探地雷达方法及在井下工程探测中的实际应用

大简要介绍探地雷达仪器组成，方法原理及应用特点的基础上，分析了其在井下岩土工程探测中应用的可行性，结合几个探测实例分析了探地雷达在井下工程探测中的应用情况。     

坚硬岩石弱蠕变特性实验曲线的初级函数拟合

蠕变实验曲线是研究岩石蠕变特性的基础,基于坚硬岩石实验曲线的瞬时变形阶段极近直线、坚硬岩石蠕变实验曲线的稳态蠕变阶段斜率恒定以及坚硬岩石具有较高的蠕变下限等因素,将描述蠕变特性的实验曲线大幅缩减为必要的若干关键阶段。坚硬岩石普遍呈弱蠕变特性,非线性蠕变程度随加载应力水平的提高而明显提高,径向蠕变特性较轴向蠕变特性更趋显著。坚硬细砂岩初期衰减蠕变阶段实验曲线的一阶(负)指数拟合相关系数ρ平均为0.99162,其加速蠕变阶段实验曲线的一阶指数拟合相关系数为0.90000。较高的相关度证明坚硬岩石蠕变特性实验曲线的几何形态比较简单,采用初级函数对其进行拟合,方法简单、拟合效果好、数据处理效率高,是对岩石蠕变特性实验曲线特征进行简单描述的有效途径。     

细砂岩阶段蠕应变特征与粘滞性试验研究

对细砂岩试样进行单轴短时加卸载蠕变试验,得到轴向和径向蠕变试验曲线。对轴向和径向蠕变第Ⅰ、Ⅱ阶段的试验曲线分别进行Kelvin-Voigt模型和Burgers模型拟合,得到粘滞系数。粘滞系数-加载应力关系普遍符合扩展的正弦衰减(阻尼)波形函数,表明岩石的粘滞系数是变量,岩石材料的蠕变过程本质为非定常蠕变。细砂岩发生的总蠕应变平均占瞬态应变值的比例较低,其总体蠕变特性不明显,但稳态阶段的径向蠕应变率平均值是轴向蠕应变率平均值的3.6倍。细砂岩初期蠕应变量及稳态阶段蠕应变量随加载应力水平提高而增加,证明其粘性流动度呈递增趋势。     

松软厚煤层异型开切眼新型预应力锚注支护研究与应用

普通水泥基浆液加固煤体由于其自收缩常造成浆煤界面松弛及充填空隙,以综放厚煤层异型开切眼松软煤体加固为工程背景,提出基于预应力锚和自应力注的松软煤体锚注加固方法。基于该新型预应力锚注加固煤体原理分析,对比研究普通硅酸盐水泥和超细硅酸盐水泥的基本性能,为自应力浆液原材料的选取提供依据;通过浆液纵向自由膨胀率试验获得自应力浆液的最佳膨胀剂掺量;进行预制裂隙煤体普通硅质浆液和硅质自应力浆液加固试验,对比分析自应力浆液加固煤体的力学性能优势和破坏特征;通过数值模拟和现场监测分析新型预应力锚注加固异型开切眼的有效性。结果表明:通过浆液结石体的膨胀应力和注浆锚杆的轴向约束应力,能够使松软破碎煤体处于准三维的受力状态,实现了其强化与损伤修复;超细硅酸盐水泥浆液由于流动性更大、结石体强度更高而更能满足自应力浆液的加固要求;随着膨胀剂掺量增大,水泥浆液最大纵向膨胀率呈先增大后减小的趋势,自应力浆液的最佳膨胀剂掺量为10%;约束条件下自应力浆液加固煤体的峰值强度比普通浆液加固煤体提高4.6%,说明自应力浆液加固裂隙煤体的效果优于普通浆液;普通浆液和自应力浆液加固煤样初始宏观裂纹均出现在浆煤界面处,最终破坏形...     

变骨料混凝土与风化片麻岩的强度关系研究

制备不同水灰比的水泥砂浆试件、不同配合比的掺煤渣水泥砂浆试件、不同置入方式的掺铁丝水泥砂浆试件、不同掺入量的掺玻璃纤维水泥砂浆试件以及风化片麻岩试件,试验得到了其单轴抗压强度等力学指标。泰山区域的片麻岩试样分别隶属于未风化、中等风化、强风化和全风化4种风化程度。掺骨料水泥砂浆试件的强度不能达到中等风化程度片麻岩的强度,掺煤渣水泥砂浆不能作为强风化或全风化片麻岩的强度置换材料。掺铁丝七组和掺玻璃纤维六组水泥砂浆试件的抗压强度超过了20MPa,是强风化或全风化片麻岩地基处理的理想置换材料,尤其掺铁丝E组水泥砂浆试件的铁丝掺量、横/竖铁丝置入方式及其对应的基准配合比(C:S:W)1.00:3.95:0.68是推荐的,掺玻璃纤维D、E组水泥砂浆试件的玻璃纤维掺入质量比0、2‰和4‰及其对应的基准配合比1.00:4.29:0.74和1.00:3.95:0.68是科学合理的。注入掺骨料水泥砂浆是提高风化片麻岩地基工程稳定性的有效途径,亦是合理的地基置换材料,变形控制是风化片麻岩建筑地基设计时需要重点考虑的因素。     

