长期浸润状态下煤岩损伤机制研究

富水状态下煤岩力学性能的持续劣化是导致煤矿水害的重要原因,为探究长期浸润作用下煤岩的渐进损伤特征,以神木地区弱黏煤为研究对象,首先以无压力水浸泡的方式模拟煤岩的长期浸润(15,30,60,120,240 d);然后对干燥及浸润试样进行渐进破坏试验,辅以声发射(AE)监测,定量分析煤岩的软化特性;最后利用扫描电镜(SEM)和核磁共振(NMR)研究不同浸润时长下煤岩孔隙结构的劣化规律。研究表明:(1)煤岩饱和度随浸润时长的增加而增加,增加速度先快后慢,最后达到稳定。(2)随饱和度的增加,煤岩力学性能劣化;饱和后,随浸润时长的持续增加,煤岩力学性能仍持续劣化,表现为抗压强度、弹性模量的减小和累计振铃数的增加;(3)干燥处理后,原状煤岩表面干燥收缩,浸水后吸水膨胀,随着浸润时间的增加,小孔隙逐渐增多,孔隙结构趋于复杂。研究结果可为浸水煤岩失稳破坏问题提供有益参考。

基于主流教学模型应用 探索高教智慧教学改革

在“互联网+”时代背景下,数字化智慧教学成为高等教育现代化的重要发展趋势。通过分析高等教育数字化智慧教学的优势和挑战,探讨五种主流教学模型(BOPPPS、PAD、5E、ADDIE和CDIO)的内涵及其各自在智慧教学中发挥的作用。以湖北工程学院路基路面工程课程改革为例,通过构建“MOOC+SPOC+翻转课堂”智慧教学环境,采用BOPPPS教学模型贯穿线上线下混合式教学设计,重构内容丰富、形式多样的数字化教学资源库,基于数字化智慧教学平台实施智能教学考核与评价,探索高等教育线上线下混合式一流课程建设及教学改革路径。研究结果表明:以BOPPPS教学模型为代表的主流教学模型在高等教育中的智慧教学应用有助于优化学生学习体验、提升教师信息素养、改善教学考核效果,有助于推动高等教育数字化智慧教学改革、助力高等教育现代化进程。

三轴压缩条件下冻融单裂隙岩样裂缝贯通机制

采用岩石力学伺服试验机,对预制单裂隙模型试样进行冻融循环后的三轴压缩试验,基于冻融循环试验对裂隙岩体的冻融损伤劣化模式进行研究,探讨经历不同冻融循环次数后的裂隙岩样在三轴压缩条件下裂缝的贯通机制。试验发现:裂隙岩体的冻融损伤劣化模式有颗粒散落模式、龟裂模式和沿预制裂隙断裂模式3种;在三轴加载条件下,冻融裂隙岩样的贯通模式呈现拉贯通、剪贯通、压贯通和混合贯通4种;贯通模式和冻融循环次数、围压的大小以及裂隙倾角有关,随着冻融循环次数的增加和围压的升高,岩样表面的破裂线越来越多,导致裂纹的贯通模式由单一贯通转换为混合贯通,在围压为2、6 MPa时,岩样的破坏模式为拉-压贯通,而围压为4 MPa时,岩样主要呈现拉贯通,裂隙倾角为30°的岩样主要贯通模式为拉贯通,裂隙倾角为60°的岩样主要贯通模式为剪贯通。

