出口压力补偿系统的设计和优化提供了理论依据。     

广隆煤矿101运输巷受力变形和支护方案分析

回采巷道采用矩形断面,具有掘进量小,断面利用率高的特点,被大多数煤矿采用,但也存在严重应力集中的问题,针对矩形巷道的这一特征,通过数值模拟的方法,对巷道围岩的受力状态和变形情况进行分析,并提出了合理的支护方案。     

新型高强井壁试验加载装置力学特性分析及优化设计

为了使高强井壁试验加载装置应力分布更加合理,在其中间部位增加了1道厚度110mm、高度160mm的加强肋。采用理论分析和数值计算方法,对试验加载装置进行弹塑性理论分析。结果表明:该装置在60 MPa的设计荷载作用下,产生的弹性变形很小,承载能力满足要求;这种优化设计方法既能使试验加载装置应力分布更加均匀,承载能力得到提高,又能符合制作工艺和使用要求。     

水岩作用下不同强度煤岩组合体力学特性损伤规律研究

在富水矿井中，煤岩体以及井下留设的隔水煤岩柱受到地下水的长期侵蚀，导致煤岩体在水岩作用下力学特性发生改变并受到损伤，直接影响到矿井的稳定及安全生产。因此，对泥岩-煤-泥岩(N-M-N)、砂岩-煤-砂岩(S-M-S)、石灰岩-煤-石灰岩(H-M-H)3种不同煤岩强度比的煤岩组合体开展饱水前和饱水后的单轴压缩试验，研究水岩作用下煤岩组合体的力学特性演化规律和声发射损伤特征，并结合RFPA2D数值模拟分析水岩作用对组合体破裂形式的影响。研究结果表明：水岩作用对煤岩组合体抗压强度和弹性模量有明显的劣化效应；水岩作用使煤岩组合体的声发射计数和累计计数下降明显；水岩作用使煤岩组合体裂隙扩展及破裂形式发生明显改变，声发射事件数始终伴随有裂隙的产生与扩展。