摘要：随着中国基础建设事业的迅猛发展，锚杆锚固在矿业、地质、隧道等工程上的使用量不断攀升，锚杆锚固质量的无损检测对于提高工程项目稳定安全具有重要意义。因此，以应力波检测法为基础，运用小波阈值函数、STA/LTA等算法，对锚杆工程进行综合评价，设计开发出集信号滤波、锚杆锚固参数获取等功能为一体的锚杆锚固无损检测与智能分析软件。通过锚杆锚固数值模拟分析，分别计算人工拾取和软件到时提取的锚杆长度，得出软件计算出的锚杆长度总体误差控制在5%之内，比人工拾取精度更高，对于提高项目工程安全稳定具有重要意义。

摘要：为了有效防控隧道瓦斯事故,基于2000—2023年21起我国国内(不含港澳台)隧道瓦斯事故统计数据,从时间、类型、地域、等级以及事故致因“2-4”模型,共5个维度分析隧道瓦斯事故发展规律及特征。研究结果表明:5月、9月和11月是隧道瓦斯事故高发期,隧道瓦斯事故类型以瓦斯爆炸为主,四川、贵州和重庆是隧道瓦斯事故高发地区,隧道瓦斯事故等级以一般事故为主,防控特别重大事故是降低死亡率的关键;支护措施设计或管理不当、线路短路或老化、瓦斯监测监控设备故障是导致隧道瓦斯事故主要的直接原因;安全意识不高和安全心理不佳产生的侥幸心理是最为突出的间接原因;根本原因主要是安全检查制度执行不到位;根源原因是安全文化建设不足,9类安全文化元素欠缺;同时,针对隧道瓦斯事故发展规律及事故致因,提出有效预防对策及措施。研究结果可为防控隧道瓦斯事故提供参考。

摘要：现阶段巷道围岩控制仍是煤炭资源深部开采的重大难题之一,而围岩塑性的形成与发展是导致巷道大变形和破坏的主要原因。通过数值模拟研究了巷道塑性区形成与发展规律以及对巷道稳定性的影响,结合理论分析和室内试验研究了锚杆支护的作用机理并阐述了支护与围岩变形的内在关系,基于蝶形破坏理论探讨了深部巷道围岩的控制原理,提出深部巷道围岩控制技术并在工程中予以应用。结果显示:(1)锚杆支护能够有效减少围岩变形,但是无法控制巷道不发生变形,即在现有的支护水平下巷道存在着部分无法控制的围岩变形,即“给定变形”,且“给定变形”随巷道埋深的增加不断增大。(2)锚杆支护对于巷道围岩剪胀、滑移等非连续性变形的控制效果明显,而对于完整岩体的连续性变形的影响十分有限。因此,锚杆支护主要是通过控制巷道塑性区内岩体的非连续性变形进而控制巷道的总变形。(3)巷道总变形主要包括“给定变形”和“支护残余变形”2个部分。巷道围岩控制的主要途径就是减少“支护残余变形”。(4)锚杆支护的作用机理要求锚杆的锚固基础必须始终位于完整岩体中,因此巷道开挖后的塑性区形态以及塑性区在服务期内的发展规律对于锚杆支护方式的设计至关重要。巷道塑性区形态及其力学响应的差异性决定了巷道支护方式必须差异化设计。

摘要：为解决煤矿瓦斯爆炸风险分析中不确定性处理的不足和指标权重模糊性的难题,基于贝叶斯网络及博弈论提出了一种瓦斯爆炸风险评估方法。首先,基于专家经验和事故致因理论构建瓦斯爆炸风险拓扑结构模型,同时通过博弈论方法优化专家的主客观权重,然后基于模糊集理论计算风险因素的先验概率和条件概率;其次利用贝叶斯推理技术计算瓦斯爆炸发生的概率和风险因素的后验概率分布;最后通过敏感性分析和关键致因链分析,找出影响瓦斯爆炸关键性风险因素和关键风险路径。案例研究表明:山东省某煤矿工作面瓦斯爆炸发生的概率为6.5%,而导致瓦斯爆炸的主要点火源为电气故障、岩石间摩擦、放炮火花以及煤自燃;导致瓦斯超限最主要的原因为通风系统缺陷和通风系统设计。通过敏感性分析可知,通风系统缺陷和电气故障这两因素最为敏感。通过关键致因链分析可知,路径为电气故障→通风系统缺陷→通风措施→瓦斯控制措施→瓦斯超限和路径为电气故障→电火花→点火源的组合导致瓦斯爆炸发生可能性最大,相比于正常情况下,瓦斯爆炸发生的概率增加了301.5%。同时基于博弈论组合赋权法在提升指标权重的客观性和准确性上具有综合优点,评估结果符合煤矿实际情况。

