摘要：为了研究不同截割厚度和截线距对镐型截齿截割力和截割比能耗的影响,基于TRW-3000真三轴电液伺服测试系统及自主设计的创新型截齿加载平台,对炭质板岩和流纹质碎屑岩试样进行了室内直线截割试验。试验结果表明:截齿破岩呈现4种破坏模式,两相邻截齿之间存在显著的协同作用。平均截割力随截割厚度和截线距的增大呈线性增大。随着截割厚度的增大,截割比能耗呈幂函数减小;随着截线距和截割厚度的比值的增大,截割比能耗先减小后增大,且存在一个最小比能耗,即最优值,最优截割比能耗远小于无截槽影响的比能耗,此时截线距和截割厚度的比值为2或3。利用室内试验结论优化了悬臂式掘进机截割头上的截齿布置,并运用到掘进机非爆掘进现场工业试验,大幅提高了掘进效率并降低了掘进成本。

摘要：为深入探讨岩石在张拉作用下破裂的声发射特性,设计了一种膨胀剂扩张破裂的声发射实验,详细分析了花岗岩、大理岩和红砂岩声发射信号的特征参数及P波初动极性.实验结果表明:声发射信号的累积计数和能量在三种岩石试样宏观开裂时均呈指数增长;花岗岩、大理岩和红纱岩试样声发射信号的中心频率分别主要集中在100~300 kHz、200~400 kHz、200~500 kHz;花岗岩低频率事件占比最多,大理岩高频率事件占比较多,而红砂岩高频事件占比最多,三种岩样膨胀力荷载后期低中心频率声发射信号增多,说明大尺度破裂增加;三种岩样声发射信号的RA主要集中在0~1.9之间,大理岩和红砂岩AF值主要集中在50~100 kHz之间,花岗岩AF值主要集中在200~250 kHz之间,RA-AF的分布特性表明,实验中岩样主要以张拉破坏为主;通过P波初动极性分析法,获得各岩样声发射信号的初动极性,结果显示,花岗岩、大理岩和红砂岩分别有77.82%、79.5%和87.42%的T-型破裂源,花岗岩、大理岩几乎不产生S-型破裂源,而红砂岩因为天然节理裂隙较多,有9.93%的S-型破裂源.RA-AF分布分析和p波初动极性分析都是统计分析法,可以定性描述岩石破裂类型.

摘要：研究岩石区间非定值强度问题以期适应实验室试验有限性、随机性的特点,以此反映岩石强度参数取值的区间性特征及可能性分布。首先,提出了岩石的抗压区间强度、抗拉区间强度的概念;其次,基于区间分析、未确知数学理论,结合实验室实际,给出了区间强度的求解方法,并提出了区间内不同强度代表值的可信度确定方法,有利于工程计算时强度参数的选取。最后,通过小样本和大样本的分析比较,对本文方法的合理性进行了验证。小样本研究表明,取可信度为95%时,岩石抗压、抗拉强度代表值小于常规均值计算得到的值,且常规均值计算求取的岩石抗压、抗拉强度代表值可信度在65%左右,可见通过常规均值计算的结果是偏危险的;将某矿山砂岩的320个试样(大样本)随机分成64组,每组5个试样(小样本),研究发现,320个岩样强度呈正态分布,把平均值238.17 MPa作为该区域砂岩的名义值,64个传统均值有32个的取值的大于名义值,证明小样本下(5个样本),用传统均值代表岩石强度其保证率为50%;64个区间强度有55个包含名义值,准确率为86%,且另外6个区间强度上限值均小于名义值,可见用区间强度代表岩石强度的保证率为95%。区间强度较传统均值更充分地表达了岩石强度的信息,完善了岩石强度参数确定方法,为实际工程设计施工、强度校核及可靠性研究中岩石强度参数的取值提供一条新途径。

摘要：针对软弱质岩石环境下的隧道围岩变形机制,建立基于围岩变形失稳控制的极限状态方程。为了研究其相应的可靠度逆向问题即在已知目标失稳概率条件下,反求工程参数以确保满足预先规定的可靠度水平,引入逆向可靠度方法并归纳其具体的计算实施流程。采用该方法验证其在岩石隧道可靠度逆向分析过程中待求工程参数的计算精度和效率,分析待求工程参数在不同初值条件下对计算结果的影响。在此基础上,考虑不同水平的目标失稳概率,通过该方法开展基于围岩变形准则的岩石隧道稳定性设计。研究结果表明:逆向可靠度方法对于待求工程参数能以较高效率获得满意的计算结果,且其初值选取不会影响该方法求解的准确性,仅对其收敛速度有一定影响;利用逆向可靠度方法可方便调控待求工程参数值,为岩石隧道工程设计提供参考依据。

