摘要：弧形双钢板混凝土组合结构由钢板、混凝土与连接件协同作用,具有更优异的抗震和抗爆性能,被应用于超高层结构、海洋平台和核电设施中。利用试验和数值分析方法研究了栓钉型弧形双钢板混凝土组合结构的破坏模式和损伤机理,参数化分析了爆炸距离、钢板厚度、拱高和栓钉间距对其抗爆性能的影响。结果表明:在爆炸荷载下,栓钉型弧形双钢板混凝土组合板整体表现良好,仍具有较高的承载能力。增加爆炸距离和钢板厚度能有效减小混凝土的损伤和组合板的跨中挠度;减小拱高,混凝土损伤区域从以压缩破坏为主逐渐转换为以拉伸破坏为主,混凝土损伤更严重,组合板跨中挠度变大;减小栓钉间距会增大混凝土塑性损伤程度,但组合板的跨中挠度减小。研究结果可为弧形双钢板混凝土组合结构的设计提供参考。

摘要：为研究现场条件下植被根系对河岸冲刷特性的定量影响,设计制作了冲刷试验装置,在塔里木河干流上游选取了4个典型位置,开展了胡杨、芦苇、红柳和骆驼刺4种典型根系的18组土体起动切应力和冲刷系数现场试验。试验结果表明:①起动切应力随根系含量增大基本呈幂函数关系增大,且相同根系含量对应起动切应力红柳最大,胡杨和骆驼刺次之,芦苇最小;分析了单位根系含量变化对起动切应力的影响效果,其顺序为骆驼刺>胡杨>红柳>芦苇。②建立了起动切应力与根系体积密度的定量关系式;根系的存在可以减小土体冲刷系数,其值随根系含量增大基本呈幂函数关系减小,且单位根系含量增加对冲刷系数的减小效果次序为骆驼刺>胡杨>红柳>芦苇。③建立了有、无根系影响的冲刷系数与起动切应力幂函数关系式,并与已有试验结果进行了对比分析;本文试验结果与现有研究结果规律一致,但对应的系数和指数均有所差异。研究成果能为塔里木河植被护坡和河岸冲刷过程计算提供参考依据。

摘要：近直立特厚煤层的地质与开采条件与一般煤层差异较大,冲击地压防治形势严峻.本文综合采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,研究了近直立特厚煤层动静载力源分布特征,提出了应力调控防冲方法,揭示了其防冲机制,并进行了工程应用.结果表明:近直立特厚煤层主要受水平构造应力作用,水平应力通过工作面两侧的顶底板岩层传递至煤层中,并在巷道上下方形成静载集中区;近直立特厚煤层顶底板岩层难以发生破断,然而顶底板岩层破裂释放能量可形成强动载扰动;动载扰动作用于巷道上下方静载集中区并与集中静载叠加可诱发冲击地压.据此,提出了弱化工作面两侧顶底板岩层和下方煤体的应力调控防冲方法,其防冲机制为:弱化顶底板一方面可弱化岩体传递水平应力的能力进而降低巷道上下方的静载集中,另一方面可降低岩体静载集中进而减弱岩体破裂导致的动载强度;弱化煤体可进一步降低巷道下方静载集中并将静载集中区向深部转移.对近直立特厚煤层现场实施的防冲措施进行了优化设计并确定了关键参数,应用表明,工作面高能级微震事件减少了143~178起、微震事件总能量降幅达90%,未发生冲击显现,工作面冲击危险性显著降低,证实了方法的有效性.研究成果可为近直立特厚煤层冲击地压防治提供支撑.

