摘要：人工冻土的蠕变特性受温度场、水分场、应力场的相互影响,而传统的岩土本构模型未能考虑温度、含水率等因素。为了表达冻土介于理想固体和理想流体之间的某种“勾兑效应”,基于岩土的经验模型,将分数阶导数理论引入其中,建立受水、热、力三场耦合影响的人工冻土分数阶蠕变模型。将西安某煤矿黏土重塑并进行不同温度、含水率的单轴抗压和单轴蠕变试验,得到温度和含水率对冻结重塑黏土强度特性和蠕变特性的影响规律。分析冻结重塑黏土在不同负温、含水率及两种应力等级下的蠕变曲线,得到lg t-lgε曲线的线性关系,进而得出冻结重塑黏土分数阶蠕变模型相关参数与温度、含水率的函数关系。对比分数阶冻土蠕变模型试验值与计算值,发现该模型能够很好地反映冻土在不同应力等级下其蠕变随温度和含水率的变化规律,对指导寒区冻土工程设计与施工具有重要意义。

摘要：深部软岩巷道交岔点稳定性控制是地下开采的难题,采区内巷道交岔点受采动应力作用更易发生变形破坏。针对该问题,依托805工作面下伏西二回风巷道交岔点工程背景进行研究,建立考虑工作面采动集中应力影响的巷道交岔点垂直应力计算式,采用数值计算方法分析不同采动应力集中系数、不同交岔角度下交岔点围岩应力及塑性区分布规律。得知随着采动应力集中系数增大,交岔点岩柱应力集中现象加剧、围岩塑性区发育范围增大、交岔点变形破坏加剧。基于上述分析,提出以全长预应力锚杆+锚索+围岩注浆的综合化主动支护方法。结合矿压监测,优化后支护效果良好。研究结果为类似采动应力影响下的巷道交岔点围岩稳定性控制提供技术参考。

摘要：为深入探讨在真三轴应力路径及多因素交互作用条件下冻结钙质黏土的能量特征及其影响程度,本研究借助ZSZ-2000型真三轴冻土试验平台,采用正交试验的设计方法,开展冻结钙质黏土真三轴压缩试验研究。研究结果揭示:在初始压密阶段及线弹性阶段,冻结钙质黏土的输入能相对较低,增长速率缓慢;随着加载过程的深入,输入能逐步增加,其增长速率亦随之提高;至破坏阶段,输入能-等效应力曲线呈现出明显的跃升特征,此时输入能的急剧上升,说明输入能曲线斜率的变化是冻结钙质黏土内部裂纹非稳定发展的微观表现。同时,输入能曲线的突然急升亦指示了失稳破坏的发生。进一步通过极差分析及AHP层次分析可得一致的输入能影响因素优劣次序:含水率w、中主应力系数b、温度T、含盐量φ、围压σ3。含水率对输入能的负向影响显著,温度和中主应力系数b对输入能有着显著的正向影响关系,随着中主应力系数b值的增加,其对冻结试样输入能的影响程度呈减弱的趋势且存在一个最优中主应力系数b=0.33使试样输入能增幅达到最大。

摘要：为了防止管道结构在地震工况下的破坏,在传统抗震支吊架基础上,将U型软钢阻尼器加入其中,提出了一种铰接阻尼支吊架。以目前常用的消防管道为例,利用ANSYS软件建立数值模型,对设置铰接阻尼支吊架的结构进行了力学分析,并与传统抗震支吊架减振效果进行了对比,结果表明:铰接阻尼支吊架刚度小,受力更加均匀。随着地震烈度的提高,铰接阻尼支吊架对管道的位移和加速度的减振效果明显优于传统抗震支吊架,其中,抗震设防烈度为7和8度时,位移和加速度减振率均可以达到40%以上。从提出的滞回曲线可以看出,铰接阻尼支吊架耗能能力优良。

摘要：淮南地区分布着广泛的钙质黏土地层,是冻结法施工的重难点,建立合适的力学模型是解决冻结壁设计的关键。以淮南地区钙质黏土为研究对象,进行不同含水率和温度下的单轴抗压试验,得到其应力-应变曲线。基于试验结果,建立描述钙质黏土的修正邓肯-张模型,将修正的邓肯-张模型进行简化、确定参数,并对曲线进行验证,结果表明:在较低含水率下冻结钙质黏土的应力-应变曲线呈现应变软化的趋势,其强度随着温度降低、含水率增大而增大;通过对比修正邓肯-张模型的计算值和试验值,表明所建立的模型能够很好地描述冻结钙质黏土应力-应变曲线的规律。模型的参数较少,易确定,可以为工程实际提供一定的理论依据。

