正断层错动作用下矿山法隧道受力变形机理的模型试验研究

为研究正断层错动作用下矿山法隧道的受力变形机理,以胶州湾第二海底隧道穿越沧口断裂为工程背景,采用自研的大比尺穿越断层隧道结构破坏加载试验装置,针对设置柔性连接变形缝和变形缝间距对隧道结构抗错断效果的影响,开展几何相似比为1∶40的矿山法隧道穿越倾角70°的正断层错动模型试验,对错动试验过程中的隧道变形、应变分布、围岩接触压力和破坏特性等关键指标进行监测,分析获得了正断层错动作用下隧道变形和力学响应规律。研究结果表明:(1)隧道在正断层错动作用下,呈现纵向拉弯+竖向挤压的受荷模式,在下盘邻近断层面处拱顶部位和上盘邻近断层面处仰拱部位出现脱空区;(2)隧道开裂主要以纵向贯通裂缝为主,近断层面处衬砌还出现了部分斜向裂缝和环向裂缝;(3)节段间的连接形式和节段长度不会根本上改变隧道在断层错动作用下的受荷模式和变形模式,但节段间刚度越小,节段长度越小,结构对于地层强制位错的适应性就更好;(4)相比于刚性连接,节段间的柔性连接吸收了大部分地层强制位错,有效降低衬砌节段的荷载和变形,使结构趋于安全。

微弹簧型CCGA器件植装工艺及评价方法

微弹簧型焊柱以其更好的抗振动、抗温度循环、耐冲击性能将替代高铅焊柱和铜带缠绕焊柱成为未来陶瓷柱栅阵列(CCGA)封装的新选择。针对当前国内微弹簧型CCGA器件工艺研究与评价方法稀缺的现状,以微弹簧型CCGA2577器件为实验对象,开展了植装工艺与评价方法研究,提出了适用于微弹簧型CCGA器件的拉脱强度和剪切强度的测试方法与强度修正方法。结果表明,微弹簧型CCGA2577器件焊柱的焊点空洞率、剪切强度、拉脱强度均满足GB/T 36479—2018和GJB 548C—2021的判据要求。本文提出的植装工艺与评价方法能够有效指导微弹簧型CCGA器件的封装加工与质量评价。

高烈度地震区高铁隧道衬砌背后空洞特征及地震响应

为提高强震区含病害铁路隧道的安全性,通过隧道检查车对29座高速铁路隧道衬砌背后空洞测试,借助有限差分方法研究空洞对隧道结构安全性的影响。结果表明:高铁隧道衬砌背后空洞极易出现在拱顶,占比80.00%;空洞纵向长度出现频率最高区间为2~4 m,占比46.49%;与衬砌表面最小距离为0.3~0.55 m的空洞占比78.93%,空洞常伴随衬砌厚度不足病害;衬砌背后空洞改变围岩-支护的接触状态,进而结构的惯性力和强制位移改变,震时位移和应力状态也随之变化;空洞导致所在部位的结构内力改变,结构安全系数降低19.51%~95.27%;随着空洞的环向角度、径向深度、纵向长度的增加,结构安全系数降低。衬砌背后空洞将导致高铁隧道衬砌的震时安全性显著降低。研究成果可为含病害高铁隧道抗震设防提供借鉴。

新疆西准噶尔沙吉海地区地表形变时空特征分析及其环境意义

煤矿地下开采形成的采空区对地表工程和周围环境造成严重的破坏,造成沙吉海矿区周围生态脆弱,草场面积缩减。长期废弃的矿井由于不清楚地下开采情况及范围,所以难以进行有效治理。通过长时间大范围的采空区形变特征监测,对于地质灾害预防和治理来说具有重要意义。基于2017年3月19日—2019年12月22日73幅覆盖沙吉海矿区的Sentinel-1A影像,采用差分干涉测量短基线集时序分析技术(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar, SBAS-InSAR)获取时序地表残余变形,此外通过克里金插值法获取了整个研究区完整的形变信息,监测到研究区平均变形速率在-148.44~38.05 mm/a,最大累积形变量达-1 418.42 mm。分别得到废弃采空区和正在开采矿井工作面的形变特征,正在开采煤矿采空区呈漏斗形变形,废弃采空区沉降呈多点分散形,变化不均匀。经过对沙吉海矿区详细的野外调查,验证了SBAS-InSAR结果的可靠性。最后,结合野外验证结果分析了煤矿采空区围绕沉降中心呈漏斗形演化的过程。研究成果可为老旧采空区治理提供参考,对采空区变形预测具有指导意义。

