露天矿场景构建与运输过程动态仿真实验研究

针对露天矿运输系统复杂、影响因素众多等问题,开展了基于Blender开源软件的露天矿运输过程动态仿真实验研究。其主要研究内容为:提出了露天矿运输过程可视化动态仿真研究思路及开发环境,并基于Blender软件构建了露天矿运输场景三维模型;提出了“Blender+Python”的动态可视化仿真方案,初步搭建了了露天矿运输过程动态仿真框架及可视化展示方案;结合Sim Py离散事件仿真库、 Dijkstra算法等,研究了露天矿运输排队、路线优化等问题,实现了矿山运输过程的动态化仿真。实验结果表明,该方法提供了一种开展可视化仿真的新思路,具有开发环境简单、经济高效等特点,可用于高校类似课程开发、科研活动等方面。

碳纤维布均匀约束下煤圆柱的损伤演化

煤柱失稳灾害仍然是目前煤炭资源安全高效开采的热点研究问题之一。为深入研究碳纤维布层数和加载速率对煤圆柱能量演化的影响,加载速率分为0.01 mm/min、0.1 mm/min、1 mm/min和10 mm/min 4级,碳纤维布约束层数分为0层、1层和2层3类,采用SAM-2000岩石综合试验系统对煤圆柱进行单轴压缩试验。试验结果表明:相同碳纤维布层数下,加载速率越高,崩飞的煤屑扩散越明显,煤圆柱整体性越差,能量释放程度越强,属于劈—剪复合失效模式;碳纤维布层数越多,峰值总能量、峰值弹性能和峰值耗散能逐渐增加,加载速率对煤圆柱能量方面的影响减小。根据能量耗散理论,提出损伤因子,进而建立了本构模型,经验证拟合度较高。

基于MIT App Inventor的灾害科普软件开发与应用实践

当前自然灾害发生频繁,严重威胁着人类的生命财产安全,因此,如何通过形象有效的方式实现灾害相关知识的传播和普及,进而提高灾害的预防、自救能力等意义重大。基于这一背景,结合“灾害学”等课程的教学需求,设计研发了一款灾害知识科普软件——灾识通。首先,提出了基于MIT App Inventor开发平台的构建思路,应用平台里的微数据库、画布、球形精灵、CloudDB等工具对APP软件的功能进行了设计;其次,以“灾害学”课程内容为基础,设计了软件的主要模块(灾害认识、灾害案例、灾害交流等);最后,针对软件的科普阅读、游戏测试、交流等功能和使用效果进行问卷调查,结果显示用户对软件科普效果反映良好。试运行结果显示,该科普APP性能高效稳定、具有较高应用推广价值。通过对该APP软件使用,可以使用户系统性学习自然灾害相关知识,灵活丰富地交流互动,提升了课程的趣味性和互动性;丰富的图片、视频文件加深了使用者对灾害知识的理解。

碳纤维布层数对煤圆柱力学特性影响的细观研究

为探究碳纤维布(CFRP)层数对煤圆柱力学特性的影响。利用三维的FLAC-PFC耦合方法,建立CFRP被动约束煤圆柱的连续-非连续耦合模型,基于已有0~2层CFRP被动约束煤圆柱试验数据验证了细观模型的有效性,并在此基础上开展3~7层CFRP布对煤圆柱力学特性及能量演化的影响研究。结果表明:煤圆柱的屈服点与峰值点随CFRP层数增加而渐进重合,呈现毫无征兆的屈服即破坏状态;随着CFRP层数增加,煤圆柱峰值强度增幅呈现先增大后减小,得到了表征不同层数下CFRP约束煤样峰值强度增幅演化规律的函数,峰值应变增幅呈现先增加后减小,而后再增加又减小的规律;弹性应变能恒定时,煤圆柱轴向应变与CFRP层数无相关性,但其峰值应变与极限应变均随CFRP层数增加而增大;峰值点耗散能转化率随CFRP层数增加呈现先增大而后减小规律,建立了表征不同层数下CFRP约束煤圆柱耗散能转化率演化规律的函数;从应力-应变曲线延性特征、峰值强度增幅、峰值应变增幅、耗散能转化率及总能量增幅等5方面综合考虑,兼顾经济成本与缠绕水平原则,确定3层为CFRP约束煤圆柱的最优缠绕层数。

GFRP布被动约束标准煤矸石混凝土圆柱轴压性能细观模拟

为研究细观模型的有效性,利用三维PFC-FLAC耦合方法构建玻璃纤维增强复合材料(GFRP)布约束煤矸石混凝土圆柱的细观连续-非连续耦合模型。通过已有试验数据验证了该模型的有效性,并在此基础上开展了0、2、4层GFRP布对煤矸石混凝土圆柱的轴压性能、破坏模式及吸能特性的影响研究。结果表明:建立的细观模型精度较高;煤矸石混凝土圆柱的极限破坏强度随GFRP层数增加而逐渐增大,能量吸收效率和体积比吸收能也均有相同的变化趋势,但存在增大比例减小的问题。从应力-应变曲线延性特征、峰值强度、破坏模式、总能量密度变化、能量吸收效率及体积比吸收能等六个方面综合考虑,兼顾经济成本与缠绕水平原则,确定GFRP布层数增加可以增强煤矸石混凝土圆柱的轴压性能。

