微波照射下岩石颗粒温度分布及影响因素分析

采用有限元方法对微波照射下由黄铁矿和方解石组成的岩石颗粒的温度场分布进行了分析,并讨论了微波功率和时间对温度场的影响。研究结果表明:岩石颗粒中心温度最高且受微波腔体内电场强度影响;温度梯度最高点位于黄铁矿和方解石的交界面,热应力最大;岩石颗粒最高温度相同时,微波加热功率与时间成反比;岩石颗粒能耗相同时,采用短时间高功率的加热方法可以提高破岩效率。     

大佛寺矿厚煤层综放工作面矿压显现规律现场监测分析

采用顶底板移近量观测、活柱下缩量观测、支柱载荷量观测等手段对大佛寺矿厚煤层综采放顶煤40110工作面的矿山压力规律进行了现场监测分析。结果表明,40110工作面初次来压步距为91.8 m,周期来压步距平均为55.5 m,来压时最大动载荷系数达到1.58,整个工作面液压支架活柱平均下缩量为6.98 mm。     

冻融循环作用下岩石疲劳损伤计算中关键问题的讨论

 利用疲劳损伤理论来研究冻融循环条件下岩石的损伤累积在理论上是可行的。主要分析冻融疲劳损伤模型在计算自然条件下岩石冻融损伤时面临的主要问题,包括复杂多变的自然条件下如何简化、近似冻融循环作用,如何选取合适的物理量来计算损伤变量,及如何计算多种机制作用下岩石的冻融损伤。经过分析认为：研究自然条件下的昼夜循环和年度循环对人类工程活动意义最大,根据岩石中饱和度的高低和岩石中未冻水迁移速率的快慢,可分别将昼夜循环和年度循环划分并等效为高周或低周疲劳荷载;冻融循环条件下岩石孔隙率的变化可直接反映冻融损伤的特征,利用缺陷面积和残余应变定义的损伤变量其本质是相同的,均可用孔隙率计算得来;建立冻融循环作用下砂岩的高周疲劳损伤模型和低周疲劳损伤模型,利用模型进行分析表明,在计算自然条件下岩石的冻融损伤时高周疲劳荷载的作用是不可忽略的,并且低周疲劳和高周疲劳荷载的作用顺序具有显著的影响。     

库尉输水工程富水土质洞段的流固耦合分析

库尉输水隧洞前段位于库鲁克山北侧倾斜砾质平原区,地下水位埋深较浅(最浅处仅为1.4 m),且远高于设计洞顶,给设计和施工带来了巨大的困难和挑战。在深入分析水文地质条件的基础上,采用大型有限差分软件FLAC3D对3个典型断面进行了流固耦合分析。研究表明,地下水对隧洞受力及变形特性影响显著,耦合条件下低液限粉土洞段拱顶变形约为不考虑渗流影响时的5.6倍,且与实测值更为接近;不同围岩类型和水文地质条件下各洞段的变形差异较大,耦合条件下低液限粉土洞段的拱顶变形为90 mm、而粉土夹砂和粉细砂夹砾石洞段的变形分别为36 mm和26 mm;耦合条件下各典型断面支护结构受力均超过了素喷混凝土的设计抗拉强度(1.1 MPa),需尽快施做二次衬砌。以上研究成果可为本工程及类似工程的设计与施工提供参考。     

煤岩巷道爆破开挖围岩松动破碎研究

为了进一步控制煤岩巷道爆破开挖质量,减小爆破开挖对围岩的破坏程度,对雅典煤矿回风巷道煤岩体力学性质进行分析,利用电子内窥摄像仪观察围岩破碎状况,并建立模型研究不同参数下爆破应力在围岩中传播及分布状况。结果表明:煤岩体强度较小,具有明显的力学薄弱向;煤岩巷道围岩破碎特性明显,纵向裂缝凸出;在一定工程条件下爆破应力在围岩中的传播规律相似;不同的爆破参数对爆破振动具有一定影响,存在最佳理论爆破参数值,使爆破围岩振动达到最弱。     

纤维材料加固RC梁斜截面加固方式与位置探讨

介绍了纤维材料布加固钢筋混凝土梁斜截面的加固方式主要有环形封闭加固、U形粘贴加固、U形粘贴＋压条加固I、形加固等几种,指出对于U形粘贴加固和U形粘贴＋压条加固方式,开口端的位置对抗剪加固效果有影响。     