温度应力对CRTSⅡ型轨道板脱空影响规律研究

研究目的:温度应力是高速铁路无砟轨道结构稳定的重要影响因素。本文主要以CRTSⅡ型板式无砟轨道结构的脱空病害为研究对象,通过有限元软件进行建模分析,在考虑轨道结构自重以及轨道层间相互作用的条件下,探究正负温度梯度作用对不同位置、不同面积的轨道板与CA砂浆层间脱空病害发展规律的影响,为CRTSⅡ型轨道板脱空的病害防治工作提供理论依据。研究结论:(1)温度梯度作用下,轨道板产生的脱空高度会随初始脱空尺寸的增加而逐渐增加,其增长规律因初始脱空所处位置的不同而存在差异,当轨道板初始脱空区域超过70%,板中最大脱空高度可达到10 mm;(2)初始脱空尺寸会影响温度作用后轨道板内部的变形以及轨道结构的脱空面积,总脱空面积的增长近乎于线性;(3)在高速铁路无砟轨道结构的实际运营中,必须严控轨道板与CA砂浆层间的黏结质量,避免初始脱空、离缝在温度作用下急剧扩展造成轨道结构稳定性严重下降的不利情况发生。

采动过程中覆岩破碎区碎胀性走向分布特征

为了探究采动过程中覆岩破碎区碎胀性在走向分布规律,采用UDEC数值模拟及相似模拟手段分析了煤层顶板运移规律及碎胀系数分布特征。结果表明:随着采空区上覆岩层空间结构发展的演化,煤层顶板下沉量由下至上逐层降低,并最终趋于稳定;在工作面推进方向上,碎胀系数不断降低,且呈现出一定的分区特性,随回采呈现动态变化的周期性前移,其在走向上划分为三个区域,即:自然堆积区、载荷影响区、逐渐压实区。最后,确定浆体充填滞后距离为60 m,现场试验邻位注浆充填效果良好。

格子砖几何参数对蓄热室热交换能力的影响

增强格子砖和气体之间的热交换有利于提高风温,因此,如何提高蓄热室热交换能力是热风炉操作者普遍关注的问题。通过建立蓄热室格子砖二维传热模型,研究了格子砖几何参数对蓄热室热交换能力的影响。结果表明:蓄热室热交换能力和格子砖蓄热面积以及气体的换热系数有关,提高格子砖活面积后,换热面积增大,换热系数降低。虽然在整个送风期热风温度整体升高,但是升高幅度较小。缩小格孔直径可以同时提高换热面积和换热系数,格孔直径对风温的影响非常显著,在生产条件允许的前提下,为了提高风温,应尽量缩小格孔直径。

带定位格架棒束通道两相流相界面输运特性

为研究棒束通道内空泡份额及相界面浓度等相界面结构参数的分布特性,本文对带原型定位格架的5×5棒束通道竖直向上空气-水两相流进行实验研究。运用4头电导探针对流动方向上不同高度截面处的空泡份额、相界面浓度、气泡速度及平均索特直径等相界面结构参数的局部分布进行了测量。研究表明:相界面参数的径向分布主要由升力、壁面润滑力及湍流扩散力等横向作用力的综合作用决定;定位格架主要通过湍流漩涡聚集和格架剪切破裂影响相界面参数分布特性,二者作用效果相反;定位格架下游存在压降区,在其内部相界面参数分布发生剧烈变化。本文可以为棒束通道两相流相界面输运模型的优化提供参考。