摘要：为研究岩石在循环冲击荷载作用下的损伤规律,设计了3组试验,考虑了围压、荷载冲量大小和冲击次数对岩石损伤程度的影响。通过对大理石试件在压力试验机上的模拟冲击加载,测试受冲击后试件轴向超声波波速,并用超声波波速变化量描述试件的损伤度,得出了大理石试件的冲击损伤度与围压大小、荷载冲量大小和冲击次数的相关性。结果表明:在围压相同的情况下,岩石的循环冲击损伤与冲击次数和荷载冲量有关;在荷载冲量相同时,岩石的循环冲击损伤与冲击次数和围压有关;围压的存在提高了岩石的冲击强度,降低了岩石的损伤演化速率;围压效应的显现与冲击荷载的等级有关。

摘要：基于简化Bishop条分法分析复杂边界边坡的稳定性,以圆弧滑裂面与边坡面的左右交点的两个X坐标——XL和XR以及滑裂面圆心坐标的Y坐标——Y0作为设计变量,提出一种加速混合遗传算法(AHGA)对设计变量进行优化。该方法是通过把无约束优化的Powell算法作为一个与遗传算法的选择、交叉和变异平行的算子,嵌入到改进的实数编码遗传算法中而得到的,它同时具有两个方法的优点,有较强的自适应能力,使得收敛速度加快,还有可能搜索到最优化问题的全局最优解。通过一高速公路边坡工程实例验证,加速混合遗传算法(AHGA)搜索到的圆弧滑动面与现场勘察结果很吻合,优于简单遗传算法(SGA)。

摘要：小间距顶管过程中,由于管-管相互作用的影响,使得管周土压力分布与单管顶进土压力分布模式产生差异,从而造成小间距顶管荷载确定、结构计算及顶力估算与控制等设计施工难题.结合数值模拟反分析,基于太沙基土压力理论和极限平衡理论,假设了土体松动线和上部既有顶管的支挡作用线,进一步构建了小间距平行顶管管道拱顶垂直土压力的计算方法.基于构建的土压力计算方法,分析了土体抗剪强度、管径、管间距等对新建顶管拱顶土压力的影响,并与不考虑既有顶管影响的土柱理论和太沙基理论计算值进行了对比.计算结果表明:土体抗剪强度越大,新建顶管拱顶垂直土压力越大,而其侧面的土压力越小;抗剪强度较大时,新构建方法计算拱顶土压力小于太沙基理论计算结果,抗剪强度较小时,新构建方法计算拱顶土压力大于太沙基理论计算结果;顶管埋深增加时,新建顶管拱顶土压力增加,相较于土柱理论和太沙基理论,新构建方法计算的新建顶管拱顶土压力增量最小;随着管间距增加,新建顶管拱顶土压力越来越大.

