浅埋煤层回采巷道围岩变形与控制技术研究

针对盛鑫矿浅埋薄基岩回采巷道围岩变形破坏以及巷道支护问题,以该矿51204回风顺槽为工程背景,利用FLAC3D数值模拟软件建立顺槽开挖模型,研究巷道开挖后的塑性区、位移及应力分布情况,阐述了巷道围岩控制对策与原则。在此基础上,提出在51204回风顺槽采用“螺纹钢锚杆+钢筋梯子梁+锚索+高强混凝土铺底”的联合支护技术,并对巷道表面位移进行监测。现场应用结果显示,采用该联合支护技术后,围岩收敛量经28 d趋于稳定,巷道顶板、底板、左帮及右帮围岩最大变形量分别为38、27、18、21 mm,变形量处于可控范围内,实现了对51204回风顺槽围岩的有效控制。     

用夹板墙加固砖房的抗震性能

在试验研究的基础上,分析了用夹板墙加固混合结构房屋的抗震性能,提出了用夹板墙加固混合结构房屋的承载力和刚度计算方法。     

数值模拟软岩巷道支护技术研究

软岩巷道多具有高应力、变形大、难支护等工程特征,单一支护方式难以控制围岩变形.通过对围岩变形机理、破坏过程分析研究,利用模拟围岩变形破坏的RFPA计算软件,建立了数值计算力学模型.对软岩巷道围岩变形破坏、应力转移过程进行模拟分析,为软岩巷道支护方案设计提供了依据.     

软弱破碎围岩深埋隧道拱顶渐进性塌方机理及控制

隧道拱顶塌方事故是近年来隧道施工中造成重大人员伤亡的主要事故类型,危害极大,因此必须掌握隧道拱顶塌方发生机理和演化规律、制定科学有效的控制对策,为塌方事故的防治提供依据。基于上限变分法,建立深埋地层中隧道拱顶塌方模型,研究隧道拱顶塌方范围及其影响因素,进一步建立软弱破碎围岩隧道拱顶渐进性塌方模型,推导渐进性塌方范围全过程曲线,并与模型试验结果进行对比。据此提出了拱顶塌方事故的安全性控制措施,揭示预控制、过程控制两类措施下拱顶塌方安全性控制机理和承载特性,提出支护措施的围岩荷载确定方法。结果表明：隧道塌方宽度L随着初始粘聚力c0和单轴抗拉强度σt的增大而增大,随着重度γ和非线性系数m的增大而减小;隧道塌方高度h1随着抗拉强度σt和非线性系数m的增大而增大,随着初始粘聚力c0和围岩重度γ的增大而减小;基于渐进性塌方过程中围岩物理力学参数逐渐减弱的特性,建立了考虑围岩粘聚力和抗拉强度衰减的隧道拱顶渐进性塌方模型;根据控制机理和目标,将拱顶塌方控制措施分为预控制措施和过程控制措施;围岩的形变荷载和总荷载随着塌方荷载的增大而增大。相关研究成果将为隧道拱顶塌方的预测及安全性控制提供借鉴。     

深部软岩巷道立体交叉硐室群稳定性分析

为了确定巷道开挖顺序对硐室群稳定性的影响,运用三维有限差分数值计算软件FLAC^3D,结合鹤岗矿务局兴安矿四水平泵房吸水井硐室群工程实例,分析了深部软岩巷道立体交叉硐室群围岩由于开挖顺序的不同而产生不同的位移变形与应力状态的力学响应及变形特性．结果表明：深部软岩巷道立体交叉硐室群的开挖过程是和应力路径与应力历史密切相关的非线性不可逆过程,开挖顺序不同,巷道围岩的位移及应力分布情况有明显的差别．先施工断面小的支巷,再施工断面大的主巷对硐室群稳定性影响最小．     

