巷道防冲吸能钢管混凝土拱架支护性能研究

针对目前巷道支护中钢管混凝土拱架缺乏可缩让压性能的问题,从吸能让位角度设计了一种防冲吸能钢管混凝土拱架结构。通过Abaqus建立新型钢管混凝土拱架与围岩组合模型,在静载与动载两种荷载状态下,对比分析新型拱架对巷道的支护效果与抗冲击能力。结论如下:①根据合理的让位阻力特性设计吸能构件壁厚与尺寸,在拱架上部连接处和底弧段中部设置吸能构件,可避免弯曲过大发生失稳。套管形状依据U型钢拱架卡揽结构设置为折纹型,与拱架摩擦实现缩动让压;②在竖向与侧向冲击下,优化后拱架支护巷道各点位移量呈减少趋势,降低了拱架顶弧段下沉与底弧段上拱,支护效果更强;③静载作用下,优化后拱架与吸能构件接触后,拱架各点处塑性应变不再增加,吸能构件代替拱架发生形变。在受到动载后,吸能构件能快速响应,同时拱架两帮拐角发生弯曲变形,其余部分仍未发生明显变形。吸能构件压溃后,拱架整体塑性应变开始增加,最终优化后拱架各点等效塑性应变竖向与侧向冲击下分别降低了10%~50%和13%~78%。

颗粒填充钢管支护构件防冲减震性能研究

为解决钢管混凝土内部混凝土收缩产生裂缝导致支护效果减弱问题,基于光滑粒子流(SPH)方法研究砂石颗粒充填钢管防冲减震性能,采用有限元软件建立砂石钢管和钢管混凝土受到轴向冲击与循环荷载作用模型,通过吸能指标与阻尼比进行对比,最终充填至巷道拱形支架中分析二者支护效果。研究结果表明:顶板轴向冲击时砂石钢管顶板能量衰减更多,且内部塑性耗散能密度更大,产生裂缝的概率更低。砂石钢管内部颗粒黏聚效果良好更早进入回升段,恒载段更加稳定,吸能效率更优;循环荷载作用时砂石钢管内部颗粒具有较好黏聚力与摩擦耗能作用,滞回曲线宽度增幅较小,砂石颗粒钢管阻尼比大于钢管混凝土,耗能效果较好;在巷道支护中,砂石充填拱架支护巷道位移量与拱架等效塑性应变值基本小于钢管混凝土拱架,其中两帮底部受弯较严重位置巷道位移量与拱架等效塑性应变大于钢管混凝土。研究结果为钢管支护构件在巷道支护的运用提供有益参考。

预折纹吸能构件恒阻性能优化研究

目的防冲吸能构件作为冲击地压发生时保护液压缸正常工作的核心构件,其支护效果是评判吸能防冲液压支架优劣的重要标准。方法基于应用广泛的方形预折纹吸能构件,采用鱼群优化算法,运用数值仿真和数据处理软件协同分析方法,建立吸能构件的优化流程,得到吸能构件的加肋区,并与原构件对比,证明方案可行性。结果结果表明:(1)方形预折纹吸能构件由完全相同的8个梯形与8个三角形组成,以中轴线对称排列组成。通过分析构件形变情况,可知其形变较大区域集中在三角形区域上部与梯形区域底部,且有沿两腰预折纹向顶部延伸趋势,梯形侧壁中部出现塑性变形带;(2)通过对方形预折纹吸能构件进行局部加厚,承载力-位移曲线在弹性段形变结束后的衰减程度明显降低;(3)与原构件相比,优化后构件压溃峰值荷载增加,且各项支护性能均得到不同程度提升,吸能构件的优化效果良好。结论本文中的新型加肋优化方法具有可靠性与可行性,对预防冲击地压具有重要意义。

《智能测绘》课程中“微思政”的探索与实践

“微思政”是高校思想政治教育的新模式。在《智能测绘》课程中开展“微思政”教育,包括四方面内容:“微思政”平台的应用和“微活动”的开展、“微思政”元素的深度挖掘、思政元素和专业知识的“微融合”及考核中“微思政”的应用。实践证明,“微思政”教育在工科专业课中落实立德树人根本任务,实现培养全面发展的高素质专业人才育人目标具有重要意义,也可为其它专业课的课程思政建设提供借鉴。

