摘要：煤矿巷道支护以锚杆支护为主要形式,锚固缺陷是影响锚杆支护质量的一个重要因素.为了提高声波法检测锚杆锚固缺陷的可靠性,利用自行设计制作的锚杆锚固质量无损检测实验系统对锚固系统无缺陷和含有若干缺陷的情况进行了检测.在使用经验模态分解方法对无损检测信号进行预处理的基础上,利用多尺度熵方法对重构的无损检测信号进行了深入分析,通过比较发现含缺陷锚固系统无损检测信号的多尺度熵值在绝大多数尺度上要比无缺陷锚固系统的大,说明含缺陷锚固系统无损检测信号的复杂度高.缺陷数目的增加导致各个尺度下的检测信号的多尺度熵值均增大,说明检测信号的复杂度和缺陷数目之间存在着明确的对应关系.研究结果揭示了锚杆锚固系统的内部结构特征影响检测信号复杂度的机制,为锚杆锚固质量的定量评价提供了一种有效的方法.

摘要：为了探索无煤柱自成巷开采条件下"短臂梁"顶板结构及变形特征,建立了顶板变形计算模型,运用能量理论与位移变分方法对顶板变形及其影响因素进行了分析.结果表明:留巷宽度、断裂岩块回转运动对顶板变形影响较为显著;而巷内锚索支护、临时支护对顶板变形控制作用有限.顶板变形的主要影响因素按其影响程度由大到小依次为:留巷宽度、岩体泊松比、断裂岩块回转角度、岩体弹性模量、临时支护强度、锚索支护强度.据此提出应严格控制留巷宽度,合理设计顶板切缝高度的围岩控制思路,可降低上覆岩层断裂岩块回转下沉空间,减小"短臂梁"顶板变形,有利于提高巷道稳定性.

摘要：建井期间平巷掘进工作面局部降温系统多采用非保温风筒长距离输送冷风的方法,输送距离可达600 m。由于距离长输送过程中的冷量损失占总制冷量的比重较大,是影响降温系统投资、设计、运行管理的关键因素。为解决该项冷量损失的计算问题,针对建井期间水平巷道的掘进与通风系统尚未贯通的特点,基于风筒内、外风流及风流与围岩间热能的输运与守恒关系,构建了风筒内、外风流温度场的微分方程组;并将巷道内随通风时长变化的不稳定换热系数解析为沿巷道长度变化的空间分布函数,通过数值计算得到了风筒内外温度场的分布及输送过程中的冷量损失。进一步结合工程案例现场实测的结果,分析了降温系统送风风筒入口风温、通风时间与送风距离、送风量等主要设计参数对风筒、内外风流温度场及输送冷量损失的影响。并通过理论计算对比了该案例在通风时长为0,30,90,120,150 d,送风量为300,330,360 m^(3)/min,送风入口风温为16,18,20℃时系统的运行特征,结果表明围岩与风流的不稳定换热系数随通风时长增加而减小,并在通风90 d左右后基本达到稳定;受不稳定换热系数变化的影响,风筒内风流的温度沿风流方向增加较为明显;风筒外的风流温度变化随通风时间的增长逐渐变得平缓;系统的冷量损失约为制冷量的5%~9%;送风温度每降低2℃,冷量损失平均增大约5%;冷量损失大小与送风距离呈线性正比关系;通风风量每增大10%,冷量损失减小约4.5%。

摘要：为了能够有效识别边坡危险区和准确判断边坡稳定状态,提出了一种基于模糊综合评价法、MSARMA法和FLAC^(3D)的“面—点—面”边坡综合评价方法。首先根据现场边坡岩体的组成和结构特征,总结出滑坡成灾因子,并根据滑坡体特征和采空区时空分布特征划分出离散型和连续型变量的赋值标准;然后,基于模糊数学综合评判原理,对多因素影响域内的高陡边帮稳定性进行综合评价,确定出不稳定区、较不稳定区、较稳定区和稳定区空间区划;最后以不稳定区域的边坡潜在滑动面为计算模型,采用MSARMA方法进行边坡影响因子的敏感性分析,确定出敏感性因子,并用FLAC^(3D)有限差分法进行数值模拟分析。以安太堡露天煤矿为例,划分了其不稳定区域,得出了在渗流和震动等敏感因子下的位移场演变规律。结果表明:天然工况下,边坡X、Y方向最大位移为30cm和41cm;渗流工况下,西北帮边坡X、Y方向最大位移分别为45cm和70cm;在地震作用下,北边帮和西边帮底部点的位移变化较小,顶部点的位移较大。在上述分析的基础上,根据数值模拟分析结果提出了不稳定区域边坡加固及监测的设计方案,确保了边坡的整体稳定性。所提出的边坡综合评价方法可为类似高陡岩质边坡稳定性分析提供参考。

