摘要：针对高密度比多相流体模拟中存在的相间密度计算误差问题及产生的不合理对流运动模拟效果,提出一种基于体积通量无散度的隐式流体压强求解方法.首先,分析传统多相流模拟方法产生密度近似误差的原因;其次,提出“体积-压缩率”的关联计算方式,构建流体压缩率与压强间的线性关系;再次,分别设计恒定体积求解器和体积通量无散度求解器,以实现多相流模拟过程中流体体积的不可压缩性和速度场的无散度特性.为验证所提方法性能,以流体模拟方法DFSPH为对比对象,分别以模拟效果合理性、数值计算稳定性与收敛性为定性和定量评估指标,依次开展两相溃坝、热对流等多相流交互实验.结果表明,该方法能够实现高效、稳定的多相流交互模拟视觉效果,在同等多相流条件下较DFSPH方法耗费更少计算时间实现收敛,在各种复杂模拟场景中均具有良好的健壮性、有效性和可扩展性,尤其适用于高密度比流体交互模拟.

摘要：为了满足温室结构的建设需要,提出了一种楔形箱型矩管柱与H形钢梁连接节点构造型式,并对该种节点的抗震性能进行研究。利用ANSYS对该节点进行了往复荷载作用下的有限元模拟分析,讨论了钢梁翼缘、腹板厚度及矩管柱壁厚对钢节点抗震性能的影响。结果表明,楔形箱型节点在往复荷载作用下梁端塑性铰位置向跨中偏移,保证了"强柱弱梁、强节点弱构件"设计理念的实现。累积耗能比传统的外联板式节点高出25.40%,比内隔板式节点减少20.46%,滞回曲线相对饱满,体现了良好的抗震性能。同时,梁翼缘和腹板的厚度及楔形箱形截面宽度变化率对于节点的抗震性能有较大的影响,建议实际工程中截面宽度变化率取1:4。计算结果表明该节点具有良好的抗震性能。

摘要：针对我国煤矿冲击地压的防治现状,对煤矿冲击地压防治体系中的几个关键问题进行了探讨,得到以下主要结论:从灾害控制的角度界定了冲击地压与矿震及其相互关系,通过主导力源与煤层-围岩结构的分类组合,提出了32类冲击地压和5类矿震的分类,明确了冲击地压以消除灾害为治理目标,而矿震则需要根据致灾程度分级治理;提出并量化了基础应力影响指数、附加应力影响指数、冲击倾向性影响指数和支护强度影响指数4项冲击危险性评价指标,设计了包含应力条件、冲击倾向性条件和支护条件的冲击危险性多参量耦合评价方法;探讨了震动场、应力场和位移场3级冲击危险监测预警机理,提出了单参量特殊预警与多参量常规预警相结合的预警机制,设计了掘进影响区、回采影响区和不受采掘影响区的分区联合监测方法;根据多元评价指标中降低各因素冲击危险性的要求,提出了“低应力”“低扰动”“低倾向”“强支护”的冲击地压防治路线,设计了基于应力和围岩结构分类的局部卸压和解危措施的组合技术;针对矿震诱发井下冲击地压和地面震动损害的动力灾害,将此类灾害的治理等级划分为预防治理、对症治理和源头治理3级,设计了源头减震、分类治灾、卸压抗震的多级防控技术体系。

摘要：碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer composite,CFRP)拉索具有轻质高强特性和优异的耐腐蚀疲劳性能,可替代钢拉索应用于桥梁结构中以应对桥梁更大跨度、更恶劣服役环境的需求。然而,CFRP拉索较差的抗低速冲击性能导致其在服役期间面临车辆、落石等撞击的威胁。为全面了解CFRP的抗冲击性能,促进CFRP拉索在工程结构中的应用,本文对CFRP及其拉索的基础动态力学性能、冲击响应及损伤失效研究现状进行了总结。现有研究表明:CFRP具有应变率敏感性,但CFRP的应变率效应尚不明确,需建立包含全应变率范围的力学性能数据库;CFRP层合板抗冲击性能研究较为全面,然而截面形式差异、较大的长细比、轴向应力耦合等因素导致CFRP层合板的研究结论不能完全适用于CFRP拉索;现有研究停留在冲击能量、锚固长度及温度对小吨位CFRP拉索抗冲击性能的影响,缺乏对大吨位CFRP拉索抗冲击性能及损伤失效机制的研究;CFRP拉索在车辆撞击下破断时的峰值索力远低于其轴向拉伸破断力,应对拉索进行严格的防撞设计。

摘要：胶结充填体强度设计是充填采矿中影响矿山安全、成本、效益的一个关键环节,其基于理论推导的解析法强度设计理论是一种科学、简便、通用的强度设计方法。为总结目前胶结充填体强度设计解析模型进展,给设计提供参考依据,以胶结充填体三维极限平衡模型为研究对象,归纳出了最新发展的几类代表性模型,列出了这些模型的适用条件、推导流程,并进行了简单分析。在此基础上,提出了一些目前三维解析模型存在的问题,建议在使用三维极限平衡模型进行强度设计时合理考虑采场动荷载、与其他设计方法结合、考虑时间因素。