单轴压缩条件下裂隙岩样冻融损伤破坏模式分析

以寒区裂隙岩体为研究对象,采用水泥砂浆类岩石材料制作具有不同几何特征的裂隙岩样,对预制的不同裂隙岩样进行冻融循环试验和单轴压缩试验,研究裂隙长度、裂隙倾角、裂隙数目以及冻融循环次数对试件贯通模式的影响。试验表明:裂隙岩体的几何特征以及冻融循环作用对岩体损伤破坏模式有较大影响。随着冻融循环次数的增加,岩样破裂面的破裂程度越来越严重,破坏模式也越来越复杂;裂隙倾角为30°的裂隙岩样,主要发生拉伸破坏,而裂隙倾角为60°的裂隙岩样,则表现为拉剪贯通,且双裂隙岩样岩桥间多出现压剪裂纹,对于裂隙倾角为90°的岩样,裂隙数目以及裂隙长度对其影响不大,均为劈裂破坏,且破坏面不一定为裂隙面;预制裂隙长度越大,越容易产生除了主拉裂纹以外的支裂纹(压裂纹)。研究结果可为寒区岩体工程建设及运营提供科学的参考。

山区高速公路滑坡稳定性分析及防治对策研究

随着高等级公路不断向山岭重丘区延伸,滑坡灾害已严重威胁到山区已建和在建高速公路的运营与建设安全,并给国民经济和生命财产造成巨大损失。针对国家高速公路十堰—天水联络线(G7011)陕西境鄂陕界至安康公路第A-CD48标段大型牵引式滑坡进行研究,通过对滑坡形成的地质环境、滑坡机制和类型以及滑坡的稳定性评价分析,提出针对该滑坡的综合治理方法和措施,即采用锚索抗滑桩稳定边坡,同时做好地面的排水系统以及坡面的生物防护,最后对滑坡在治理过程中的关键技术问题进行讨论。

单裂隙岩体冻融力学特性试验分析

采用具有不同几何特征的闭合裂隙类砂岩模型试样,进行冻融后的单轴压缩试验,分析裂隙岩体经不同冻融循环次数后的物理力学特性,以及不同裂隙倾角、不同裂隙长度的岩样对冻融岩体强度及破坏形态的影响。研究发现:预制闭合裂隙对冻融岩样外观破坏特征影响不是很大;同一类岩样在其它条件相同的条件下,单轴抗压强度及弹性模量随着冻融次数的增加而减小,相同的冻融次数,相同裂隙倾角不同裂隙长度的试件,随着裂隙长度的增长,单轴抗压强度有较大幅度降低,且随着裂隙倾角的增大,降低的程度越来越小;而对于相同的冻融次数,相同裂隙长度不同裂隙倾角的试件,倾角的变化对冻融岩样的影响不大;冻融岩样单轴试验破坏形态随着冻融次数的增加,由单一的较平滑的破坏面逐渐发展为多个表面粗糙的破裂面,除完整岩样及倾角为90°的岩样为劈裂破坏外,其余裂隙岩样基本为沿裂隙面的剪切破坏。

地方本科院校土木工程专业应用创新型人才培养模式探索与实践

文章针对地方本科院校土木工程专业应用创新型人才培养模式进行研究,结合湖北工程学院土木工程专业的教学实践,提出以学生创新精神和实践能力为目标的人才培养模式,建立校企共赢的合作机制,共同建设实践教学实习实训基地,推进和完善实践教学信息化改革,探索应用型本科院校土木工程专业创新型人才培养的新方法,以期为同类院校土木工程专业人才培养提供参考和借鉴。

大件公路运输研究综述

针对大件公路运输日益增多的情况,归纳总结了大件公路运输荷载的特点,提出了它对公路桥梁使用性能的要求,并对大件公路水泥混凝土路面与桥梁的设计方法进行了探讨。

挂网客土喷播技术在西汉高速公路上的应用

介绍了京昆高速公路西安至汉中段在边坡防护绿化中采用的挂网喷播技术,总结了该项技术的基本原理、技术特点,并根据实际情况对喷播厚度进行了分析,筛选了适合秦岭北麓的喷播草种,以期推动高速公路向"生态高速公路"发展。

新加坡研究生跨学科教育模式及启示

面对后疫情时代国际新形势,新加坡教育局针对高校研究生教育推行跨学科学习,并以终身学习为导向,更新人才培养目标、以全人教育为理念,革新培养方案、基于OBE体系设置课程与教学,开启研究生教育新纪元。借鉴新加坡研究生教育新模式经验,促进我国研究生教育高质量发展应以服务需求为导向,明确培养目标、以跨学科学习为导向,完善培养方案、以跨学科教育为未来发展方向,改革课程与教学等。