频谱反演法在探地雷达隧道衬砌检测中的应用研究

隧道衬砌模型的空间结构属于典型的层状分布,采用探地雷达进行隧道二衬检测时,往往很难识别高度小于调谐厚度的脱空。通过建立含有脱空薄层的隧道二衬层状几何模型,结合电磁波在隧道衬砌中的传播规律,给出了隧道衬砌检测时电磁波的反射模型,并推导了其广义反射系数谱域表达式,从而提出一种根据反射系数序列频谱估算隧道二衬厚度及脱空高度的反演方法。通过分析反射系数序列的幅度谱属性,进一步提出一种估计脱空层高度的快速方法,即根据幅度谱凹陷周期确定脱空层双程走时,进而估算脱空层高度。最后,利用1st Opt数学优化分析软件进行全局优化,并反演求解各参数。物理模型实验及现场应用实例的处理结果表明,当脱空厚度小于1/4波长时,本文所述的频谱反演法仍能准确反演出二衬厚度及脱空层高度,从而提高了探地雷达资料的垂直分辨率。

基于超声对测法的钢管混凝土脱空检测试验

分析了超声波对测法在钢管混凝土脱空区4种可能的超声首波传播路径,并给出了4种传播路径的声时理论计算公式。通过试验得到了实际传播声时,并与由声时公式计算的理论值对比,得到了在2种脱空区范围内超声首波的传播路径,即沿绕射脱空缺陷传播,为超声对测法定量检测脱空区范围提供了条件;通过MATLAB的内插函数,将对测法得到的测区内各离散测点超声首波声时矩阵进行处理,得到整个测区的钢管混凝土脱空信息,基于此绘出脱空区声时分布色谱图,以达到定量检测的效果。最后给出了超声对测法适用的脱空缺陷对应的圆心角范围。结果表明:基于超声对测法的声时分布色谱图达到定量检测缺陷的目的,且满足工程精度要求。

基于位置和能量的水下无线传感网路由协议

为了保证水下三维无线传感器网络对监测区域的高覆盖率,并减少网络中节点数量以降低组网成本,选用体心立方格结构进行传感器节点的部署。为了将节点收集到的信息高效地传递给网络使用者,提出了一种体心立方格部署下的网络路由协议。该协议基于节点位置与能量信息计算对数据包的转发概率,在保证数据包高投递率的同时减少冲突的发生;利用后续转发节点的反馈信息检测网络空洞的出现,并通过控制发送功率来改变节点的通信范围以穿越空洞。仿真结果表明,在保证网络连通性及数据包投递率的同时,该协议能够提高网络能量利用效率、平衡节点的能量消耗。

颈动脉“流空区”法与“内膜-中膜厚度”法早期诊断动脉粥样硬化的Kappa一致性检验

目的比较多普勒能量图显示＂流空区＂法与颈动脉内膜-中膜厚度法早期诊断动脉粥样硬化的价值。方法回顾性分析2014年6月~2014年10月在我院超声科行颈动脉超声检查161例受检者,应用颈动脉多普勒能量图观测颈动脉管腔内舒张期是否出现内＂流空区＂,并以颈动脉内膜-中膜测量（应用IMT测量分析软件测量）为金标准,进行Kappa一致性检验。结果两种诊断方法结果一致性好（Kappa值0.797,P〈0.01,Mc Nemar检验P〉0.05）,两者诊断不一致者可能近期粥样硬化处于平稳期或进展期有关。结论多普勒能量图显示＂流空区＂法与颈动脉内膜-中膜厚度法诊断结果一致性好,提高诊断准确性,两项检查结果具有互补性。

基于三维胞元空间的无线传感器网络路由算法

针对无线传感器网络路由算法中的3维空洞问题,该文提出3维胞元空间路由(3D Cell Space Routing,3D-CSR)算法。该算法针对贪婪算法中空洞区域无法路由的情况,利用3维胞元空间模型将这些空洞区域的边界加以确定,进一步运用胞元路由机制完成路由过程。同时,单个胞元内部采用了自适应选举机制,使其中的胞父节点保持活跃并参与路由而其余胞子节点保持休眠状态,以平衡网络能量消耗。仿真结果验证了3维胞元空间模型与3D-CSR算法的正确性和有效性,与3D-GPR(3D Grid Position-based Routing)和3D-CFace(3D Coordinate Face)算法比较,3D-CSR的消息发送率与节点存活率更高。