准备巷道围岩结构稳定性分析

本文针对准备巷道围岩的结构特点，建立岩体大变形塑性应变软化模型计算并分析其稳定性特征，表明围岩结构组成型式及软弱结构的存在对准备巷道整体稳定性起关键作用。     

高等工程教育毕业设计教学改革与思考

工程教育是我国高等教育中的重要组成部分,随着社会经济和科学技术的大发展,社会对工程技术人才的培养提出了更高的要求。本文针对我国当前工程教育的现状,分析了工程教育的特征以及专业认证对专业教学提出的新要求,结合自身教学实践经验,对未来工程类专业教学改革进行了有意义的探索和研究,以期为专业认证下的工程类高等教育人才培养提供参考。     

地质雷达探测标志层分析断层带落差的实例研究

准确判定断层特征参数对地下工程的施工与维护具有一定的工程地质意义，对断层带总落差的明确分析更具实用价值。本文分析了地质雷达方法在一定条件下，通过探测标志层位置进而间接得到复杂断层带的总落差是可行的，实例证明，地质雷达综合结果的误差仅为5．6％。     

岩石破坏机理及节理裂隙分布尺度效应的非线性动力学分析与应用

通过MTS系统、扫描电镜和光学电子显微镜等岩石力学实验研究，抽象出砂岩全应力一应变实验曲线的3种典型形态，从断裂损伤角度探讨了岩石节理裂隙微观、细观和宏观破坏的机理联系。提出了圆与正方形相耦合的分形维数计算方法和相空间重构时滞判定的功率谱分析法，将该方法应用于岩石节理裂隙分布尺度效应研究和混沌动力学评价TDS准则的建立；同时，补充了非线性动力学研究的基础理论与方法。运用分形理论分析砂岩跨越尺度界限的微、细、宏观节理裂隙分布特征，得到了砂岩节理裂隙分布的无标度区域，为解决岩石断裂机理的尺度效应问题提供了可行途径。在无标度区域建立了定量描述岩体结构的节理裂隙分布（条数）预测模型，并将该预测模型应用于岩石破坏机理的离散单元法研究。通过岩石力学实验建立了混沌动力学评价岩石节理裂隙系统破坏的TDS准则数学模型，在一定程度上克服了Wolf方法判定混沌动力学指标鲁棒性较差的局限。提出岩石全应力-应变曲线的二分法原则，应用混沌动力学评价TDS准则定性研究了砂岩全应力-应变曲线的分段特征，运用Kolmogorov熵理论实现了岩石节理裂隙贯通与否的定量判别，并尝试应用于岩石强度准则的研究。基于断裂力学理论及能量余法建立坚硬顶板及三维顺层滑坡系统的运动方程，运用混沌动力学评价TDS准则分析运动方程的稳定性，得到了资源开采活动对坚硬顶板系统稳定性的扰动规律和三维顺层滑坡体阻尼敏感的系统效应。混沌动力学理论与3DEC反演建模相结合，研究坚硬顶板运动的阶段特征，由此可以控制坚硬顶板从冲击性整体运动向周期性分段运动转化，并实现对其运动状态的短时预测。将混沌动力学评价TDS准则应用于现场顺层滑坡的稳定性评价，得到阶段Kolmogorov熵值的升高是滑坡体稳定性状态突变时机及临界状态预测的关键，证明了从能量角度分析与预测滑坡系统运动状态这一方法是可行的。     

饱和嵌入维数确定最大Lyapunov指数的准则探讨

基于对大量砂岩试样裂隙系统的MTS全应力–应变时间序列的非线性动力学分析,构造单位阶跃函数并引入到最大Lyapunov指数LE1的判别模型中,建立了确定LE1的新准则。新准则充分考虑LE1-m关系中普遍存在的阶跃现象,更符合确定LE1的理论条件。新准则确定的LE1与传统准则的解释结果比较,偏离幅度巨大,使得对系统稳定性程度的混沌判别结果迥异,并且LE1的正负号会因此改变,导致对系统所处状态的定性评价不同。研究成果在一定程度上克服了传统准则确定LE1鲁棒性较差的缺陷,对混沌动力学基础研究具有一定的理论意义。