摘要：为掌握结构参数对内混式空气雾化喷嘴雾化特性和降尘效率的影响规律,从而获得经济合理的喷嘴结构参数,采用自行设计开发的喷雾降尘试验平台,应用正交设计方法,开展了不同结构参数组合下的喷嘴雾化特性及降尘效率试验。试验结果表明:随着液体帽注水孔直径的增大,喷嘴水流量不断增加,而气流量不断减小;喷嘴气流量随液体帽注气孔数量增加而增大,喷嘴水流量受液体帽注气孔数量的影响较小。当逐渐增大注水孔直径时,索太尔平均粒径(Dsm)不断增大;Dsm随着注气孔数量的增加呈现出先减小后增大的变化规律,当注气孔数为4时达到最小值,雾化效果最好;空气帽出口直径为2.0 mm和2.5 mm时,喷嘴雾滴粒径较小。全尘和呼吸性粉尘降尘效率均随着液体帽注水孔直径和注气孔数量的增加呈现先增大后减小的变化规律,并分别在注水孔直径为1.5 mm和注气孔数量为4时获得最佳的降尘效果;随着空气帽出口直径的增大,全尘和呼吸性粉尘降尘效率均有所提高,但空气帽出口直径大于2.0 mm后,降尘效率增幅较小。综合考虑喷嘴雾化特性参数和降尘效率,对于喷嘴空气帽,其出口直径应选择2.0 mm;对于喷嘴液体帽,注水孔直径为1.5 mm和注气孔数量为4时较为合理,能够获得最高的降尘效率。工业应用现场采用以上结构参数组合的喷嘴较为合理,该种结构参数组合的喷嘴在耗气量和耗水量较低时,能获得较小的雾滴粒径和较高的降尘效率。

摘要：为增强雾滴捕获粉尘的性能,提高喷雾降尘效率,提出微纳米气泡强化喷雾降尘的方法。以微纳米气泡水和润湿性差的焦煤粉尘为研究对象,通过实验研究微纳米气泡水的基本特性及其对粉尘的吸附和润湿性能。基于自行设计的喷雾降尘实验平台,对比微纳米气泡水与自来水的喷雾降尘效率。实验结果表明:微米级的气泡能短暂存在于水中,而纳米级的气泡能长期存在于水中;微纳米气泡水比超纯水的Zeta电位高,带电荷的气泡能有效附着粉尘;微纳米气泡水比自来水的表面张力低5.5 mN/m,随着微米级的气泡逐渐破裂,微纳米气泡水的表面张力缓慢增大;微纳米气泡水比自来水对焦煤颗粒的接触角小4.58°,微纳米气泡增强了水润湿焦煤颗粒的性能;随接触时间增加,微纳米气泡水和自来水对焦煤颗粒的接触角均不断减小,且微纳米气泡水减小的速率更大;微纳米气泡水是非稳态体系,比自来水更易蒸发;微纳米气泡水相对于自来水作为喷雾介质,可提高喷雾周围的负氧离子浓度;随着X形旋流压力喷嘴供水压力逐渐增加,微纳米气泡水和自来水喷雾的雾滴粒径均减小;喷嘴供水压力相同,微纳米气泡水喷雾粒径比自来水喷雾粒径小,但雾滴粒径差距不大;随着供水压力增加,喷嘴降尘效率不断增大,且微纳米气泡水比自来水喷雾降尘效率大;微纳米气泡有助于粉尘的润湿和凝聚,更有利于捕获呼吸性粉尘。

摘要：深部岩体工程中,锚杆在围岩变形后处于高承载应力状态,受到爆破振动、矿震等动载荷作用后极易失效,因此,亟待研究动力扰动下锚杆的力学响应机制。基于SHPB试验平台,自行研发了一套研究锚杆动力响应的试验装置,开展动力扰动下全长黏结锚杆的力学响应特性研究。结果表明:初始动载荷作用下锚杆滑移量随着入射能的增加而增加,锚杆中应力波的波峰值随着传播距离的增加而逐渐减小,当应力波传播至锚杆最里端时,应力波峰值衰减较大;第2次动载荷后锚杆SG1处与SG2处应力波峰值差明显比第1次减小,表明动载荷下锚固界面从锚杆外端开始损伤;锚杆失效与锚固界面损伤有关,锚杆承载后初次受到动载荷的影响导致锚固界面产生损伤,损伤锚固段又受到外部载荷(如二次冲击、岩体挤压)作用时会进一步劣化,其不能抵抗围岩的变形而失效。研究结果为揭示锚杆支护失效行为,采取合理的设计与施工提供新的思路。