不同加载速率下非均质煤样能量耗散损伤本构关系

为了探究加载速率对非均质煤样力学响应的影响,基于SAM-2000岩石力学试验系统,开展了不同加载速率下非均质煤样单轴压缩试验。结果表明:随加载速率增加,煤样飞溅煤屑尺度越大、飞溅距离越远、完整性越差、能量释放程度越猛烈,属于劈-剪复合型破坏形态;峰值强度、弹性模量均随加载速率增加而先近似垂直骤增后再平稳增加,均满足有理函数Rational5关系;峰值应变先快速降低后逐渐趋于平稳,满足衰减指数函数关系;峰值点总能量随加载速率增加,先近似垂直骤增后再平稳减小,弹性能先近似垂直骤增后再平稳增加,两者变化规律均满足有理函数Rational 5关系;耗散能随加载速率增加产生2个拐点,先以近似垂直骤降至第1拐点后再近似垂直陡升至第2拐点,再快速减小;比吸能随加载速率增加先近似垂直陡增至拐点后,接着快速下降,再平缓减小;峰值时弹性能占比均高于破坏时弹性能占比,且两者之间至少相差40.12%,峰值时总能量以弹性能为主、耗散能为辅,破坏时反之亦然;推导了不同加载速率下煤样能量耗散损伤本构关系,且拟合度高。

浅述西部民族地区教育发展

我国是个多民族的国家，而各民族都有丰富的文化底蕴和悠久的历史。而民族地区的教育发展极其重要，由于历史、地理、人文以及交通、信息等因素的影响，使我国少数民族地区的教育发展处于较滞后的阶段；民族地区的学校生源、课程资源、师资队伍都具有独特性，发展少数民族教育事业极为重要。

玄武岩-聚乙烯醇混杂纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀研究

为了研究玄武岩-聚乙烯醇混杂纤维对混凝土耐硫酸盐腐蚀性能的影响,以C40混凝土为基础,设计并制备了不同纤维掺量的混凝土试件,进行耐腐蚀性能实验。结果表明:掺入纤维后,混凝土抗压强度有所损失。混凝土抗压强度耐腐蚀系数显著提升,且在15 d干湿循环试验中,混杂比为1∶2的混杂纤维混凝土耐腐蚀系数最好。在30 d干湿循环试验中,混杂比为2∶1的混杂纤维混凝土耐腐蚀系数最好。纤维还能够改善混凝土的质量损失,在干湿循环试验中,当纤维体积掺量不大于0.4%时,玄武岩-聚乙烯醇混杂纤维混凝土质量增长的最佳混杂比为1∶2。

冻融环境下BF-PVA混杂纤维混凝土抗侵蚀研究

为了研究玄武岩纤维(BF)和聚乙烯醇(PVA)纤维在单掺和混掺形式下对混凝土抗冻性能的影响,进行了冻融循环试验(FTCT),以冻后混凝土抗压强度损失和质量损失为指标分析了其损失规律,提出混杂效应系数α_(c,ab)。结果表明:对于50次冻融循环试验(FTCT_(50))和150次冻融循环试验(FTCT_(150)),加入BF与PVA混掺比为1∶2且掺量为0.4%的混杂纤维,混凝土质量损失均最小。加入掺量0.4%的混参比1∶1的混杂纤维,混凝土在FTCT50下抗压强度损失最小。加入0.4%掺量下混参比1∶2的混杂纤维,混凝土在FTCT_(150)下抗压强度损失最小。混杂纤维协调效应系数α_(c,ab)均大于0,呈现正态混杂效应。

CFRP布均匀约束煤圆柱轴压性能

为扩大纤维增强树脂复合材料(FRP)加固组合结构的应用范围,改善煤矿采空区煤柱的承载能力和变形能力,对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)均匀约束煤圆柱的轴压性能进行了研究。试验结果表明:因CFRP的均匀约束,致使煤圆柱破坏时基本保持原状,断口位置约为0.25~0.5倍煤样高度范围,轴向变形能力至少提高1.5倍;单、双层CFRP约束煤圆柱的峰值强度分别提高了3.56~6.34倍、6.33~11.21倍;相同CFRP布层数时,随加载速率的增大,CFRP约束煤圆柱的强度增强比则逐渐降低,且CFRP层数越多,降低趋势越显著;CFRP层数对峰值强度的影响要比加载速率对峰值强度的影响更显著,加载速率对破坏时间的影响要比CFRP层数对破坏时间的影响更显著。获得了兼顾加载速率与CFRP层数的强度增强比三维可视化映射函数;建立了CFRP布约束煤圆柱的修正Richart强度分析模型,整体绝对误差评价指标表明模型性能优越,精度较高。