冻融条件下岩石动态损伤本构模型

为研究冻融岩石在动荷载作用下的损伤破坏特征,基于岩石动态变形破坏全过程,将岩石弹塑性和应变软化特征概化为损伤特性,应变率效应描述为黏滞性,建立冻融条件下岩石的动态损伤本构模型;根据应力-应变曲线峰值点处的几何条件,确定模型参数的理论表达式;理论表征冻融与动荷载损伤的耦合效应,探讨不同冻融次数及应变率下岩石的损伤破坏特性。研究表明:随冻融次数的增加,岩石抗冻系数呈减小趋势;冻融前期,抗冻系数随应变率的增大而降低,但随冻融次数的增加,不同应变率下抗冻系数曲线相继相交,相交后抗冻系数随应变率的增大而增加。岩石动态抗压强度与动弹性模量受冻融和应变率作用的共同影响,但导致的效应相反,且动弹性模量对应变率的敏感性较小。冻融-动荷载的共同作用加剧了岩石的受损程度,其耦合效应又使岩石的受损程度有所减弱。损伤曲线近似“S”型演化,较好地反映了冻融岩石动态变形破坏全过程;应变率相同时,总损伤值随冻融次数的增加而增大,但在变形后期,损伤曲线相交后呈相反规律,表现出明显的塑性特征;冻融次数一定时,总损伤值随应变率的增加而依次减小,表现出应变率强化效应。所构建的损伤本构模型理论曲线与试验曲线吻合良好,表明模型较为合理,能够准确描述冻融条件下岩石的动态变形破坏过程。

大件荷载公路运输线形验算

通过工程实例对大件荷载在公路运输中的稳定性、合成纵坡进行验算,并提出了弯道加宽的推荐值,验算结果表明该路段大件荷载运输车辆可以安全通行。

大件公路水泥混凝土路面应力分析

以Ansys有限元程序为工具,分析了在大件荷载作用下水泥混凝土路面的临界荷位和临界应力,并对结果进行了回归分析,最后讨论了影响其临界应力的因素。

冻融荷载耦合作用下单裂隙岩体损伤模型研究

针对寒区节理岩体工程结构中的冻融受荷岩体,采用在类岩石材料中预制裂隙的方法模拟节理岩体,通过冻融循环试验和单轴压缩试验,分析裂隙岩样的几何特征(裂隙长度、裂隙倾角)对岩体强度的影响;基于细观损伤理论和宏观统计损伤模型,建立冻融受荷裂隙岩石损伤劣化模型,探讨裂隙岩体在冻融和荷载耦合作用下的损伤劣化机制。研究结果表明:(1)岩石反复冻融引起的损伤是一个疲劳破坏的过程,受荷损伤是岩石类非均质材料各组成成分对力的传递速率以及自身变形差异性引起应力场不均匀分布的过程;(2)冻融和受荷以不同的力学机制促使岩石中裂纹的萌生和扩展,由此诱发的损伤相互耦合,其耦合作用会使总损伤有所劣化;(3)裂隙长度以及冻融循环次数对总损伤的影响较大,而裂隙倾角对总损伤的影响相对较小;(4)相同的冻融循环次数下,裂隙岩样较完整岩样的损伤劣化程度严重。

同步液压集群交替顶升技术在大跨径双曲面坡椭圆形钢网架施工中的应用

湖北工程学院已建成的体育馆屋面大跨径双曲面坡椭圆形钢网架工程建筑高度高,平面异形,传统脚手架搭设面积大,安拆费用高,工序繁琐,高空作业存在安全隐患且不易搭设施工平台,安装质量不易保障,网架投影部分需暂停施工。通过研究同步液压集群交替顶升技术在大跨径双曲面坡钢网架安装中的应用,在地面或接近地面的位置完成安装与检测工作。工程实践表明,同步液压集群交替顶升技术具有顶升费用低、网架投影部分可以交叉或同步施工等优点。