冻土层对黄土地基水平受荷桩承载力影响研究

通过有限元数值模拟研究了季节冻土区冻土层对黄土地基水平受荷桩承载力的影响规律。研究表明:单桩水平承载力受冻土层厚度和桩径影响显著,随冻土层厚度的增大而增大,但增加的幅度减小;随桩径的增大而近似线性地增加,且冻土层厚度越大,随桩径增大的幅度越大。提出了基于变形控制的不同冻土层厚度、不同桩径水平受荷桩承载力特征值修正系数。基于计算结果进一步对修正系数进行拟合,得到了季节冻土区黄土地基水平受荷桩承载力特征值修正系数表达式,可供冬季检测单桩水平承载力参考。     

冻融循环过程中岩石热传导规律试验及理论分析

 为研究岩石在低温环境下内部温度场随冻结、融化过程变化特征,探讨岩石在冻融循环过程中整体热传导规律。现开展干燥、饱水状态下类砂岩试样冻融循环室内试验,分析类砂岩试样在冻结、融化过程中内部非等温传递规律;结合试验现象,从水冰微观结构探讨水冰相变过程产生的热传导弛豫机制;最后,基于热传导理论,详细探讨冻融循环干燥、饱水状态下岩石热传导方程,给出饱水岩石三阶段温度分布理论解,并通过与试验对比,验证理论分析的合理性。研究结果表明：(1) 冻融循环过程中干燥状态下的类砂岩试样,其温变曲线大体呈现负指数曲线特征,且越靠近边界面,温变速率越大,同时相对冻结过程,融化升温过程速率更快;(2) 冻融循环过程中饱水状态下的类砂岩试样,其温变曲线呈现明显的三区段过程,在水冰相变过程产生典型的缓温变段,且相对干燥状态,其温变速率均出现一定程度降低;(3) 利用水分子相变过程中微观结构变化,可较好地解释水冰相变过程造成的热传导弛豫现象;(4) 给出了干燥、饱水状态下岩石热传导方程,并借此探讨了饱水状态下固相、液相及相变区温度理论解,通过与室内试验对比,验证了理论分析公式的合理性。研究对认识冻融环境下岩石内部温度场演化规律具有一定参考价值。     

假连续流O/A工艺处理污泥水和富集硝化菌

城市污水处理厂的污泥水具有氨氮浓度高和碳氮比值低的特点。通常将污泥水回流至进水口,这导致污水处理系统的氨氮负荷增高,出水氨氮和总氮浓度不达标。利用污泥水培养和富集硝化菌,并添加到污水处理系统,可以达到既处理污泥水又增强污水处理系统硝化能力的双重目的。采用O/A工艺对实际污水厂的污泥水进行处理,探讨硝化效果和硝化菌产率。当水力停留时间为32 h、污泥龄为15 d时,污泥水中的氨氮能够完全被硝化,最大氨氧化速率和最大亚硝酸盐氧化速率分别可以达到12.43 mgNH4+-N/(gMLSS.h)和13.18 mgNO2--N/(gMLSS.h),硝化菌产率为0.088 mg/mgN,即当污泥水中的氨氮浓度为400 mg/L时,1 L污泥水可富集35.2 mg硝化菌。FISH检测表明,系统中的氨氧化菌主要为Nitrosospira,亚硝酸盐氧化菌主要为Nitrobacter和Nitrospira。     

冻融–受荷协同作用下砂岩细观损伤演化CT可视化定量表征

冻融循环是导致寒区受荷岩石发生加速风化破坏的重要因素,而精细化认知冻融–受荷协同作用下砂岩损伤演化及内在机制,对于准确理解寒区岩石全过程损伤特性具有重要指导价值。开展冻融–受荷协同作用下砂岩损伤过程原位CT实时扫描试验,基于CT图像交互式阈值分割和三维孔隙结构模型重建方法,实现单轴压缩过程中冻融砂岩内部孔(裂)隙演化的精细化识别和可视化定量表征,并运用格子玻尔兹曼法进行冻融–受荷协同作用下砂岩孔隙结构连通变化的三维模拟,明确冻融–受荷条件下砂岩细观结构损伤演化规律。结果表明：(1)冻融砂岩孔(裂)隙结构损伤具有连续演进特征,但损伤演化速度存在突变现象,其中,孔(裂)隙的体积陡增可作为岩样临兆破坏信号。(2)区别于常规加载作用,冻融后砂岩单轴压缩破坏由单一贯通剪切面的破坏向拉–剪混合破坏转变,且破坏面数量随冻融次数的增加而显著增多。(3)岩样孔道数目随冻融次数增加而增加,且隙间连通性趋于增强;试样的最大孔隙半径、孔道数目、最大孔道半径、孔隙度等随荷载的增加而变大。冻融–受荷协同作用下砂岩压缩破坏系孔隙与孔道持续错动、扩展的累积效应的结果。(4)低次冻融循环砂岩受荷破坏后,内部孔(裂)隙结...