摘要：西南艰险山区分布着大量的不同倾向的层状碎裂结构斜坡,地震作用下极易发生崩塌、滑坡等灾害,对在建的川藏铁路造成严重威胁。通过大型振动台模型试验,研究了强震条件下顺倾、反倾层状碎裂结构斜坡的动力响应、失稳破坏模式以及能量传递规律。试验结果表明:反倾斜坡的抗震性能显著优于顺倾斜坡;顺倾斜坡的破坏模式主要为拉裂-剪切-隆起-滑移型破坏,反倾斜坡的破坏模式主要为拉伸-弯曲-倾倒-崩塌型破坏;反倾斜坡的自振频率高于顺倾斜坡,顺倾斜坡的自振频率随震级的增加而逐渐降低,而反倾斜坡的自振频率在地震波幅值为0.4g~0.7g时出现反复震荡现象;顺倾斜坡存在明显的高程放大效应和趋表效应,反倾斜坡存在高程放大效应,其内部的加速度响应大于坡表。边际谱识别显示:顺倾斜坡的边际谱幅值(peak of marginal spectrum amplitude,简称PMSA)突变在坡腰上部最显著,说明该位置附近地震波的能量损失最大,反映出顺倾斜坡在坡腰上部附近形成了滑动破坏面;反倾斜坡的PMSA在坡肩处降低得最为显著,反映出坡肩部位损伤最为严重,易发生局部崩塌破坏。分析结果与试验现象能够较好地吻合,进一步揭示了不同结构类型层状碎裂结构斜坡在强震作用下的动力响应与失稳破坏模式,为川藏铁路的安全建设提供了依据。

摘要：土壤墒情的测量是实施节水灌溉的基础,是实现农业灌溉自动化的关键环节。本文设计了一种基于频率响应特性的土壤墒情检测装置,当土壤墒情发生变化时,内部介电常数也会发生变化,导致极板电容值发生变化,最终使得电路的频率特性发生变化。为了使极板对频率特性变化的反应最灵敏,设计了3种不同的串联负载,通过多频段内分析频率特性函数,得到了最优的工作频率35 MHz和555Ω的负载阻值。提出了理论值乘比例系数的标定方法,测试结果表明:传感器标定后的理论值与试验值拟合良好,决定系数R^(2)=0.877,满足农业灌溉对土壤水分检测的要求。

摘要：为研究持续压荷载和锂渣掺量对不同龄期混凝土气体渗透性能的影响,设计强度等级为C20、C30、C40的不同锂渣掺量的混凝土,取试样极限压应力的0.1倍、0.3倍、0.5倍作为试验施加的持续荷载,测定7 d、14 d、28 d、56 d龄期时各试样的抗压强度和气体渗透系数。通过分析不同水平持续压荷载下试样的气体渗透系数变化情况发现:应力比在0.3以下时,试样气体渗透系数多处于波动状态;应力比大于0.3后,气体渗透系数明显增大。应力比在0.3以下时,10%掺量的锂渣能显著降低试样的气体渗透系数,表明适量锂渣能有效降低混凝土在低应力比作用下的内部孔隙连通程度,并抑制应力作用下混凝土微裂纹的发展。

摘要：【目的】研究并分析基于P-M模型棉田智能灌溉系统的试验设计。【方法】基于P-M模型设计一套棉田智能灌溉系统,由数据采集节点、无线通信节点、云平台决策终端、灌溉应用节点四部分组成。数据采集节点的气象设备采集到数据后无线传输至云平台决策终端,终端基于P-M模型计算单次灌溉量,在指定的灌溉时间自动发出灌溉指令,灌溉应用节点接收指令开启阀门精确灌溉,土壤墒情变化由数据采集节点的墒情设备实时监测后无线传输到云平台展现;以当地传统灌溉模式作为对照(CK),灌溉系统设置120%(W_(1))、100%(W_(2))和80%(W_(3))3种灌溉模式,进行田间试验。【结果】3个试验组灌溉工作在无人为干预的条件下实现全智能化,系统有效精准执行灌溉指令;在灌溉水充足的情况下可选用W_(2)模式,总耗水量较传统模式增加16.85%的情况下土壤含盐量下降13.65%,籽棉产量提高20.84%,水分利用效率提高3.41%,能够大幅度提高产量的同时有效改善土壤环境;W_(3)总耗水量较传统灌溉减少6.52%,土壤含盐量上升0.16%,盐渍化速度较传统灌溉模式变缓,籽棉产量提高11.18%,水分利用效率大幅提高,可达到兼顾提高产量与节水的效果。【结论】验证了智能灌溉系统的有效性和可行性,增加了灌溉系统的可选参数范围。

