摘要：为有效降低爆破施工对邻近建(构)筑物的动态扰动,以深圳地铁16号线1号综合井基坑爆破工程为依托,开展减振孔减振效应现场试验研究。通过对不同参数条件下减振孔地表振动的实时监测,研究减振孔对地表峰值质点振动速度(PPV)和主振频率的影响,分析减振孔参数对减振效应的影响。结果表明:随着减振孔直径的增加,水平径向隔振率与水平切向隔振率先增加后减小,竖直方向隔振率整体上逐渐增加,基于合速度的隔振率呈显著增大趋势;随着减振孔排间距的增加,减振孔的隔振率先显著减小后逐渐趋于稳定;当减振孔内充填水时,随着减振孔充填度的增加,水平径向隔振率逐渐减小,水平切向隔振率与竖直方向隔振率先增加后减小,基于合速度的隔振率先增加后逐渐减小。

摘要：施工组织设计是水电工程设计工作中的重要一环,在保证工程顺利实施、控制工程造价等方面发挥了重要作用。结合前人在水电工程施工组织设计上的经验,对沙坪一级水电站下游河道治理工程进行了详细的施工组织设计,针对性地提出了枯水期施工进度控制及关键节点工期保证的对策,并对开挖船舶进行了选型设计,给出了水流控制建筑物、土石方工程、混凝土工程等主要工程的施工方案,并详细介绍了施工总进度计划和施工布置。该组织设计保证了工程施工工期,相关经验可供类似工程借鉴。

摘要：中国西部寒区岩体内普遍存在裂隙等初始损伤,而载荷和冻融作用会极大地削弱裂隙岩体的强度,进而引发工程灾害。为了准确评估载荷和冻融对寒区不同损伤岩体孔隙结构及力学性质的影响,采用核磁共振技术依次测试红砂岩在初始损伤、循环载荷、冻融循环3个阶段后的孔隙度、T2谱分布等微观孔隙参数;随后,对损伤后试样进行声发射监测下单轴加载测试。结果表明:载荷或冻融作用对不同初始损伤红砂岩孔隙结构和力学性质有相似的影响规律。具体来说,随着力学循环加载,红砂岩的孔隙度增大,以原有孔隙扩展为主;随着冻融循环作用,红砂岩的孔隙度继续增大,以新增小孔隙和原有孔隙扩展为主。载荷、冻融都将导致试样强度、弹性模量的损伤,单一冻融作用下,红砂岩试样强度损伤为5%~10%;但在载荷、冻融先后作用下,试样强度损伤达到20%~30%。不同裂隙损伤的红砂岩初始强度越小,其遭受载荷和冻融作用后相对初始强度的损伤越大。另外,遭受载荷和冻融损伤试样的孔隙度增幅与其强度降幅呈正相关。上述研究成果可为中国寒区工程的稳定性设计和安全施工提供依据。

摘要：为全面提升应对川藏铁路隧道工程建设中复杂问题的能力和手段,以时间维、逻辑维、知识维以及环境维为基础结构,建立了基于系统工程方法论的川藏铁路雅安至林芝段隧道工程建设管理体系。结合川藏铁路隧道工程面临的主要挑战,根据时间维的不同阶段和逻辑维的目标实现,通过知识维的技术积累和研究攻关,系统总结了针对工程勘察与设计、特殊不良地质、施工组织和建设管理等重点问题的对策措施,以期为川藏铁路雅安至林芝段隧道工程的建设管理提供参考。研究表明:(1)隧道工程在川藏铁路全线占据主导地位,应建立基于系统工程方法论的全周期建设管理体系;(2)川藏铁路隧道工程的技术挑战主要是特殊复杂的地质环境,相关解决方案应在可研和设计阶段提出,在实施阶段深化应用研究,以确保对策措施的有效可靠;(3)鉴于川藏铁路隧道工程严酷的环境条件、极端的地质挑战和超长的建设周期,需要更高水平的"四化"支撑和突破性管理创新;(4)鉴于川藏铁路隧道工程建设管理问题的复杂性,任何一个参建方都不可能独立应对这一巨大系统工程的管理风险,需要建立更高层次的全周期一体化管理机制,实行更严格的生态环境保护,组织更有力的科技创新支撑。

摘要：开展月球资源探测与地下空间利用是人类探索月球、将月球纳入人类活动范围的重要举措。本文从月球地质结构特性及月球表面温度变化特征入手,综合考虑月球纬度、月壤/月岩导热性能等要素,针对月球恒温层的恒温特性及随纬度变化的温度涵盖范围,提出了在月球恒温层开发月球地下人类基地、月球地下轨道交通、月球生命体存储、月球原位热能存储等月球地下空间利用构想。针对所提出的月球恒温层利用构想,设计了月球地下人类基地空间支护与搭建、基于电磁技术的月球地下飞行式轨道交通、可温度调节式月球战略储备库、基于月岩/月壤导热差异的原位热能存储等技术实施方案。基于上述构想及技术方案,本文系统总结了月球恒温层地下空间利用需突破的技术挑战和面临的关键科学问题。本研究将为未来建立月球人类基地及月球地下空间利用提供技术参考。