次氯酸钠氧化法处理含镍电镀废水的应用研究

[目的]次氯酸钠具有强氧化性,被广泛应用于电镀、印染、石油化工等领域的废水处理。[方法]采用次氯酸钠氧化法处理电镀废水,通过静态试验探究次氯酸钠的投加量、反应时间、初始pH等因素对电镀废水中总镍、氨氮、总磷等污染物处理效果的影响。对比了在较优条件下分别采用机械搅拌和曝气搅拌时废水的处理效果。[结果]较佳的工艺条件为:10%(质量分数)次氯酸钠溶液投加量100 mL/L,初始pH为6.0,反应时间90 min。在该条件下,废水中总镍、总磷和氨氮的去除率分别达到99.97%、99.94%和99.41%,其出水浓度均满足《电镀污染物排放标准》(GB 21900–2008)中“表3”的要求。电镀废水处理过程采用机械搅拌和曝气搅拌均可,但采用机械搅拌的处理效果更佳。[结论]采用次氯酸钠氧化法可有效去除含镍电镀废水中镍、磷和氨氮,使废水达标排放。

某电镀园区络合态锌镍废水处理工艺改造

[目的]电镀废水中的锌离子和镍离子一般以稳定的络合态形式存在,处理难度大。某电镀园区络合态废水的原处理工艺为一级氧化破络沉淀+二级螯合沉淀,处理后出水的镍、锌不能稳定达标。[方法]将该园区的废水处理工艺改为一级脱氮破络沉淀+二级螯合沉淀。[结果]改造后,出水的总镍和总锌均能稳定满足GB 21900-2008标准中“表3”的要求,同时吨水运行成本相比于改造前降低了约30元,一年可为园区节约72万元,实现了降本增效的目的。[结论]改造工艺运行稳定,处理效果佳,具有良好的环境效益和经济效益。

钻孔爆破振动速度计算公式及其简化的探讨

针对萨道夫斯基公式不能反映钻孔爆破自由面尺寸影响的不足,提出了可体现自由面面积对爆破震动强度产生较大影响这一特点的钻孔爆破振动速度计算公式.通过人和场隧道掘进爆破的实测数据检验,钻孔爆破振速公式的准确率比萨道夫斯基公式高80%,且对于质点振动速度大于0.5 cm.s-1的测点,其相对误差不超过5%的测点数达90%以上.实测数据检验表明,提出的钻孔爆破振速简化计算公式,明显优于萨道夫斯基公式,且计算简便,更适合于工程应用.

钻孔爆破中质点振动速度的预测公式探讨

以人和场浅埋隧道掘进爆破的地震波实测数据为基础,通过分析隧道边墙和地表振动速度在不同爆破条件下的变化特征发现,同一测点的振动速度除了与药量、爆源距有关外,还与钻孔爆破的自由面条件有关。针对萨道夫斯基公式不能反映钻孔爆破的自由面尺寸的不足,提出了可体现自由面面积对爆破震动强度产生较大影响这一特点的修正公式。对实测振动速度的预测计算表明,该修正公式的准确率比萨道夫斯基公式高80%,且对于质点振动速度大于0.5cm/s的测点,其相对误差不超过5%的测点数达90%以上,而萨道夫斯基公式的相应值则小于15%。

考虑路面不平整度因素的车路耦合振动模型的建立

目前在道路结构相关计算分析中车辆荷载多以静力荷载为主,均未考虑在路面不平整度激励下车路耦合效应的影响。针对这种情况本文在已有车辆模型的基础上,考虑了道路结构振动的影响建立了车路耦合模型。经现场实测数据的验证,该模型能够较好的反映车路作为一个大系统的振动情况,是一个形式简单,计算方便,应用价值较高的模型。利用耦合模型和传统模型进行对比分析,发现车路耦合效应对车辆悬挂系统的振动影响较小;但对车辆非悬挂系统的振动和车路间作用力(中心化)的影响较大。实际算例显示较传统模型,耦合模型下车路间作用力最大幅值增大七倍,因此对于车路共同作用系统下的道路结构振动研究车辆耦合效应是一个重要的考虑因素。

隧道掘进爆破震动放大效应试验研究

通过渝怀铁路人和场浅埋隧道掘进爆破现场试验,进行隧道特殊位置处质点振动特征研究.以实测振速波形为基础,分析掌子面前后的地表振动速度和隧洞内变断面处的质点振动速度变化规律.对试验研究成果的分析发现,成形隧道对岩体整体结构的改变导致地表振速产生放大效应,使得成洞区地表的振动速度是未开挖区对称位置处的1.310～2.056倍,特别是掏槽爆破的振动放大效应更为明显;在隧道断面由小变大处,同样存在对爆破引起的质点振动速度的放大作用,其放大倍数达1.5～2.1以上.为此,应注意避免隧道掘进爆破的振动放大效应对施工产生的不利影响.

