不同倾角软-硬组合岩体破裂演化过程分析

为探究软岩倾角对组合岩体破裂演化过程的影响,论文通过对不同软岩倾角组合岩体进行单轴压缩试验,采用数字散斑和声发射方法作为观测手段,探究含不同软岩倾角组合岩体的破裂演化过程,分析组合岩体力学性能随角度的变化规律,得出含不同倾角软硬组合岩体的破裂模式。结果表明:(1)软硬组合岩体破坏是岩体内部发生损伤,在软岩周围开始出现裂纹,并沿着软岩层及周围扩展、贯通破裂的动态演化过程。(2)组合岩体的变形破坏过程仍表现为原始裂隙压密、弹性变形、塑性变形及破坏四个阶段。(3)随着软岩倾角的增大,岩体的压密阶段逐渐增大,弹性模量逐渐减小,抗压强度越来越小;当软岩倾角θ=0°、15°时,岩体破裂表现为软硬组合岩体组合破裂;当软岩倾角θ=30°、45°时,岩体破裂主要发生在软岩区域,岩体的破坏形式由贯穿软岩层剪切破坏转变为沿软岩层滑移剪切破坏。可见软岩层倾角越大,岩体越容易发生失稳破坏。论文可为含软硬组合岩体工程的长期稳定性分析及复杂层状组合岩体的力学行为研究提供参考。

基于多目标优化的微纳卫星群姿态控制

在微纳卫星群姿态控制中,要求多个卫星相互协同,能够快速达到期望的目标姿态,同时要求能耗最小.本文提出微纳卫星群姿态控制的多目标优化模型,以同时优化卫星姿态的角度误差和降低能耗2个性能指标函数.基于MATLAB用弹性约束法求解该优化问题,得到了多目标优化的帕累托前沿,并给出了其相应的卫星姿态,实现了多个微纳卫星姿态机动控制和协同控制.仿真结果表明本文运用的多目标优化方法在微纳卫星姿态机动控制和协同控制中是有效的.

渗流条件下内排土场边坡变形破坏机理及力学特性

为研究某露天矿内排土场出现裂缝及底鼓的原因,分析持续降雨条件下内排土场边坡变形破坏机理、稳态渗流孔隙水压力变化与瞬态渗流坡体内部孔隙水压力变化规律,查明边坡变形破坏力学特性及持续降雨条件下坡体位移规律;利用现场调研成果与渗流基本理论,通过Geostudio软件对内排土场坡体的孔隙水压力变化规律进行了全过程模拟,利用有限元模拟方法,对持续降雨下边坡位移情况进行分析,得到了其变形规律及塑性变形情况。结果表明:随着降雨的不断持续,地下水位不断升上,靠近地表出的孔隙水压力以圆弧形扩散排列,中部的孔隙水压力值最大,相对应的边坡内部静水压力作用减小,动水压力作用效果增强;降雨强度的不断提升,影响到基底上部泥岩层的抗剪强度,尤其对内摩擦角影响最为敏感,导致边坡的稳定性继续降低;坡体x方向位移、y方向位移及总位移随着降雨的不断持续,逐渐增加,即与降雨时长成正相关,第7 d总位移可达到7.12 mm,泥岩为主要滑动层。

专家知识增强的机器学习建模在高强高导铜合金开发中的应用

材料领域数据具有小样本、噪声大、维度高、关系复杂、专家知识丰富的特点.利用专家知识增强机器学习建模效果具有必要性和可行性.本文通过计算自变量与因变量之间的秩相关系数,来定量描述成分状态因素与性能之间单调关系的强弱.在模型训练过程中,将秩相关系数加入到神经网络损失函数,实时评估模型输出与专家知识的相符程度,得到了专家知识增强的机器学习模型.对训练过程分析后发现,模型输出的合理性有显著提升,模型的输入输出规律与专家知识的相符程度达到了0.98以上(1.0为完全相符).基于所建模型,采用遗传算法进行了关于强度和导电率的多目标优化,找到了满足帕累托最优的高强高导铜合金成分并开展了实验验证.实验结果表明,强度在高达637 MPa的同时,导电率仍能保持在77.5%IACS(国际退火铜标准)的水平;导电率高达80.2%IACS的同时,强度仍能保持在600 MPa的水平.强度和导电率的预测值与实际值误差在5%以内.

基于孔隙水压力消散的排土场边坡动态稳定性研究

为克服现有黄土基底排土场稳定性计算方法的局限性及控制技术针对性不强或量化困难的问题,通过基底黄土孔隙水压力消散试验,得到了孔隙水压力及消散度与消散时间之间影响规律;基于极限平衡法和孔隙水压力消散规律,提出了黄土基底排土场动态稳定系数计算方法;基于该算法,对原有静态的黄土基底排土场稳定控制措施进行优化,提出了"分段排土,控制强度,分区推进,调整程序,监测监控,增大容量"动态稳定控制措施。该成果已于同类型排土场中得到良好的应用与推广。

基于达西定律的渗流边坡稳定性分析

为了研究长期降雨对新疆某露天煤矿采场南部边坡的影响,以及降雨后不同时间段边坡内部孔隙水压力的变化情况,采用达西定律、Van Genuchten模型及数值模拟的方法,对现状边坡进行降雨后的稳定性分析。研究结果表明:长期降雨影响采场南帮边坡内部的孔隙水压力变化不大,而上部边坡出现正孔隙水压力;长期降雨使得地下水位线上升,边坡黏聚力减弱,抗剪强度变小,导致边坡瞬态安全系数降低。

