冲击机具凿入过程的能量传递

冲击机具凿入过程的能量传递是冲击凿入系统的核心问题。针对大多数冲击凿入系统采用单圆柱活塞的情况,得出了单圆柱活塞凿入系统的能量传递效率表达式,阐明了冲击凿入的二重能量转化过程及在活塞和工具中的残留能量,并分析了系统参数对其的影响。研究表明:在二重能量转化过程中,系统凿入效率η为入射波有效转化效率ηi和凿入转化效率ηR之积;在系统常数q=0,1θ2.5情况下,具有最佳效率区间(η75%);残留能量在q≥0时较低,在q0时,随q值的减少急速增大;残留能量的增大将影响凿入系统的正常工作和疲劳寿命。以冲击能量传递试验系统上的试验作为计算实例,计算和测试结果基本一致。     

钢管混凝土短柱作用机理与塑性极限承载力研究

钢管混凝土短柱承载力是研究井下钢管混凝土结构的基础问题,涉及新型沿空留巷巷旁支护和钢管混凝土圆弧拱承载力的估算、钢管混凝土支架在高低压等特殊情况下的应用。本文在总结分析现有钢管混凝土短柱承载力理论基础上,依据钢管混凝土弹性变形理论,推演出相同尺寸、不同钢管壁厚的钢管与核心混凝土相互作用机理及对应围压,进而根据极限平衡法推导出三种估算钢管混凝土短柱的极限承载力方法,并与实验结果进行了分析对比。结果表明,本文方法计算钢管混凝土塑性极限承载力与实验值吻合度较高,尤其在钢管壁较厚的情况下也有很好的适用性。     

岩巷掘进准直眼掏槽爆破模型试验研究

 为了更好地应用准直眼掏槽爆破技术,基于相似理论,建立准直眼掏槽模型试验相似准则,进行准直眼掏槽方式的物理模型试验。以主掏槽孔孔口间距、炮孔排距和主掏槽孔倾斜角度为主导因子进行正交试验。极差分析结果表明：对于掏槽深度,主掏槽孔孔口间距的影响最大,主掏槽孔倾斜角度其次,炮孔排距影响最小;对于槽腔体积,主掏槽孔孔口间距影响最大,炮孔排距的影响其次,主掏槽孔倾斜角度影响最小。方差法分析结果表明：主掏槽炮孔孔口间距对掏槽深度有极为显著的影响,主掏槽炮孔倾斜角度有显著影响,而炮孔排距无显著影响;主掏槽炮孔孔口间距、炮孔排距和主掏槽炮孔倾斜角度对槽腔体积均有极为显著的影响。此外,开展主掏槽孔倾斜角度大于85°的模型试验,结果表明：主掏槽孔倾斜角度对准直眼掏槽爆破的影响极为明显。该结果同时也验证准直眼与自由面夹角取值范围的分析。模型试验最优爆破参数为：主掏槽孔孔口间距150 mm,炮孔排距70 mm,主掏槽孔倾斜角度83°。现场应用由该模型方案所转化的现场试验方案,取得良好的爆破效果。     

双圆柱活塞冲击钎杆的入射应力波形研究

双圆柱活塞纯刚体模型及把头部当作一维杆的弹性波传播理论模型都不能反映双圆柱活塞冲击钎杆的实际情况, 为此提出了双圆柱活塞撞击钎杆的双质量双弹簧系统模型(DMDS)并进行了受力分析, 导出了该系统模型的微分方程并给出了其解析解; 解决了其他理论模型不能反映双圆柱活塞撞击钎杆的入射应力波形前沿的问题。与其他理论模型给出的波形相比, DMDS系统模型给出的波形与实测波形更一致。     

簇中基于最小跳数的路由方法

由于无线传感器网络节点能量有限和存储能力有限,因此节能高效的实现路由转发是其路由设计的一个关键点.它首先总结了目前已有的无线传感器网络的传输路由模式,在已有的基于簇的分层路由机制的基础上,结合平面路由基于最小跳数的思想,提出了一种新的路由转发模式,即在建立的簇中采用最小跳数路由法.节点只要记忆自己的转发节点集,就可以沿着最短路径向簇头发送数据.仿真结果显示新模式有更好的节能效果,延长了网络的生存时间.     