冲击地压预测的煤岩变形局部化方法

冲击地压预测是冲击地压防治的前提和基础,是冲击地压研究中的一个重要内容,针对目前冲击地压前兆和冲击地压孕育过程之间内在的本质联系不清问题,从煤岩变形破坏的固有特征及冲击地压的失稳问题本质出发,借鉴经典力学中的能量原理,提出了以煤岩变形局部化为前兆的冲击地压预测方法。根据虚位移原理和稳定性理论,推导并得到了冲击地压发生临界条件和煤岩变形局部化发生条件,分析煤岩变形局部化与冲击地压内在联系。采用梯度塑性理论,通过引入内部长度参数,构建煤岩变形局部化模型,分析了变形局部化带宽带的影响因素。给出了测量内部长度参数的实验方法,对变形破坏向某一区域集中,且集中区具有一定尺度的现象进行理论解析。根据变形局部化的时空演化特点,引入描述变形局部化的空间聚集性、梯度显著性和曲率显著性指标,从“时间演化”属性和“结构演化”属性对变形局部化状态进行识别。对变形局部化预测方法进行初步的应用研究,分别采用实验的声发射数据和现场的微震数据,预测煤岩试件破坏区域和煤矿冲击地压危险区域。研究表明:煤岩变形局部化开始条件和冲击地压发生的临界条件相同,即冲击地压孕育演化过程和煤岩变形局部化的过程具有一致性;煤岩变形局部化带宽度与材料内部长度参数和煤岩冲击能指数有关,随着材料内部长度增大,变形局部化带宽度线性增大,随着煤岩冲击能指数增大,变形局部化带宽度非线性减小;根据实验和现场初步应用结果,表明空间聚集性、梯度显著性和曲率显著性指标能够描述和追踪变形局部化时空演化特征,变形局部化预测冲击地压危险区域方法具有可行性。

提高城市地下空间工程专业认识实习效果的措施研究

城市地下空间工程专业是教育部为适应新时期城市建设人才特殊需求而设置的新兴专业。针对该专业认识实习教学过程中出现的问题和困难,结合我校的教学实际情况,提出了一些提高认识实习教学效果的措施建议。

老路改造工程中关键技术指标取值的探讨

老路改造工程往往受限于道路现状条件,设计指标不能完全满足相应的道路设计规范要求,若强而为之则大大增加了工程改造成本,因此老路改造中的一些设计指标宜依据老路运行的实际需求,因地制宜,在满足需求且保证运行安全的基础上可适当调整某些设计指标的取值,达到改造工程的双赢。该文以成都市人民南路为列,依据道路的实际现状,对老路改造中的设计车速、车道宽度、通行净空等关键性指标的取值进行探讨。

穿越高楼下的浅埋隧道掘进控制爆破技术

针对人和场浅埋隧道穿越 11层居民住宅楼的情况 ,提出了上断面短进尺掘进爆破、下断面深进尺水平孔台阶爆破的开挖方案 ,并将单段最大装药量控制在 9～ 17kg范围内 ,保证了爆破时高楼底层的地表振动速度小于 2cm。掘进爆破实践表明 ,在隧道开挖断面积一定的条件下 ,存在一个合理的单循环进尺 ,其相应的炸药单耗最低 。

跨断层隧道纤维混凝土衬砌抗错断技术研究

研究目的:纤维混凝土在隧道黏滑断层抗错断设计方面鲜见报道,为提高跨黏滑断层隧道结构的安全性和稳定性,以某隧道F1黏滑断层段为研究背景,对跨黏滑断层隧道素混凝土与不同纤维混凝土衬砌结构条件下抗错断作用效果进行对比分析,以提出适宜黏滑断层隧道纤维混凝土衬砌抗错断技术。研究结论:(1)同体积纤维掺量条件下,SBFRC立方体抗压强度比SFRC略低,SBFRC抗折强度比SFRC略高,相差5%以内,SBFRC、SFRC抗压强度和抗折强度可近似相等;(2)断层黏滑错动对隧道上盘的影响大于隧道下盘;(3)下盘内纤维混凝土衬砌结构的抗错效果优于上盘,SFRC二衬平均抗错效果为12. 22%,SBFRC二衬平均抗错效果为15. 81%,SBFRC衬砌结构抗错断效果较SFRC抗错断效果提升29. 4%;(4)本研究成果对黏滑断层段隧道纤维混凝土衬砌设计具有指导意义。