摘要：考虑穿越活动断层隧道错断后可能发生的“S”型、上凸型、下凹型3种位移模式,推导出了隧道节段转角模式,进而求得隧道铰接设防宽度的估算方法。对比分析了节段伸长和节段相对转角两种变形对铰接设防宽度的影响,认为铰接设防宽度主要取决于节段相对转角。进一步分析了错动量、断层宽度、节段长度、位移模式曲线、铰接材料等相关参数对铰接设防宽度的影响。分析结果表明:铰接设防宽度与断层错动量、节段长度呈正相关关系,与断层宽度呈负相关关系;同时计算了3种位移模式在断层宽度170 m、隧道直径13 m、错动量0.2 m、设防节段长度8 m时的铰接设防宽度,并对比了相同条件下其他铰接设防宽度计算方法的结果,其结果均相近。研究成果可为穿越活动断层隧道铰接抗错设计提供一定参考。

摘要：通过室内可回收桩锚支护基坑模型试验及MIDAS GTS NX有限元软件,探究基坑开挖与回填阶段锚杆回收对基坑变形的影响。通过改变锚杆倾角、竖向间距、桩长、桩间距等参数,揭示桩体水平位移、地表沉降及桩身弯矩的变化规律。结果表明:可回收桩锚支护结构的支护效果与传统桩锚支护一致,地表沉降曲线呈凹槽型,支护结构水平位移以圆弧形式向坑内扩展破坏;在回填阶段,锚杆的失效回收是造成支护结构位移增长的主要因素,其中又以上层锚杆的影响最为突出;在使用可回收桩锚支护的基坑中,可回收锚杆的竖向间距取值为6D、倾角为10°~30°时,支护效果较为理想,也可以通过适当增加桩长与锚杆层数来控制基坑变形。

摘要：目的为解决深部矿井开采出现的高温热害问题,提出以玻化微珠为掺合料的水泥/水玻璃注浆材料进行隔热支护的新思路。方法采用正交试验的方法,研究水灰比(因素A)、玻化微珠掺量(因素B)、水玻璃与水泥浆体积比(因素C)3种因素对注浆材料性能的影响。结果获得最优配比为A_(1)B_(3)C_(3),90d抗压强度为20.2MPa,即水灰比为0.6,玻化微珠掺量为45kg/m^(3),水玻璃与水泥浆体积比为0.6。3种因素对抗压强度的影响顺序为水灰比影响最大,其次是水玻璃与水泥浆体积比,最后是玻化微珠掺量;对于胶凝时间,水玻璃与水泥浆体积比有较为显著影响,玻化微珠掺量、水灰比影响较小;对于结石率,玻化微珠掺量和水灰比影响显著,其中后者影响更为显著,最后是水玻璃与水泥浆体积比,结石率最大可接近。结论该种新型隔热注浆材料强度大、结石率大,能够满足井下注浆施工的要求,对于井巷主动隔热环境控制有一定参考。

摘要：为探索聚丙烯纤维混凝土强度指标间的尺寸效应,测试了不同尺寸及不同聚丙烯纤维掺量混凝土试件的抗压强度、劈裂抗拉强度、弯曲抗折强度及断裂能,结果显示,随着聚丙烯纤维掺量的增加,各尺寸混凝土试件的抗拉强度、抗折强度及断裂能均显著提高,但抗压强度有所下降;分析了混凝土试件的荷载-位移曲线、试件破坏形态、拉压比及折压比,发现掺入1.5 kg/m^(3)聚丙烯纤维后,抗压强度最大应变量提高了250%,拉压比由1/11.2提高至1/7.3,说明掺入聚丙烯纤维能够改善混凝土的受力特性,使材料由脆性转变为韧性;讨论了各强度指标间的关系和尺寸效应,建立了抗压强度、抗拉强度及抗折强度间的换算关系,为聚丙烯纤维混凝土的结构设计与分析提供了理论基础。

摘要：为了控制深部软岩巷道围岩变形,设计了锚杆拉拔正交试验,采用ABAQUS模拟了不同锚固因素对锚固承载特性的影响,并分析了不同影响因素的作用效果。研究表明,锚杆拉拔失效首先发生在锚杆与岩体黏结界面,锚杆拉拔锚固失效经历了初始弹性、短暂硬化、硬化、软化的动态阶段,不同的锚固因素对锚杆的承载效果产生了不同的影响,并且这些影响在拉拔失效的发展过程中也有所区别。其中,锚杆直径对锚杆极限拉拔力影响程度显著,并且极限拉拔力的大小与锚杆直径和锚固长度呈正相关。这些研究结果对于深部软岩巷道的设计和支护具有重要的指导意义。