摘要：针对浅埋薄煤层沿空留巷在工作面回采后垮落带内顶板不易垮落、沿空巷道动压显现剧烈的关键问题,通过关键理论分析、数值模拟、现场工程地质条件分析等手段,对浅埋深、薄煤层、破碎顶板条件下的切顶成巷技术开展研究,并在该条件下的禾草沟二号煤矿1105工作面回风顺槽进行现场应用。通过数值模拟,对比分析了切顶不充分和切顶充分时沿空巷道围岩应力分布及巷道围岩位移,结果表明：切顶充分时,采空区顶板对沿空巷道顶板动压影响大大减弱,巷道围岩变形较小,能够保证留巷效果。根据禾草沟二号煤矿浅埋、破碎顶板开采顶板运动模式和矿压显现特征,确定了切缝角度和恒阻锚索支护等关键参数,为浅埋、破碎顶板切顶卸压自动成巷的成功应用奠定基础,提出了切顶卸压自动成巷的预裂爆破参数设计、自动成巷支护技术;通过对禾草沟二号煤矿1105工作面回风顺槽留巷的工程地质条件分析,运用切顶成巷技术原理进行了留巷设计,并应用到现场,取得较好的应用效果。

摘要：破碎矸石在压缩过程中的侧压系数是固体充填沿空留巷工作面巷旁支护体设计的关键参数。然而以往研究中大多使用经验参数,与现场实际情况差别较大。基于此,本文在破碎矸石压缩试验的基础上,采用颗粒流数值模拟软件,通过三维扫描重构矸石颗粒并建立数值模型,确定破碎矸石颗粒流细观参数,并研究颗粒级配、加载速率对破碎矸石压实特性和侧压系数的影响规律。结果表明:破碎矸石压实过程可分为初始压密阶段、承载能力增长阶段和应力-应变线性阶段3个阶段;破碎矸石侧压系数随着压实的不同阶段不断增长,在应力-应变线性阶段趋于稳定,稳定值在0.35~0.40;加载速率增高,能够提高破碎矸石早期承载能力,同时降低早期侧压系数,但在应力-应变线性阶段加载速率对破碎矸石压实特性影响较小;矸石颗粒级配中粒径较高时,矸石轴向承载能力降低,同时侧压系数降低。研究成果可为充填开采无煤柱沿空留巷参数设计提供理论依据。

摘要：对列车运行过程中的实测振动响应数据进行分析,设计卷积神经网络结构,基于不同标签数据开展网络训练,进行损伤特征提取,实现长期、快速的高铁车轮损伤识别.由于卷积神经网络的黑箱特性,较难理解其损伤识别机理,借助梯度上升方法对卷积神经网络的卷积核进行可视化,通过互功率谱密度对卷积核的响应进行分析寻求特征提取的物理解释.最终将识别结果与深度神经网络、循环神经网络结果对比,卷积神经网络识别精度较高,损伤识别平均正确率达99.40%,精度提高幅度约6%.且卷积神经网络训练参数量较少,在高铁车轮损伤识别方面具有轻型高效的特点.

摘要：为了研究季节冻土层对冻土墙温度场的影响,基于相似理论开展了季节冻土层影响下冻土墙温度场模型试验.通过水平冻结管形成季节冻土层,竖向冻结管冻结基坑侧壁土体,进行了6种度条件下季节冻土层温的温度场试验.使用无量纲非线性回归公式对试验结果进行了分析,并推导了季节冻土层作用下冻土墙的厚度扩展速度公式和交圈时间公式.结果表明,季节冻土层温度为-12℃,-3℃和无季节冻土层时冻土墙交圈时间分别为10.2,17.5和21 h,而从交圈到达到设计冻土墙厚度的时间分别为12.8,14.3和24.1 h.说明季节冻土层对减少冻土墙的交圈时间和增加交圈后冻土墙的厚度扩展速度都起到了有利作用.回归系数与季节冻土层温度之间具有明显的规律性,能够合理反应和解释试验现象.

摘要：冻结法凿井施工后冻结壁解冻会导致地层融沉,与之相关的冻融土与井壁结构相互作用问题是深立井井壁受力与安全评价需要考虑的关键因素之一。然而,目前针对高压冻融土-结构接触面力学性状研究尚缺乏专用的试验仪器。本文即在DRS-1高压直残剪试验系统的基础上,设计制作了可控温土样剪切盒,实现了高压条件下土样冻结与融化过程中压力和温度的精准控制,成功研制了适用冻融土-结构接触面的高压直残剪试验系统,并进行了初步的直剪试验。试验结果表明,所研制的试验系统可靠,试验过程控制及结果数据准确;试验得到法向压力和解冻程度是冻融土-结构接触面剪切峰值强度的2个主要影响因素,剪切峰值强度随法向压力的增大显著增加,而随着解冻程度的加深逐渐降低。在试验条件下,土样仅经过一次冻融其对接触面剪切强度存在影响,但并不明显。

摘要：为研究聚四氟乙烯(PTFE)膜材的黏弹性本构关系,进行了蠕变试验和应力松弛试验,考虑了初始拉伸速率、初始应力对于PTFE膜材黏弹性性能的影响,并采用常用的黏弹性本构关系模型对试验数据进行了拟合,分析了应力松弛和蠕变之间的相互转化关系。研究表明:PTFE膜材具有明显的黏弹性性能,在设计中应予以考虑;初始应力对膜材料的黏弹性性能影响明显,初始应力越大,黏弹性越明显,而初始拉伸速率的影响相对较小;五元件广义Kelvin模型、Burgers模型、分指数模型能够较好地预测膜材料的蠕变黏弹性性能,而基于金属材料的蠕变-应力松弛转化关系不能直接用于分析PTFE膜材的黏弹性转化关系。