矿-城型露天矿环境地质灾害综合治理与利用思路

为研究矿-城型露天矿环境地质灾害综合治理与利用思路,调查了全国矿业城市的分布,结果显示3个级别的矿业城市中一级依存度城市多为资源枯竭型城市,经济发展形势严峻,综合治理和利用迫在眉睫;矿-城型露天矿常见的地质灾害主要有崩塌、滑坡、地裂缝等,对城市以及露天矿的协调发展产生不利的影响;软弱夹层发育和水对岩土的作用为影响环境地质灾害的主导因素;矿-城型露天矿的治理应包含露天矿山内部和周边扰动区;总体利用应遵循"国家支持,地方主导"、"多灾并治,治用结合"、"尊重自然,保持地貌"、"资源再生,循环利用"等发展思路。

猫儿沟露天矿外排土场边坡稳定性评价

为分析猫儿沟外排土场边坡稳定情况,基于猫儿沟露天矿现场的实际情况,提出了通过地质勘探、补充勘探及资料整合来确定外排土场边坡工程简化模型。在精确掌握外排土场边坡工程地质条件的情况下,采用有限元软件对外排土场边坡进行了数值模拟,结果表明其主要变形破坏模式为单台阶段高较高导致的坍塌和排土场边坡内部圆弧滑动,稳定计算结果显示其稳定系数满足安全储备系数要求,但不具备进一步增高条件。

Research on Behavior of Corrugated Packing in Vacuum Distillation Tower

The corrugated packing is prone to break down easily, which can affect the tower efficiency substantially. It is the inner environment of the vacuum distillation tower including the temperature and chemical nature of fluid that lead to the packing damage. The theoretical analysis indicates that it is the inner material flow of vacuum distillation tower that leads to the vibration of packing, which can affect the corrosion fatigue of packing significantly. Meanwhile, the modal shape and inherent frequency of packing under prestress can be obtained by means of mathematical analysis. Based on the two kinds of analysis, the flow induced vibration and corrosion fatigue are accountable for the failure of packing.

黑山露天矿边坡优化稳定性分析

为了研究黑山露天煤矿存在安全隐患的边坡及削坡能否解决边坡失稳的问题,采用了极限平衡法与数值模拟方法对边坡削坡前后进行了稳定性对比分析,得出削坡后的稳定性大于安全储备系数,能保证现场正常施工。结果表明:露天矿边坡滑坡模式为单台阶楔体滑坡,塑性应变未贯穿整个边坡;削坡的稳定系数大于安全储备系数,削坡前后坡度减小20°左右,削坡后的平盘仍可以满足露天矿的正常生产与运输;通过数值模拟证明了水平最大位移发生在+2460^+2490平盘之间,最大塑性应变发生在+2460-+2475平盘之间;塑性应变未贯穿到坡顶,边坡此时未遭到整体破坏。

基于机器学习的薄板屈服强度与制耳率建模分析

针对1070铝合金薄板制耳率高、屈服强度不稳定等问题,基于生产数据,采用随机森林算法建立了“成分—工艺—性能”模型。选取冷轧率、热终轧温度、Fe含量、Fe/Si(铁硅质量比)等工艺和成分作为自变量,所建立的屈服强度模型精度(R^(2))为0.75,制耳率模型精度为0.87。利用模型定量分析各参数对屈服强度和制耳率的影响规律。通过对模型的解析,求解出各自变量的变量权重系数和Shap值。结果表明,对屈服强度影响最显著的因素为冷轧率,二者呈正相关关系,对制耳率影响最显著的因素为Fe含量,二者呈负相关关系。同时,根据模型进行了特定工艺下的性能预报并得出了较优工艺。

弱化后粗粒岩土力学特性及其对边坡稳定性的影响研究

为探清某露天露天矿边坡长期积水后岩土体抗剪指标弱化情况,分别对砂砾土、泥岩及两者混合样采取了固结不排水剪法进行了松散土岩大三轴剪切试验。试验结果显示:砂砾土剪切强度和内摩擦角由38 kPa和23.2°降低为7.4 kPa和18.8°;泥岩的抗剪强度和内摩擦角由136kPa和27.3°降低为7.8 kPa和20.7°。采用滑坡反分析验证了试验结果的可靠性,并对现状边坡进行了稳定性计算;结果表明,边坡长期受水浸泡及风化影响,其抗剪强度弱化明显,不利于边坡的安全,该结果可为边坡稳定评价及参数优化提供科学依据。

基于安全监测与预警系统的边坡稳定性研究

为实现对露天矿边坡智能化预测和多维度防范,对边坡进行实时监测,研究露天矿边坡临滑预测技术,实现灾害发生前精准预警及预报,采用基于B/S架构的多工程浏览、查询与管理系统,系统包括通信模块、数据处理模块、采集模块和预警预报模块,可为露天矿提供远程、一体化技术服务,保证露天矿安全生产;又可实现多方位、多渠道社会化服务模式。研究结果表明:通过边坡在线监测与预警系统,对抚顺西露天矿E3000研究区域北帮边坡进行削坡和回填压脚2种工况的计算,最终得到单独采用削坡方案时,北帮需外扩68 m时,E3000剖面安全系数达到1.5;同时采用回填压脚到-50 m标高并外扩北帮25 m时,安全系数达到1.5,该结果可为露天煤矿边坡治理提供科学依据。