摘要：在微差爆破工程中,由于所使用的普通延期雷管存在延期误差,设计或选择的延期微差时间往往与实际的有较大出入,影响了微差爆破的效果。确定微差爆破的实际微差延迟时间对优化微差爆破效果、降低爆破地震效应具有重要意义。基于小波变换的时-能密度法具有突出被分析信号能量突变的特点,通过分析监测到的爆破振动信号不同频带的能量随时间的分布情况,能有效地识别出微差爆破中各段雷管的起爆时刻,进而可以确定爆破中所用雷管的实际延期时间,较好地解决上述问题。以某地下工程的微差爆破振动信号进行时-能密度分析为例,对本方法的有效性作了检验。本方法亦可用于分析爆破振动信号在传播过程中能量随时间的衰减规律,对综合研究爆破机理和爆破地震波有指导意义。

摘要：以某铜矿为例,简介无间柱连续采矿法。提出了基于MCS-ANN-FEM的改进的有限元Monte-Carlo法。通过无间柱连续采矿凿岩硐室点柱的强度和应力的计算,建立可靠性分析的隐式极限状态方程,然后运用基于MCS-ANN-FEM的改进的有限元Monte-Carlo分析方法,对点柱进行全面的可靠性分析和设计。

摘要：在微差爆破工程中,用干扰降震法实现爆破震动灾害主动控制的关键在于确定合理的微差延期时间。由于所使用的普通雷管存在延期误差,设计或选择的延期微差时间往往与实际的有较大出入,影响了微差爆破的效果和顺利实施。确定微差爆破中的实际微差延迟时间对优化微差爆破效果、降低爆破地震效应具有很大的现实意义。用基于小波分析的时能密度法以及信号时-频域转换技术,从实测微差爆破震动信号中分离出各分段震波,通过比较各分段震波在不同延期时间下的叠加效果,得到了微差爆破的较优微差延期时间,实现了爆破震动灾害主动控制。该方法对研究爆破震动效应及其灾害的控制,具有较高的理论和应用价值,为系统开展爆破震动危害控制和预测研究奠定了理论和技术基础。

摘要：针对在山坡上特别是在高差较大的斜山坡这种复杂场地上建造大体量建筑时,结构设计难度大、基础处理困难的问题,分析了在斜山坡上建造大体量建筑时所应选择的基础形式,研究了该基础的设计及施工方法,分析了设计嵌岩桩长度时必需考虑桩端应力扩散在允许范围内,嵌岩桩的分类、埋置深度、嵌岩桩承载力计算方法;此外,研究了人工挖孔嵌岩桩的桩径、扩大头尺寸、护壁、桩帽和地拉梁的设计,对施工及不良地质的处理提出了具体建议。研究结果表明:采用嵌岩桩基础是一种经济合理、切实可行的基础形式;场地、地基、基础与上部结构协调设计、计算、共同工作,形成多层次的空间稳定结构体系。

摘要：在岩爆发生和烈度分级预测的距离判别分析模型的基础上,结合地下工程岩爆的特点和Bayes判别分析理论,提出了地下工程岩爆发生及烈度分级预测的Bayes判别分析方法。综合分析影响岩爆主要因素,选取最大切向应力σθ、岩石抗压强度σc、岩石抗拉强度σt和弹性能量指数Wet作为判别因子建立岩爆预测的Bayes判别分析模型,并利用回代估计法对误判概率进行估计。利用国内外一些重大深部地下工程实例作为学习的样本进行训练建模,经过训练后的模型回判估计的误判率为0。利用该模型对国内3处典型的隧道岩爆情况进行预测,结果与实际情况符合得很好。研究结果表明,Bayes判别模型在岩爆发生可能性及烈度分级预测中具有良好的适用性和有效性。

摘要：以自行研发的后控式SYYG65型水力凿岩机冲击系统为研究对象,在Matlab中应用SimHydraulics工具箱,建立水力凿岩机冲击系统动态仿真模型,实现流体/机械的混合仿真。建模过程不考虑系统运行状态的转换,简单有效地实现了活塞和阀芯在水压力作用下的耦合计算。在泵供水流量为120 L/min,减压阀卸荷压力为16 MPa时,对系统进行仿真计算,获得了在此条件下冲击机构运动与活塞前后腔压力变化典型曲线,并与实测结果进行比较。同时,运用这一动态仿真模型对蓄能器参数进行优化计算。研究结果表明:在有效容积为0.24～0.27 L和充气压力为5.00～5.75 MPa的最优工作参数下,SYYG65型水力凿岩机冲击系统能量利用率有显著提高。该SimHydraulics仿真模型对水力凿岩机冲击系统参数设计和优化匹配研究是有效的。