摘要：为提高井下固体充填采充作业效率,增强充填材料承载性能,设计了不同粉煤灰掺量的加浆改性固体充填材料压实试验,并开展了不同养护龄期的胶结充填体单轴压缩测试,探究了加浆散体压实力学特征,分析了粉煤灰掺量及养护龄期对胶结充填体的强度影响及变形破坏趋势,结合加浆散体压实界面黏结特性及胶凝浆液水化过程,阐明了加浆改性固体充填材料承压变形特性及固结承载机理.研究结果表明:加浆改性固体充填材料承载性能受加浆散体压实与胶凝浆液交互补强的动态影响,其承载机制包括矸石啮合、黏结补强和胶结固化3个关键过程;压实过程中应力-应变曲线表现出孔隙压密、滑移调整及破碎重构3个阶段,并随着粉煤灰掺量的增加,抵制变形的能力增强;粉煤灰掺量对胶结充填体性能具有双向作用,在养护28 d时,粉煤灰掺量为10%的胶结充填体达到强度阈值.研究成果对于固体改性充填工艺的优化具有较大参考价值,为充填体后期强度提高及充填成本的降低提供了理论及数据支撑.

摘要：岩体是由软弱结构层分割的各种尺度的岩块相互嵌套形成,具有复杂的层次结构,对岩体动力变形及应力波传播具有显著影响。针对具有复杂层次结构的块系岩体,基于Cosserat理论建立摆型波与旋转波的动力模型,确定层次结构对动力变形的影响。进一步,针对摆型波的低频、低速特征,基于Bloch定理确定并求解不同层次结构中波的频散方程,研究波的频散关系及速度特征。最后,基于固体能带理论揭示摆型波低频特性的力学机制,并基于研究结果讨论摆型波及旋转波诱发冲击地压的可能性。研究表明:忽略岩体高阶层次结构将低估岩体的位移及其整体变形,计算结果偏于不安全。长波扰动作用下,高阶层次结构中第一模态摆型波(对应声学支)频散现象不显著,其传播速度降低,岩体内部高阶层次结构阻碍波的传播;其他波(对应光学支)频散现象极其显著,几乎不能独立存在并传播;低频摆型波为波的主要形式,比高阶模态波及传统的P波、S波衰减速度更慢、传播距离更远。

摘要：采用数值模拟计算与物理模型相似试验,并与正交设计相结合,分析了锚杆"导轨作用"效应受各影响因素的影响程度以及影响趋势规律。结果表明:对锚杆轴力影响最大的是岩性,随着节理错动,锚杆直径和节理性质的影响增大;直径和锚固角是分离量的主要影响因素,剪切位移最大时,岩性成为最大影响因素,交角与分离量呈负增长,其他因素均为正相关;对岩体剪切强度影响最大的因素是岩性,节理性质次之,除锚固角外,其他因素均与剪切力呈正增长。在影响规律基础上,分析了各因素对锚杆导轨效应影响的内在机理,并通过室内试验做了进一步验证。研究成果对煤炭开采等工程载荷下裂隙岩体稳定性的锚杆加固控制以及保证工程安全具有积极意义。

摘要：3D打印混凝土在土木建筑领域取得了迅速的发展和应用,利用陶砂制备3D打印混凝土材料有利于提升打印结构的轻量化。本文首先研究了陶砂的物理性质,配制了5种不同陶砂掺量的混凝土,结合流动性与早期刚度测试结果,确定了满足挤出型3D打印的最优配合比。其次借助自行研发的3D打印机制备了4种不同路径的立方体试件和棱柱体试件,评估了打印路径对3D打印结构抗压、抗弯和劈裂力学性能的影响。试验结果为拓展陶砂材料的资源化利用,3D打印结构的设计与工程应用提供了试验数据和参考。

摘要：基于推板造波理论和摇板造波理论,在OpenFOAM平台上采用重叠网格技术建立黏性数值波浪水槽,并使用一种结合SIMPLE算法和PISO算法的PIMPLE算法对数值模型进行求解。利用开发的数值模型通过数值收敛性测试和网格独立性测试分别重点研究了时间步长、库朗数和网格尺寸对数值精度和计算效率的影响。并对比研究了此数值模型分别嵌入层流模型和湍流模型的计算精度和计算效率。实现的规则波和二阶有限振幅波与理论结果和试验结果吻合,验证了此黏性数值波浪水槽的造波和主动消波功能。基于二维数值波浪水槽,进一步研究了三维数值造波,数值计算结果与理论结果吻合良好。研究结果不仅验证了重叠网格在二维和三维两相流体域中求解运动物体与流场交互的可靠性和正确性,而且为使用此黏性数值波浪水槽解决更复杂的海洋工程问题提供了依据。

摘要：为分析结构性对西澳残积土固结性质的影响,使用西澳大学LoadTrac-Ⅲ固结仪对西澳残积土的原状土和重塑土分别进行单向固结试验,研究了西澳残积土的结构性对其压缩曲线和固结系数的影响。结果表明,西澳残积土的原状土压缩曲线位于重塑土的上方,即在某一固结压力下,原状土的孔隙比比重塑土更大;西澳残积土较强的结构性使得原状土的屈服应力大于现场有效应力;西澳残积土的原状土的固结系数远大于重塑土的固结系数;西澳残积土的重塑土的固结系数和固结压力之间呈双曲线关系。研究成果可为西澳当地和国内同类工程的设计与施工提供参考。