摘要：针对冲击地压导致锚杆及其构件失效问题，设计了一种增加叠片吸能构件的新型锚杆。为研究新型叠片式吸能锚杆在动态冲击条件下的吸能和抗冲击特性，通过动态冲击试验和数值模拟比较了新型叠片式吸能锚杆与普通高强度锚杆在不同冲击能量下的性能。结果表明：引入叠片可显著降低锚杆顶部紧固端和锚杆尾部螺母处的冲击力和应变量，有效降低锚杆在冲击载荷下的变形程度，提高新型锚杆在冲击载荷下的结构完整性；冲击能量在30 kJ以下时，叠片均作为主要吸能部件吸收大部分冲击能量，引入叠片有效增强了新型锚杆吸能和抗冲击能力。

摘要：随着煤矿开采深度的增加,敞开式TBM应用于深部煤矿巷道施工时遇到的不良地质问题逐渐突出。为了使敞开式TBM在深部巷道中安全、高效地施工,需要对敞开式TBM机型做出针对性设计,以应对断层及破碎带、高地应力、高地温、瓦斯突出等不良地质环境。断层及破碎带敞开式TBM配置超前钻注一体机1台、相互独立的锚杆钻机4台,可以有效地进行超前地质钻探及对破碎围岩进行加固;高地温环境下内/外循环水冷却系统、刀盘增加喷水嘴等设计可降低作业施工环境温度;对于其他不良地质环境均做出针对性设计。敞开式TBM针对性设计可以提高工作效率、降低施工成本、加快施工进度,在深部巷道不良地质施工中取得良好成果,并为其他类似工程提供借鉴和指导。

摘要：为达到优化胶合模板支撑体系,节约胶合模板施工成本的目的,根据胶合模板支撑体系特点,结合优化理论提出胶合模板体系优化模型,以施工成本最低为目标,各支撑杆件承载力为约束条件,根据楼板尺寸,合理计算主、次肋及支撑间距.优化结果表明:传统的模板支撑体系设计过于保守,且没有考虑楼板尺寸对支撑体系设计的影响,胶合模板体系优化模型可以根据实际情况,合理选择支撑类型、优化设计支撑间距,可达到节约施工成本的目的.同时,开发了模板优化设计软件,使复杂的模板优化设计过程变得简单易操作,大大提高了设计者的工作效率,并与BIM技术相结合,利用BIM技术3D可视化、施工模拟等优势解决了设计图纸复杂,设计交底困难等问题,实现胶合模板设计、施工、管理的一体化.

摘要：工程用水泥基复合材料(ECC)与玻璃纤维增强复合材料(GFRP)协同工作可以有效提高结构的耐久性,但关于它们在冻融循环作用下的粘结耐久性能研究较少.通过设计9组共计42个试件,并采用快冻法研究了75次冻融循环后ECC材料与普通混凝土的质量损失率、横向相对动弹性模量及ECC与GFRP筋粘结强度的变化情况,并对试件粘结滑移曲线进行对比分析.结果表明,ECC材料的抗冻性能明显优于普通混凝土,同时75次冻融循环后,强度等级为C30与C50的ECC与GFRP筋的粘结强度分别为普通C30混凝土与GFRP筋粘结强度的3.0倍及4.3倍;将拉拔试验结果与目前国内外广泛应用的mBPE模型、CMR模型和连续曲线模型进行拟合对比,得到了mBPE模型及CMR模型相应的拟合参数和拟合相关系数,并发现CMR模型的拟合预测效果更好.

摘要：为研究某城市地下小型采空区的岩层稳定性,采用三维相似模型方法,对城市潜在地质灾害问题进行了超载破坏试验研究。根据相似模拟理论,以中粗河砂为骨料配置了相似材料,采用砌筑法建立了相似模型。对岩层进行逐级竖向加载至破坏,同时监测了地表位移、矿柱和岩层顶板的应变变化,并采用内窥镜拍摄了顶板和矿柱的破坏演变过程。计算分析了岩层表面的位移、曲率变形、顶板的应变,及矿柱的破坏随荷载增加的变化曲线。综合几个方面来分析岩层的稳定性。试验结果表明:①岩层表面荷载小于2MPa时,岩层表面变形很小,属于稳定状态;2MPa后岩层变形呈随荷载迅速增大的状态,并表现出明显的不均匀变形特征。②岩层表面荷载不超过1.2MPa时,顶板应变处于线性小变形阶段,属于稳定阶段;而后顶板应变随岩层表面荷载迅速增加,当荷载增大到5MPa时,应变曲线上出现明显的拐点,顶板开始出现破坏现象。③根据影像记录,顶板先于矿柱出现受拉裂缝破坏,而后矿柱出现剪切破坏现象。因此,未来的破坏模式必将是顶板先于矿柱出现拉裂缝破坏现象,所以要从防止顶板拉裂的角度来控制岩层的稳定性。综上所述,最终确定岩层表面瞬时荷载为1.2MPa,并且在未来的开发设计中,应充分考虑该区域岩层因存在地下不规则采空区而导致的不均匀变形问题。

