灌浆岩石锚杆拉拔变形和刚度的理论解析

岩石锚杆的变形计算是锚固工程设计中的一个关键因素。基于协调剪切变形段锚杆和岩体间剪切变形刚度的线性假定,不协调剪切变形段锚杆和岩体间剪应力沿杆长呈幂函数型分布的假定,通过荷载传递微分方程,对全灌浆锚杆和有自由端灌浆锚杆的拉拔变形和刚度进行了理论分析,推导出沿杆长剪应力分布函数、轴力分布函数和位移分布函数,进而可获得锚杆最大拉拔力和拉拔荷载–位移曲线。根据剪滞理论,由灌浆锚杆周围岩体单元应力平衡微分方程,推导出锚杆与岩体之间剪切弹性变形刚度的计算公式。与其它理论结果比较,表明本分析方法是合理的、可行的,对于灌浆锚杆变形、刚度及强度设计具有参考价值。

含夹层盐岩圆柱形储库力学特性的理论解析

地下盐岩储库腔体一般采用水溶建腔方法,溶腔的径高比很小,可简化为圆柱形。截取储库中间部分为研究对象。结合我国盐岩矿含夹层的特点,通过接触面上不同岩层相对滑移与实际状态相等的方法,建立考虑夹层影响的力学特性等效计算模型。即先假定岩层与夹层接触面之间光滑,采用厚壁圆筒弹性解进行计算,再通过增减局部内压的方法使岩盐层和夹层间相对滑动与实际状态等效,推导出夹层附近储库围岩的应力分布函数。在存在夹层条件下,对储库力学特性进行数值分析。结果表明,考虑夹层影响的解析解与数值模拟计算的应力分布规律基本一致,其中腔壁上径向应力r误差最大为6.8%,环向应力最大误差为2.7%,满足储库设计分析要求。

坑道口部管棚加固抗爆性能模型试验研究

正确评估管棚加固围岩的抗爆性能,对坑道口部防护设计十分重要。基于相似模拟理论,用不同配比的水泥土替代自然岩体和注浆岩体,用塑料管替代钢管,模拟管棚超前支护坑道口部在爆炸荷载作用下的抗爆性能。制作了口部相似模型3件,模型长×宽×高为2 m×2.2 m×2 m,在顶部直接爆炸,分别模拟无管棚、1层管棚和3层管棚下,坑道口部动力响应和破坏特征。试验表明:管棚超前支护能有效加固坑道围岩,整体性增强,受力分布合理;随着管棚层数增加,口部破坏明显减弱,拱顶破坏范围从1.55 m减小到0.45 m、主裂缝最大宽度由25 mm减小到3 mm、网状裂缝最大宽度由24 mm减小到0.3 mm、裂缝条数由14条减少到3条、模型顶部爆坑体积由0.12 m3减小到0.05 m3。管棚超前支护能有效地将爆炸荷载的破坏作用控制在管棚加固层之外,抗打击能力明显增强。

基于星间链路技术的地球静止轨道卫星定轨精度分析

地球静止轨道(GEO)卫星具有对地静止的特性,GEO卫星应用日益增多,在高分辨率对地观测、气象、通信等领域都发挥着越来越重要的作用,对其轨道确定的需求也越来越高,研究GEO卫星的高精度定轨技术迫在眉睫;传统方法中利用地面站对GEO卫星实现实时自主定轨存在系统误差大、观测几何差等问题,导致星地测量的误差在定轨过程中被放大的倍数急剧增加,影响了GEO卫星定轨精度的提高;利用GPS卫星实现对GEO卫星的定轨时存在可见GPS卫星数量少,接收到的信号微弱,测量精度不够的问题;星间链路具有对GEO卫星观测几何好、测量精度高的优点,为GEO卫星定轨开辟了新思路;针对在星间链路资源有限情况下如何选择MEO卫星组合与GEO卫星进行建链的问题,以星间链路构型的PDOP值为优化指标,对MEO卫星对PDOP值的影响进行了分析,提出了遍历选星、直接选星、迭代选星三种链路资源配置策略,确定与GEO卫星进行建链观测的MEO卫星组合,并用仿真方法对三种算法进行验证,结果表明,提出的迭代选星的链路资源配置策略,能将GEO卫星的定轨精度维持在7~40m以内,同时将星间链路的使用效率提高5~120倍。