球面基底上制作微柱面透镜工艺研究

针对目前在球面基底上制作微透镜阵列工艺复杂,制作成本昂贵等问题,介绍了一种激光直写光刻和光刻胶热熔成型相结合的新的加工技术。为此改造了球面刻划机,搭建了405nm激光曝光光源系统,同时建立三维坐标体系,实现微透镜阵列在球面空间位置的定位。在理论分析和合理设计的基础上,使用BP212正性光刻胶在口径50mm,曲率半径60mm的球面基底上制作出线宽为50μm,矢高为2μm,切面曲率半径约为157μm的微柱面透镜阵列,并给出了测试结果。结果表明：在球面基底曲率半径一定时,通过阶梯升温光刻胶和对其快速冷却等微细加工方法,克服了光刻胶熔融状态时的流动性问题,证明此种加工方法对球面微透镜阵列的制作具有很好的可行性。     

印刷电路板换热器中S-CO2换热特性数值分析

为了探究超临界二氧化碳(S-CO2)在直通道印刷电路板换热器(PCHE)中换热特性,本文采用数值模拟方法对此问题进行了研究.计算分析了S-CO2在印刷电路板换热器中的换热特性,并对比了在单独改变一侧通道入口温度、工作压力及工质流量时对流换热系数和壁面努塞尔数的变化趋势.研究结果表明:由于工作压力不同,超临界二氧化碳工质存在从类液区向类气区过渡的情况,导致印刷电路板换热器换热通道入口温度或流量变化相同时对流换热系数和壁面努塞尔数呈现出不同的变化趋势.保持超临界二氧化碳工作压力和流量一定时改变冷侧入口温度比改变热侧入口温度对印刷电路板换热器热功率的影响更大;改变热通道的压力或流量要比改变冷通道的压力或流量对PCHE热功率的影响更大.     

西北干旱地区小型水库除险加固方案探讨

为解决西北干旱地区小型水库一般存在的坝体迎水面风浪淘刷严重和坝基渗漏大的问题,提出了小型水库护坡设计和坝基防渗方案.就吉林二号水库除险加固而言,沙坝防浪护坡采用混凝土护坡,边坡采用1∶3,坝基渗漏处理采用垂直防渗多头小直径水泥土深层搅拌桩截渗墙的方案,取得了良好的防渗效果.     

现场直剪试验中地应力影响的分析

本文研究由于高地应力的存在引起现场直剪试验试体剪切面上初始应力的分布规律。     

考虑粗糙度的黏性土-结构接触面力学特性试验

目前土与结构接触面的粗糙度定义未达成统一认识,不利于量化分析粗糙度对结构接触面力学性质的影响。同时,粗糙度对粘性土与结构接触面相互作用影响的研究也有待深入。为此,基于对灌砂法的修正,提出了一种测定土-结构接触面粗糙度的方法。针对试验自制的混凝土试块的半圆凹槽状粗糙表面和其他学者设计的齿形粗糙表面,使用修正后的灌砂法、常规灌砂法和试验常用的峰谷距测定法测定它们的粗糙度,并进行对比。利用大型直剪试验仪对红粘土-混凝土试块接触面进行了直剪试验,定量分析了粗糙度对接触面剪切破坏、变形等的影响,并探讨了粗糙度的影响机理。研究成果表明：针对接触面粗糙度的测定,修正后的灌砂法比常规灌砂法或峰谷距测定法都有效。接触面剪切破坏满足摩尔-库伦剪切破坏准则。粗糙度对接触面摩擦角影响不大。接触面抗剪强度和粘聚力的增长速率随粗糙度的增大而降低。随着粗糙度的增大,接触面粘聚力增大且逐渐趋近红粘土的粘聚力,此时剪切破坏可能发生在接触面上或接触面附近土体内。随着法向应力的增大,临界粗糙度减小且粗糙度对接触面抗剪强度的影响降低。粗糙度较小时,接触面剪切破坏后出现较为明显的应力跌落现象。