基于三维胞元空间的能量高效性多通道协作路由算法

针对无线传感器网络中因空洞引起路由效率降低的问题,该文提出了基于3维胞元空间的能量高效性多通道协助路由算法(3D-EEMCR)。该算法根据能量损耗模型,权衡考虑节点的剩余能量和位置信息来选举胞父节点,从而平衡网络能耗;另外,算法采用主通道和辅助通道相互协助的周边路由模式完成空洞区域的路由。仿真结果表明,3D-EEMCR相比3D-GPR(Grid Position-based Routing)和3D-CSR(Cell Space Routing)能够有效提高消息包的发送率,降低网络的平均能耗,延长网络的生存周期。

粉煤灰粒径特征对水泥砂浆性能的影响

通过对原状粉煤灰进行粉磨、分级、再混合等操作,获得不同粒径特征的粉煤灰颗粒群,替代部分水泥配制砂浆。测试粉煤灰-水泥-砂干混料的堆积空隙率、新拌及硬化砂浆性能,研究粉煤灰粒径特征对干混料堆积空隙率的影响以及堆积空隙率与砂浆流动性、抗压强度、抗渗性之间的变化规律。结果表明,新拌砂浆的流动性与干混料堆积空隙率间呈现良好的线性变化关系,干混料堆积空隙率对后期硬化砂浆抗渗性的影响作用较粉煤灰比表面积对其的影响更为显著。

载体桩的设计与施工

本文从载体桩的受力原理、设计计算、施工工艺与设备,对载体施工后周围土体的影响进行了试验研究,以确定最小的设计间距,以便更加全面地了解载体桩性能。

筛板上从泡沫工况向喷射工况转变气速的计算模型

筛板塔是应用历史最久的塔型之一。至今人们仍在对筛板塔进行大量的研究,但对筛板塔处于不同鼓泡层的结构及筛板塔各操作状态之间的划分这一课题,还基本上限于一些定性的直观描述。筛板塔的各操作状态之间主要由两点速度划分,即漏液气速和喷射转变气速。在他们之间筛板处于泡沫工况,当气速高于喷射转变气速时,筛板塔处于喷射工况。这两种工况是人们最感兴趣的,这不仅因为在工业上这两种工况用得最多,而且还因为在流动泡沫工况下气体为分散相,液体为连续相,一旦转变为喷射工况就发生了相变,气体变为连续相,原来是连续相的液体则被气体吹散为小液滴的分散相。这种工况的转变必然强烈地影响着两相间的传质,要掌握塔板上两相间的传质规律,首先要确定它是处于何种工况。

筛板塔漏液点气速的计算模型

本文从力平衡角度出发，并考虑到筛板上气液混合层的截面含气率和液面波动的影响，推导出筛板的漏液点气速的计算模型，可用于工程设计计算。

外加剂对无沙大孔生态混凝土性能的影响

将无沙大孔生态植被混凝土应用到水利护坡工程建设中,可以使混凝土与自然生态和谐相处。在无沙大孔生态混凝土配合技术试验的基础上,增加粉煤灰、减水剂等,研究其对混凝土性能的影响,结果表明:随着粉煤灰掺量的增大,沉浆厚度和沉浆面积先增大后减小;减水剂掺量越大,混凝土沉浆面积和沉浆厚度相应增大;减水剂、粉煤灰对无沙大孔混凝土强度影响不明显。

断层裂缝定量描述技术在塔中X井区良里塔格组裂缝研究中的应用

断层裂缝定量描述技术(简称VSD技术)是针对构造平缓区致密储层内部与断层相关裂缝定量预测的新方法。将该方法应用于塔中X井区良里塔格组(O3l)的断层裂缝研究中,以过井地震剖面断层构造的VSD计算为例,指出该技术主要包括运用断面脱空原理进行裂缝系统的定性识别和对存在脱空空间的断层构造开展VSD定量计算两部分,后者由构造建模、地层建模、裂缝孔隙度约束及VSD计算4个步骤组成。在过井VSD计算结果得到岩心、钻井、测井资料验证基础之上,对全区断层构造逐一开展VSD计算,得到良里塔格组最大裂缝孔隙度平面分布图,揭示研究区主要发育7个规模较大的裂缝系统,其发育分布与断裂系统紧密相关,但并无一一对应关系。有效裂缝是否发育主要受控于断层作用过程中是否产生断面脱空空间:如果产生,则裂缝系统发育;反之则不发育。