西北人工冻结红砂岩的动态时效损伤模型

为了研究西北人工冻结红砂岩的动态力学特性,采用SHPB试验装置对-15 ℃红砂岩进行单轴冲击压缩试验。对SHPB试验中5组有效数据展开分析,得到了5条不同应变率下的动态应力应变曲线。基于损伤演化及元件模型理论,将冻结红砂岩视为由具有弹性特性、损伤特性、塑性特性及黏滞特性的非均匀质点组成,建立了包含损伤体元件、黏壶及弹簧的时效损伤模型。〖JP2〗研究发现:试件强度与平均应变率呈指数相关,当试件平均应变率较小时,试件的强度变化平缓,在高平均应变率下,试件强度急剧增大,当平均应变率为120.73 s-1时,应力峰值高达84.96 MPa,接近静态抗压强度44.1 MPa的2倍;时效损伤模型较好地反映了在一定范围内的冻结红砂岩应力应变关系。     

不同煤岩介质弯载作用下的断裂特征

煤矿覆岩破坏主要为弯载作用下发生的断裂,而煤岩介质的断裂特征对于冲击地压、煤与瓦斯突出等煤矿灾害密切相关。采用煤、泥岩、砂岩等不同介质的三点弯曲实验,研究了弯载作用下煤岩介质的强度特征、裂纹扩展规律、宏细观断口形貌特征及声发射变化特性,基于弹性断裂力学与均匀化方法对煤岩断裂机制进行了分析。研究结果表明:煤、泥岩样品的断裂峰值载荷、断裂能、断裂长度等断裂参数分布较离散,而砂岩样各参数分布则相对集中,该特征与煤岩介质内部结构密切相关,主要是由于煤及泥岩样品内部发育的微裂隙、微孔洞使得其均质度比砂岩样品高;宏观断口形貌方面,煤的宏观断口清晰可见原生裂隙,泥岩的宏观断口以微裂纹、微孔洞及层理为主,砂岩的宏观断口则仅包含少量杂质;细观断口形貌方面,煤的细观形貌表现为拉、剪断面和微裂隙,泥岩细观断口表面上分布有较多晶间断裂、微孔洞、黏土矿物及解理断裂,砂岩细观断口则仅为晶间断裂和少量微孔洞;煤样断裂声发射波形远比岩石要复杂,主波峰不明显,小断裂激发的声发射事件持续发生,而泥岩和砂岩的主断裂事件较显著,且在主断裂事件发生前通常有明显的起裂事件;弯载作用下煤岩介质尖端断裂扩展的临界应变能释放率主要受其...     

煤巷强帮强角支护技术模型试验研究与应用

为研究煤巷支护技术,以汾西矿区煤巷为原型进行相似模型试验。通过配比试验确定煤岩层的相似材料,设计模拟锚杆和锚索的结构形式,阐述了实现过程。建立3组模型,分别模拟煤巷在常规支护、强帮支护、强帮强角支护下的效果,对试验结果数据进行对比分析,验证煤巷强帮强角支护技术的有效性,并成功应用于工程实践。研究结果表明:(1)强帮强角支护技术能提高顶底板的竖向应力,降低帮部应力集中区的竖向应力,改善围岩应力状态,形成顶板、帮部和底板的良性作用。(2)强帮强角支护技术能减小围岩的绝对位移和相对位移。煤巷帮部相对位移大于顶板相对位移,表明帮部比顶板整体性差,易发生局部失稳。(3)强帮强角支护技术能控制裂纹的产生与扩展,防止帮部和顶板发生破坏,提高安全性。(4)新峪矿工程应用及监测表明,强帮强角支护技术具有良好的适用性。     

双截面应变测试法及其在接杆凿岩中的应用

根据一维波动方程推导了双截面应变测试法测试一维杆中任一截面的应变和质点速度方程以及顺波和逆波方程；并成功地将其用于钎杆接头动力特性的量测，得到了较长的入射波在短接杆中传播时遇到接头后的反射波以及能量反射率、能量耗散率等重要参数