摘要：开展月球取芯是人类探索月球、获取月球地质信息、了解地月系及太阳系起源与演化的重要举措。针对目前人类月球取芯存在的“取不深”“取不真”的技术瓶颈,从月球月壤/月岩地质成分与特性入手,在国际上首次提出月球大深度保真取芯探矿思路,在综合考虑大深度取芯钻杆搭接、取芯机器人构型设计、取芯过程自掘进与支撑、原位保真取芯控制、样本原位封装与返回等要素的基础上,提出月球大深度保真取芯探矿机器人系统构想。针对所提出的构想进行机器人系统实施技术方案设计,具体设计了多级分段式取芯器、自掘进取芯机器人、柱坐标取芯器存储机器人、气压轴向推进与气压支撑、旋转复合超声冲击钻进、保真膜及微流道原位环境控制、蜂窝状样本保真腔、月球样本保真返回等技术实施方案。基于上述构想及技术实施方案,本文系统总结了月球大深度保真取芯机器人系统设计需解决的关键技术问题及解决思路。本研究将为人类进行月球及其他行星大深度保真取芯探矿提供技术方案参考。研究成果将有助于人类真实地了解月球深部原位地质信息,为月球演化科学探索提供技术支撑。

摘要：中低温地热温差材料热伏发电是世界性研究热点,其难点是如何提高热伏发电的热电转换效率。本文提出一种基于自相似结构(SSHS)的换热结构设计方案,可以大大减小一般热电转换系统换热结构的体积与重量,同时提高热电转换效率。以一个热端热沉的流动换热过程为例,利用数值计算方法对其换热和流动阻力特性进行了模拟和分析,并与两种传统换热结构进行了对比。计算结果表明:SSHS热沉具有更强的换热能力,换热均匀性更好,流量范围0.0103~0.0186 kg/s、热流密度2 W/cm2及进口热水温度100℃条件下,SSHS热沉的换热能力可达一般换热结构的2倍以上,换热面(释热面)温度高出5~10 K,温度分布均匀性提高了50%以上,进而有利于提高热电转换效率;此外,SSHS虽然相较传统结构有更大的流动阻力,但对于当前设计总流动阻力也不超过450 Pa,因此SSHS热沉非常适合用于模块化的热电直接转换系统。

摘要：节理岩体的力学性质对指导工程设计、施工具有重要的意义。为研究组合节理参数对遍布节理试样的力学性质影响,采用类岩材料预制不同节理倾角、间距的遍布节理试样并进行压剪试验。根据高清相机记录的不同节理试样的破坏特征,试样的破坏模式可分为平面剪切破坏、类完整性剪切破坏和斜剪切破坏,节理间距会改变试样的破坏模式而节理倾角对试样的破坏模式有关键性影响。分析不同节理参数试样的峰值剪切强度,遍布节理对试样的弱化程度达到15.95%~56.62%,节理试样的峰值剪切强度随着节理间距的增大逐渐增强而随着节理倾角的增加先增后减。此外,采用声发射设备实时监测试样加载过程以分析不同节理参数试样的声发射特征。在压密阶段,节理试样的声发射最大撞击数随节理间距减小而增大。声发射峰值能量随节理间距减小而减小,但均值能量随节理间距减小而增大;试样的峰值能量和均值能量随节理倾角增大均呈现先增大后减小的规律。

摘要：保压取心技术能够将获取的深部煤层样品在孔底直接封存,以最大限度消除取心过程中瓦斯逸散;基于获取的保压岩心开展带压转移及测试是实现瓦斯含量精准测定的技术前提,而如何实现保压取心与带压转移测试的精准对接,已成为亟需解决的关键技术难点。围绕保压取心系统与测试系统对接转移的核心部件自锁转移机构开展研究,基于理论计算与室内试验,对自锁转移机构的装配关系、运动特性与承载能力等进行分析。首先,创新设计了可集成于保压取心系统内部的自锁转移机构,根据取心作业实际工况揭示了锁紧轴顺利通过与安全承载的临界条件;通过理论计算,获取了锁紧环与锁紧轴的最佳装配过盈量为0.1 mm,此时无论通过性还是抗拉承载特性均能保持良好的力学性能。其次,开展了室内锁紧轴通过性及拉伸承载测试,验证了5 kN拉伸载荷作用下锁紧机构的工作安全性。最后,完成了自锁转移机构的样机试制与装配,并进行了入井功能及带压转移动作测试,验证了自锁转移机构动作可靠性。研究成果为获取原位保压岩心并开展带压转移测试等提供了技术基础与装备支撑。

摘要：随着探月工程规模的不断扩大,仅仅依靠太阳能电池或小型放射性同位素电源将难以为月基活动提供充足持续的能源供应,研发月球原位能源供给技术是各类月基活动的关键基础。月球表面昼夜温差极大且当月壤月岩埋深超过1 m时,月壤月岩层的温度基本恒定。本文基于月壤和月岩恒温层与月球表面存在巨大温差的特性,提出了利用该温差进行发电的月基原位能源支撑技术构想,设计了月球温差热电材料热伏发电技术和月球温差磁悬浮发电技术及实施构想。月球温差热电材料热伏发电系统直接利用热电材料实现昼夜连续工作的热电转换,该装置设计有由热管相连的3层均热板,解决月壤表层导热性差带来的换热不足问题,将月表辐射能(白天)以及月壤的热能(夜晚)连续转化为电能,几乎可以满足所有空间能源系统的需求。月球温差磁悬浮发电系统利用热管将月壤中的热量传入发生器,将循环工质加热蒸发,在磁悬浮透平发电机中做功发电,循环工质在表面换热器中与太空进行辐射换热而冷凝,经工质泵加压后回流到发生器再次吸收热管热量进行循环发电,从而将月球表面与月球月岩恒温层之间的温差转换为电能。两类月基温差发电技术具有无机械摩擦、效率高、寿命长、质量轻的优点,可为探月活动原位能源供给提供相关技术支撑。