不同荷载下巷道围岩与管片力学特性的模型试验研究

以顶部逐级加载的方式模拟巷道埋深变化,通过相似模型试验对圆形巷道围岩位移、管片结构轴力和弯矩随顶部荷载增加的变化规律进行研究。试验结果表明,随着荷载的增大,围岩径向位移逐渐增大,且竖直方向围岩的位移明显大于水平方向围岩的位移,而水平方向和竖直方向上会有不同范围的塑性区域产生;管片轴力和弯矩均随着荷载的增大而增大;管片中各处轴力均为压应力,且侧腰处轴力最大,而顶部轴力最小;管片顶部和底部为正弯矩,侧腰处为负弯矩,且两侧腰处弯矩大小接近。接头的位置对管片轴力和弯矩的影响较小。实际工程中可根据巷道深度的变化,适当调整管片结构的设计强度。

工作面冲击失稳诱因及能量释放激增机制研究

以开滦集团唐山矿孤岛工作面为工程背景,通过FLAC3D模拟了孤岛工作面回采及顶板周期性垮落过程中埋深、地应力场、煤层倾角及不同盘区回采等冲击地压主要诱因与孤岛工作面采场巷道的应力分布特征间的关系。运用能量理论进一步分析了冲击失稳主要诱因对采场能量分布特征的影响规律,揭示了采动影响下孤岛工作面采场能量释放的激增规律。研究结果显示:随着采深和侧向应力系数的增大,冲击失稳危险区域应力峰值和能量密度峰值均增大并向煤体内部转移;同时,不同盘区回采对已开采场区应力场与能量场均有消弱影响。

无线水质实时监测系统的应用研究

针对传统水质实时检测系统布线难、维护成本高等难题,结合无线传感网络技术,本文提出了一种新的水质监测无线传感器网络水质监测系统——基于ZigBee的水质监测系统。现场的传感器节点负责检查水质参数,无线通信技术选择ZigBee技术,ZigBee技术不仅具有距离近、复杂度低、组网能力强、成本低及可靠性高的特点,并且自有无线通信标准,可以使用接力的方式在多个测量节点间相互协调实现通信,充分满足了无线水质监测的需要。

膨胀土地层锚索预应力损失与流变耦合模型研究

预应力锚索在膨胀土地层中的锚固效果受地层含水率影响较大,且锚索预应力损失与土体应力松弛之间关系紧密。据此,以四川成都地区膨胀土为研究对象,通过室内模型试验研究4种不同含水率下膨胀土地层锚索预应力的损失规律;并针对膨胀土独特的黏弹塑性力学特征,建立基于应变相等的膨胀土-锚索耦合效应计算模型,得出耦合模型的本构方程和松弛方程,并与模型试验进行对比论证。结果表明:锚索预应力的衰减大致可分为快速衰减、缓慢衰减和相对稳定3个阶段;锚索预应力的衰减速度和衰减幅度都随着膨胀土层初始含水率的增大而增加;膨胀土地层中锚索的初期预应力损失可达到总损失量的80%;耦合模型的计算结果与试验测试值基本一致,可对已知物理参数土层的锚索锚固效果进行评估。