岩体结构面强度特性及地下水影响

结构面强度是岩体重要的力学特征之一,它控制着岩体的强度及变形;通过对结构面强度理论的分析和总结,从理论上验证了压应力状态下节理岩体的2种破坏形式,即结构面的剪切破坏和岩石的剪切破坏;考虑地下水的影响,引入有效应力原理,建立了饱和岩体结构面剪切破坏的强度准则.该准则对于深部岩体强度的研究具有重要的理论意义.

PC板梁徐变上拱对高速行车舒适性的影响分析

PC简支板梁桥过大徐变上拱不仅会影响桥梁结构的使用性能,而且还会影响行车舒适性。采用1/4汽车模型和半正弦曲线模拟板梁徐变上拱桥面线形,推导车辆竖向振动响应与板梁徐变上拱度、桥梁跨径、行车速度之间的数学关系。利用重庆高速公路某桥(7×25 m PC板梁)实测数据,分析徐变上拱对车辆振动响应和行车舒适度的影响,提出了基于公路设计行车速度的徐变上拱度控制值。

斜坡地形输电线路原状土基础抗拔的稳定性

采用剪切法及滑移线场理论,假定斜坡地形条件下掏挖原状土基础土体破裂面为对数螺旋面,推导出在斜坡地形条件下土体极限抗拔承载力简化计算公式.与现有的平地条件下基础抗拔力的研究成果对比,分析证明简化公式的合理性.运用简化理论公式分析,定义土体破裂面扩展影响系数,得知随着斜坡倾角β的增加,基础两侧土体的抗拔承载力降低,高坡侧土体破裂面向桩身方向移动,低坡侧土体破裂面向桩身外侧移动.随着基础埋深的增加,抗拔承载力显著提高,基础两侧土抗力的不均衡性并没有显著改善.倾角β在0°～20°时,基础两侧土抗力均衡性较好.

化学腐蚀作用下砂岩三轴压缩力学特性试验研究

在酸性H2SO4溶液、中性Na2SO4溶液、碱性NaOH溶液中浸泡砂岩试件并经历冻融30 d后的三轴压缩试验,分析不同pH值、不同围压对砂岩的破坏形式、力学特性的影响。试验结果表明:三轴压缩条件下,砂岩试件的典型破坏总体表现为剪切滑移破坏和柱状劈裂破坏,其中以剪切滑移破坏为主。相同水化学腐蚀条件下,总体来说,围压越大,岩样的破坏峰值偏应力、峰值应变和初始弹性模量越大,岩样的延性也越明显。在酸性溶液中随着pH减小,砂岩的塑性变形变小,砂岩亦有从脆性转变为延性的趋势。碱性的水化学溶液和酸性的水化学溶液对砂岩强度表现出一种负效应。

冻融岩石CT图像处理及细观特征分析

针对寒区煤矿巷道工程出现的冻融灾害问题,以冻融煤矿砂岩CT图像为研究对象,采用中值滤波和直方图均衡化等技术对图像进行处理。结合分形理论,研究分形维数随冻融次数的变化规律,分析冻融作用下煤矿砂岩的细观损伤演化规律。结果表明:通过对CT图像进行中值滤波和均衡化等预处理,可以有效降低图像噪声,提高图像分辨率;随着冻融次数的增加,不同截面的CT图像分形维数均呈现降低趋势,且不同冻融次数下的分形维数曲线具有相同的波动形式;冻融损伤可分为孔隙率增加导致的有效面积损伤和孔隙空间分布变化引起的结构性损伤,两者的耦合作用共同导致岩石性能的劣化。从细观角度出发,研究冻融作用下煤矿砂岩的损伤演化规律,为分形理论在岩石损伤方面的应用提供思路。