人和场隧道掘进爆破的地震效应试验研究

针对穿越立交桥的人和场隧道掘进爆破必须严格控制地表振动速度的要求,进行了爆破地震效应的现场试验。通过测量掘进爆破引起的不同位置处的地表振速波形,研究该掘进区域内的爆破地震波衰减规律,对比分析不同微差时间的振速波形的变化特征,由此确定出允许的单段最大装药量为20kg,合理的微差时间为不小于50ms。

小方坯含铝冷镦钢水口结瘤分析与控制

为了提高含铝冷镦钢铸坯的合格率,对该钢种小方坯连铸过程中的水口结瘤成分进行了检测分析。根据检测结果并结合现场实际情况,优化了LF炉顶渣组成和造渣料配比及保护浇铸工艺,有效地解决了含铝冷墩钢水口结瘤问题,实现了单中包11罐连浇顺行,铸坯合格率从97.78%提高到98.12%以上。

LF无氟化快速脱硫工艺研究与实践

针对鞍钢股份有限公司炼钢总厂3~#生产线采取铝矾土代替萤石作为助熔剂后,LF处理周期长的问题,研究并应用了LF无氟化快速脱硫工艺。应用结果表明,低硅铝镇静钢LF炉平均处理周期由38.92 min缩短到30.87 min,满足了连铸生产的需要,LF电耗降低了2.36元/t钢。

城市地下空间工程专业建设的实践与特色——以北方工业大学为例

北方工业大学为适应未来城市发展需要而设立的城市地下空间工程专业,通过建设以立德树人为中心任务的专业思政课、建设一流师资队伍、构建项目驱动的创新人才培养实践体系、开展校际合作与国际合作、注重双创培育与实效,已基本形成了国家一流、北京领先的办学目标。专业在创新人才培养体系、专业建设与改革、助力首都社会经济发展、辐射带动北京其他教育及经济社会领域发展等方面取得了一系列成果,形成了鲜明的专业特色。建设经验可为其他高校的城市地下空间工程专业建设提供参考和借鉴。

新型矿用组合折纹柱构件防冲吸能特性分析

巷道防冲吸能支护能有效防治冲击地压发生,减小突发灾害带来的人员伤亡和财产损失,已取得较好的应用效果。防冲吸能支护中最为关键部位是防冲吸能构件,为提高防冲吸能构件的性能,针对现有矿用防冲吸能构件中存在的不足,依据塑性变形区域最大化原则,提出了一种新型矿用组合折纹柱构件。采用有限元数值模拟方法对新型矿用组合折纹柱构件与现有矿用方形预折纹构件进行对比分析,同时对新型矿用组合折纹柱构件在不同侧壁坡度、不同壁厚情况下吸能特性进行研究,使新型矿用组合折纹柱构件结构达到最优。结果表明:①在相同璧厚情况下,新型矿用组合折纹柱构件其峰值承载力、平均压溃承载力、总吸能、比吸能均有增长,其中平均压溃承载力提升34.2%、总吸能提升近33.6%,比吸能提高127.4%,新型矿用组合折纹柱构件防冲吸能性能优势明显;②随着侧壁坡度降低,压溃峰值承载力、承载力波动系数降低,平均压溃承载力增加,总吸能与比吸能轻微增加;③随着新型矿用组合折纹柱构件薄壁厚度增加,压溃峰值承载力、压溃平均承载力、总吸能与比吸能增加,承载力波动系数先减小后增加。通过对新型矿用组合折纹柱构件侧壁坡度与壁厚防冲吸能特性分析,当新型防冲吸能构件侧壁坡度为1.2、构件厚度为7 mm时,构件满足恒阻与大变形的要求;④可以通过平衡侧壁厚度和构件与刚性板接触摩擦因数来进一步降低承载力曲线波动。