矿井顶板突水模型试验多场信息的归一化处理方法

为了消除量纲和取值范围的差异,基于线性函数转换的归一化算法,将矿井突水模型试验中采集的位移、渗透压力、应力和视电阻率等多物理场信息映射到0~1范围内进行处理,在同一坐标系下绘制出多物理场信息归一化曲线,并与原始数据曲线进行对比,分析突水过程中各物理量的变化趋势及其相互关系。发现渗透压力、视电阻率和应力信息是较为理想的突水预报信息源,渗透压力在突水前很长时间就出现异常波动,视电阻率和应力在突水发生前会突然增大,且视电阻率的变化早于应力的变化。     

可缩式钢管混凝土支架力学性能及经济效益

建立了地下工程常用的U型钢支架、格栅钢架、空钢管支架与钢管混凝土支架的有限元模型,分析了各自的承载力、支护效应等力学性能及影响因素。通过研究材料用量和支护效应指标,对经济效益进行了对比分析。进行了钢管混凝土可缩性节点的设计及试验研究,分析了钢管混凝土节点的受力特性。研究表明：钢管混凝土支架支护性能与套箍系数密切相关。与传统支架相比,钢管混凝土支架承载力高,后期强度及延性大,规格多样,经济效益好。配以增阻可缩节点,可实现定量增阻,同时兼具让压功能。在优化分析组合效应的基础上,对钢管混凝土支架进行合理设计,可满足多种深部软岩及节理破碎岩体的支护要求。     

隧道信息化施工地质灾害预警预报技术研究

在岩溶强发育地区隧道信息化施工过程中,存在涌水涌泥、塌方等地质灾害的高风险,给施工安全带来了重大灾难和无法估计的经济损失．本文在高风险岩溶隧道地质灾害综合预警预报方法研究的基础上,结合隧道超前地质预报“三结合”原则,利用综合超前地质预报技术对隧道开挖前的地质灾害进行综合预报,利用监控量测技术对隧道开挖后的围岩因大变形而导致的地质灾害事故进行预警,以高风险特长岩溶隧道为例,将超前预报和监控量测相结合对高风险岩溶隧道地质灾害,如大型塌方、涌水涌泥等地质灾害进行了成功的预报预警,避免了人员伤亡和重大经济损失．所采用的灾害预报技术手段和所提出的预警机制及方法及对类似工程具有一定的借鉴与指导意义．     

考虑结构-地基相互作用CFST拱桥地震反应分析

为研究结构-地基相互作用对上承式大跨度钢管混凝土拱桥地震反应的影响,以黏弹性人工边界模拟半无限介质的辐射阻尼及远场地球介质的弹性恢复性能.用大型计算软件ANSYS为计算平台,以跨径为430 m的上承式钢管混凝土拱桥为工程背景,分析了多种地基情况对上部结构地震反应的影响.结果表明,考虑结构-地基相互作用后与拱脚固结情况相比拱桥固有频率、地震应力值降低,地震位移反应有所增加;该桥各关键截面的地震应力变化不大,钢管应力下降最大不超过1%,混凝土应力下降最大不超过3.5%;基岩材料变化对结构地震反应的影响大于混凝土桥基材料的变化对结构地震反应的影响;在地震响应下,最危险截面下弦杆是拱脚截面,上弦杆是离拱脚3/8跨径处截面,桥面系是跨中截面.     

挤压式偏心回转泵试验研究

针对传统结构原理泵难以同时具备高压和大流量的性能,设计一种挤压式偏心回转泵,其同时具备离心泵大流量和往复泵高压力的特点.本研究提出挤压式偏心回转泵的原理及设计方法,推导缸体内腔包络线、转子型线的表达式,对进出口的尺寸、位置进行合理性分析,对曲轴、转子密封系统进行材质、受力等分析,并进行试验测试,研究挤压式偏心回转泵的流量、压力的时间曲线,分析其容积效率、机械效率、水力效率及总效率在不同出口直径时随转速的变化规律.结果表明:输入功率为17. 6 k W、电机转速为800 r/min时,测试泵的流量达32. 17 m~3/h,压力达1. 7 MPa;转速800 r/min以内时,其流量不均匀系数小于2. 4%,容积效率在85%以上;转速为800 r/min、出口直径为d时机械效率达最大值90. 23%;水力效率随转速的升高而升高,当转速达800 r/min时开始减缓升高或降低;测试泵的总效率在转速为800 r/min、出口直径为d时达最大值60. 75%.挤压式偏心回转泵可以同时具备大流量和较高的压力,可在需求高压和大流量的工况下推广应用.     

粉喷桩复合地基沉降的影响因素分析

粉喷桩复合地基是高速公路软基处理的重要手段,本文用数值分析方法分析了桩间距、桩长、桩模量、垫层模量以及填土速率对路基沉降的影响;计算结果对指导今后的复合地基设计和施工具有一定的意义。     

粘土岩非饱和渗流模型在地下水运移过程中的数值模拟

根据实验室粘土岩非饱和渗流实验的结果,将考虑塑性应变硬化、Hoek-Brown和Mohr-Coulomb 3种非饱和渗流应力耦合模型应用于模拟某粘土岩竖井,研究了粘土岩在开挖、通风、衬砌支护及长期运营期,围岩内渗流从初始饱和→非饱和→近饱和的过程以及地应力和水力学参数(Biot系数、饱和度与毛细孔隙水压力关系、水相的相对渗透系数与饱和度关系)对围岩内的非饱和流动区域大小的影响.计算结果表明,水力学参数对非饱和渗流的影响区域非常显著,尤其是对水相的相对渗透系数与饱和度的关系的影响.     

分岔隧道稳定性分析及施工优化研究

建立中墙承载模型,通过理论分析分别给出连拱和小净距隧道的中墙稳定性判据,据此可得到中墙的合理厚度.以八字岭分岔隧道为例,分别采用地质力学模型试验和弹塑性损伤有限元模拟分岔隧道的施工全过程,给出围岩关键点位移和应力随施工过程的变化曲线以及围岩损伤区和塑性区的分布,提出分岔隧道的施工过程的优化措施.研究爆破施工对隧道稳定性的影响,提出不同中墙宽度、不同围岩情况下装药量的大小及施工措施.根据上述研究结果,针对原施工设计提出优化建议.对分岔隧道施工进行现场监测,监测数据与试验和计算数据的对比验证了试验和数值计算的正确性.监测结果表明隧道稳定,说明施工优化建议合理.     

裂隙岩体大型洞室群施工顺序优化研究

采用近年来对断续节理岩体本构关系的研究成果，从岩体稳定性出发，考虑现场施工的约束条件，在每次开挖两个分块的前提下，对某大型节理岩体地下厂房洞室群施工顺序做了优化分析。发现优化方案比原有方案围岩稳定性有较大程度的提高，并得到一些有益结论。