摘要：采用桨式流变仪研究了不同质量浓度、灰砂比充填料浆在剪切条件下的触变行为,借助量纲齐次性原理,推导并提出了基于量纲分析的触变性预测模型。结果表明:浓度不同的料浆在触变形态上有差异,高浓度料浆剪切应力的波动性更强;触变性与质量浓度和灰砂比均呈非线性正相关,且水泥比尾砂更能引发触变;剪切过程中,表观黏度先急速下降,然后维持平稳,最后急剧上升,但结束瞬间的最终值小于初始值;质量浓度为64%的料浆剪切应力在剪切速率转折点前呈不规则“U”字型,其他组剪切应力基本以剪切速率转折点为中心左右对称。设计实验对预测模型进行验证,结果显示平均误差率为6.2%,且适应性良好。

摘要：环路热管系统的散热性能受充液率、倾斜角、加热功率以及冷却水流量等多种因素影响,且不同因素之间存在交互作用。文中研究设计制造了一套以水为工质的铜质环路热管系统,使用不锈钢丝网组成蒸发器毛细芯。在多组工况下利用该环路热管进行了试验。通过对不同工况下所得各测点温度数据进行分析,得出使环路热管系统散热性能最佳的充液率在50%至60%之间,倾斜角为60°左右。结果表明:加热板功率对环路热管系统的散热性能影响不大;但加热功率较大时,环路热管系统的散热效率会有所下降。冷却水的流量的变化对环路热管性能基本没有影响。通过分析各个因素间相互影响,发现仅热源加热功率与充液率之间有交互作用,但高热源功率下充液率对环路热管系统的影响不显著,其他因素间没有交互作用。

摘要：在同步充填理念指导下,提出了大量放矿同步充填无顶柱留矿采矿方法.区别于传统放矿工艺,新方法属于柔性隔离层下放矿,因此开展多漏斗放矿柔性隔离层界面移动规律及其拉力特性研究具有重要意义.基于相似原理设计制作了试验模型,探讨了隔离层界面移动规律,并对其拉力特性进行了分析.研究结果表明：下降过程中的柔性隔离层曲线整体形态为正弦曲线;各下降深度下的隔离层拉应力在横向上呈正弦函数变化趋势;隔离层波幅及其整体拉伸形变变化规律一致,均呈指数形式增长;隔离层所受最大拉应力点始终为r=±30. 12cm处,且其所受最大拉应力值与下降深度呈指数形式增大.相关力学特性可作为隔离层选材的重要依据.

摘要：为研究深部回采过程中矿柱稳定性影响因素的敏感程度,在保证矿柱安全的前提下,科学设计合理的矿柱宽度至关重要。以黑良山磷矿为研究背景,分析深部回采矿柱承载机理、失稳形式和主要影响因素,运用普氏理论和BIENIAWSKI矿柱强度公式推导方形矿柱的安全系数计算公式。设计基于正交试验的极差分析法对矿柱稳定性影响因素的敏感性进行分析,并研究矿柱安全系数与主要影响因素之间的关系。结合黑良山磷矿工程实例,计算深部开采中矿柱的合理宽度。研究结果表明:对矿柱稳定性影响最显著的因素为矿柱宽度、矿房宽度和矿柱抗压强度;矿柱安全系数随矿柱宽度的增加呈幂函数递增,随矿房宽度的增加呈负指数递减,随矿柱抗压强度的增加呈线性函数递增;验证了所计算的深部开采中矿柱宽度的合理性,可为深部开采中矿柱合理宽度设计提供依据。

摘要：由于尾砂粒径极细,采用传统的胶凝材料来配制尾砂湿喷混凝土时,存在胶凝材料耗量大且湿喷混凝土强度提升不明显的问题,为此,本文提出一种水泥-固废资源(硅粉-粉煤灰-矿渣粉)复合胶凝体系;为研究复合胶凝体系对尾砂湿喷混凝土强度的影响规律并对其配比进行优化,利用Design-Expert软件中的响应面法Box-Behnken优化实验设计,并建立以硅粉、粉煤灰和矿渣粉掺量为变量的多元非线性强度回归模型;同时,构建一种ANN-GA智能算法强度优化模型。研究结果表明:尾砂湿喷混凝土强度不仅受单一因素的影响,而且明显受到双因素交互作用的影响;矿渣粉-粉煤灰掺量交互作用对混凝土强度影响最大,硅粉-粉煤灰掺量交互作用对混凝土强度影响最小。基于Box-Behnken可实现湿喷混凝土配比优化,但精度控制略差;本文构建的ANN-GA智能模型可精确预测湿喷混凝土强度,其平均相对误差为1.91%,拟合优度仅为0.986,利用该模型可实现不同强度等级尾砂湿喷混凝土配比的高精度优化。