摘要：裂隙岩体冻胀现象在富水岩层冻结工程中普遍存在,冻胀力易使得岩体裂隙尖端应力集中而产生新的微裂纹,微裂纹扩展贯通导致岩体发生不同程度破坏。为揭示裂隙岩体冻融损伤演化机制,探究以冻胀力驱动下的岩体裂隙扩展规律,利用超薄型电阻式压力传感器、温度传感器、低温恒温箱组成的冻胀力测试系统对不同冻结速率、不同裂隙尺寸、倾角以及不同边界条件下红砂岩贯通裂隙中的冻胀力进行测试,分析了贯通裂隙中冻胀力演化规律、冻胀劣化机制以及冻胀破坏模式。结果表明:含贯通裂隙试样典型冻胀力演化过程分为初始冻结阶段、迅速上升阶段、卸荷阶段、维持阶段、消散阶段;冻胀作用使得贯通裂隙端部附近出现明显裂纹扩展现象,试样整体呈竖向张拉破坏;贯通裂隙最大冻胀力随隙宽呈单指数函数增长、与温度成线性正相关;冻结过程中,试样边界条件对裂隙冻胀力影响显著,刚性约束边界条件下最大冻胀力达到1.27 MPa,融化过程中,不同边界条件对应不同冻胀力跌落现象;低温条件下贯通裂隙红砂岩冻胀力变化特征与冻胀过程中声发射能量变化规律一致,充分验证了冻胀力对贯通裂隙岩体的损伤劣化作用。研究成果可为裂隙岩体冻胀力理论计算与数值分析、冻融损伤机制、冰-岩耦合特性以及煤矿立井冻结壁设计等提供参考。

摘要：为解决极软岩巷道交岔点支护问题,结合钢管混凝土支架和极软岩巷道围岩的力学特性,分析了钢管混凝土支架控制极软岩巷道变形的机理。对查干淖尔一号井井底车场中3个极软岩巷道交岔点支护问题采用了工程类比法进行分析,结果认为:若能充分发挥钢管混凝土的结构优势,采用"194 mm×10 mm钢管混凝土支架+钢筋网+400 mm厚混凝土喷层"的支护方案可有效控制3个极软岩巷道交岔点的围岩变形。因此,设计了适用于极软岩巷道交岔点的钢管混凝土支架结构形式:极软岩巷道交叉点钢管混凝土支架,采用由支撑架和"C"形异形支架组成的组合结构。提出了查干淖尔煤矿井底车场3个交岔点的支护方案,并进行现场支护试验。现场支护试验证明:巷道交岔点支护2 a后,收敛量小于100 mm,巷道稳定性良好。

摘要：短延时微差起爆时间的精确识别,对复杂环境下隧道爆破优化设计和减振控制具有重要意义.针对经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)识别方法和希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform)识别方法存在的模态混叠和识别精度低的缺陷,提出了基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的延迟识别方法.分别采用VMD识别法、HHT识别法和EMD识别法对八达岭长城站爆破实测振动信号进行处理.结果表明:在短延时爆破识别中,HHT法的识别结果波峰杂乱,无法精确找到起爆时间;VMD法和EMD法的识别率随着雷管延时的增加而增加;延时低于20 ms时,EMD法的识别率约为VMD法的3/4,延时高于20 ms时,两种方法识别率都在80%以上,以上结果表明VMD法在短延时爆破的优化设计中具有一定的参考价值.

摘要：考虑流变特性,将巷道围岩分为弹性区、塑性硬化区、塑性软化区和塑性流动区,并考虑围岩峰前应变硬化、峰后应变软化、扩容特性及中间主应力的影响;基于Drucker-Prager准则推导了各分区应力、位移和半径的封闭解析解,然后以实例为基础分析了围岩变形的影响因素。研究结果表明:中间主应力和围岩流变特性对巷道围岩位移和塑性区的大小均具有重要影响且中间主应力表现出强烈的区间性,在一定范围内提高中间主应力能够有效的控制巷道变形和塑性区的扩展。理论研究及工程实际中,若忽视围岩流变特性则无形中"高估"了围岩岩性,不利于巷道长期稳定性评估及支护设计参数的确定;合理运用中间主应力的Drucker-Prager准则,较Mohr-Coulumb准则更能保证工程实践的安全性。研究结果可为巷道围岩相关理论研究和工程设计提供借鉴。

摘要：软岩信息的管理和共享是软岩工程技术中急待解决的问题,本文应用信息技术和网络技术开发了中国软岩煤矿网络地理信息系统,使庞杂浩瀚的软岩信息的管理和共享成为可能.该系统是一个运用基于组件式服务器扩展技术实现的WebGIS系统.设计并实现了软岩矿井信息库来组织管理软岩矿井信息,使用COM组件技术开发了GIS服务器组件支持软岩空间数据(地图)的网络交互操作和矿井信息的查询,使用ASP技术进行了系统集成.该系统初步实现了软岩空间信息的展示及交互操作,软岩属性信息的查询和分析.文中工程实例的分析展示了系统的广阔应用前景.