摘要：不规则的开采空间结构可增大煤矿冲击地压危险,研究多煤层复杂开采空间结构下工作面冲击机制对煤炭资源安全采出具有重要意义。综合采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,研究了某矿井W1123综放工作面的动静载分布特征,分析了冲击显现机制,提出了针对性的防冲措施并进行现场应用。结果表明,上覆刀把形采空区和厚硬顶板综合作用下W1123工作面动静载分布具有区域性特征,当工作面仅受到刀把形采空区的“刀柄”作用或同时受“刀柄”和“刀身”作用时,工作面中下部和区段煤柱静载集中、动载扰动剧烈,工作面回风巷围岩也存在动静载集中,且距离刀把形采空边界越近则围岩动静载越高;仅受“刀身”作用时,工作面回风巷围岩静载集中受动载扰动。工作面静载集中区和动载扰动区重合,动静载叠加造成冲击显现。依据刀把形采空区结构特征,W1123工作面回采期间冲击类型依次为强动载型、高静载强动载型、高静载型。数值模拟和现场监测揭示的冲击危险区与理论分析结果一致。针对W1123工作面静动载分布特征,优化设计了冲击地压防治措施,增大了厚硬顶板处理高度和破碎程度、增加了工作面运输巷煤体爆破和煤柱切顶以降低顶板和煤体应力和能量集中;优化措施实施后,工作面微震事件日均能量总体下降54%,大能量事件大幅减少,冲击地压危险显著降低。该研究结果可为相似条件矿井的冲击地压防治提供借鉴。

摘要：为满足四旋翼无人机对飞行过程低延迟和高精度的控制要求,根据其强耦合、多变量以及欠驱动等系统特性,基于一定的假设条件和参数实验,通过运动学及动力学分析建立非线性数学模型及欧拉角传递函数。利用遗传算法高效的全局搜索能力,选取稳态误差、调节时间以及超调量构建目标函数,实现了对传统串级模糊姿态PID控制器中初始PID参数、量化因子以及比例因子的统一优化。在不同场景中对比传统PID、遗传算法优化PID及本算法的仿真控制效果,并对部分对比项进行真机验证,结果表明:该方法可有效提高系统稳定性及响应能力。

摘要：明确灌水器特征参数和土壤粒径组成对湿润进程的影响是进行滴灌系统设计的基础与前提.提出了使用单位湿润体的灌水强度(AQTV)量化土壤湿润进程,探究了灌水器流量(1,3,6 L/h)、灌水量(5,10,20 L)和覆膜对不同粒径组成砂质土壤(北京大兴DX、内蒙古乌盟WM、新疆伽师JS、内蒙赤峰CF)AQTV的影响.结果表明:不同粒径组成砂壤土的AQTV均随灌水器流量增大呈上升的变化规律,并且与粒径组成中(0.100,0.250]mm的土壤颗粒占比呈显著性负相关关系(P<0.05);随着灌水量增加,4种砂壤土中AQTV均呈逐渐下降趋势.当灌水量为5 L以及10和20 L时,AQTV分别与≤0.002 mm的黏粒以及(0.500,1.000]mm的砂粒组分占比呈显著正相关关系.覆膜滴灌提升了处理DX,WM和CF的AQTV,这可能是由于3种砂壤土大粒径砂粒或黏粒相对较高的原因.此外,随着灌水器间距增加,土壤水分交汇区域与含水量减小,土壤水分在水平和竖直湿润距离减小.