爆后钢筋骨架零长度塑性铰失稳判别模型与试验验证

为了进一步研究骨架的残余承载能力对建(构)筑物失稳倒塌的影响,基于爆破后立柱钢筋骨架形态及其受力情况,建立了零长度塑性铰计算模型,并开展了不同爆破破坏程度下残余钢筋骨架的承载能力测试试验。结果表明:高度和弯曲程度对承重立柱爆后钢筋骨架承载能力有显著影响,当初始挠度接近时,试件峰值承载力随骨架高度增加呈线性降低关系;当骨架高度相同时,试件峰值承载力随弯曲程度增加呈非线性降低关系;与传统欧拉等直压杆模型和初弯曲压杆模型相比,零长度塑性铰失稳判别模型的计算结果更接近模型试验值。论文研究成果对高大建(构)筑物拆除爆破设计和抗连续倒塌分析具有一定参考意义。

煤巷复合顶板岩层失稳判别方法与冒顶隐患分级

针对同一巷道不同区域复合顶板垮落问题,建立了巷道复合顶板岩层过梁结构力学模型,获取巷道顶板岩梁破断失稳形态和极限条件,提出了巷道复合顶板岩层失稳判别方法,探讨了巷道复合顶板破坏失稳与岩层定量关系影响因素,建立了巷道复合顶板冒顶隐患级别划分指标体系,给出了隐患分级方法,将巷道冒顶高度作为冒顶隐患的分级指标,开发了巷道复合顶板稳定性判别软件,掌握了石圪台矿2-2煤顶板冒顶隐患级别区划特征,给出了基于巷道冒顶隐患分级的回采巷道顶板支护参数设计方案,实现差异化支护设计的同时,减少支护材料浪费,降低高冒风险巷道的事故发生概率。

重力坝深层抗滑稳定失稳判别标准探讨

深层抗滑稳定是重力坝设计中的重要问题。传统的刚体极限平衡法虽然计算简单且有丰富的工程实践,但无法分析坝基的破坏发展过程。数值分析可以模拟坝基应力、变形和破坏机理,在深层抗滑稳定分析中逐步得到广泛应用。基于有限单元法和有限差分法,通过强度折减分析重力坝深层抗滑稳定,探讨了不同失稳判别准则下稳定安全系数的差异性。以葛洲坝水利枢纽为例,采用有限单元法和FLAC3D显式差分法进行了重力坝深层抗滑稳定分析。结果表明,采用塑性区贯通判别准则进行抗滑稳定分析可行有效,控制标准可取为塑性区达到建基面宽度的15%。研究成果可为重力坝深层抗滑稳定设计提供参考。

高腹板梁失稳判别式推导及工艺措施

随着我国港口的发展,港口机械的市场日益增大,竞争也日趋激烈。为降低成本,减轻整机重量是钢结构设计方面首要解决的问题。因此目前设计上大量采用了板梁结构或由薄板工字梁构成的各类桁架结构。这类工字梁一般都为高腹板梁。

动载扰动下深井护巷煤柱失稳破坏机理

深部矿井护巷煤柱常处于“三高一扰动”的复杂环境,护巷煤柱稳定性对煤矿通风、运输与行人起着关键作用。针对动载扰动下深井护巷煤柱已发生突变失稳的问题,以新河煤矿-980 m水平3煤层6302工作面南部集中大巷保护煤柱为工程背景,基于FLAC^(3D)模拟软件研究了动载扰动下深部护巷煤柱破坏失稳演化过程,分析了动载强度、煤柱尺度对煤柱动力破坏演化的影响规律,进而建立了护巷煤柱动力失稳尖点突变失稳模型和判别式,揭示了动载作用下深井护巷煤柱破坏特征及突变失稳机理。研究表明:①增大护巷煤柱尺寸能够提高稳定性,减小其失稳破坏的几率;②外部动载冲击强度越大,护巷煤柱易发生整体失稳破坏;③基于护巷煤柱承载力学模型,利用尖点突变模型和弹性薄板理论推演了与外部动载强度、煤柱尺寸等因素有关的煤柱稳定性判别式,提出了动载扰动下深井护巷煤柱失稳破坏判别方法,并进行了工程验证。研究成果丰富了煤柱失稳类冲击地压的预防和控制理论体系,为现场工作面回采护巷煤柱的留设及维护提供可靠的理论指导。

基于广域响应的大电网暂态稳定判别技术仿真软件的开发与应用

基于广域响应的暂态稳定实时判别与紧急控制技术是当前电力系统稳定领域的研究热点。开发了一种基于广域响应的大电网暂态稳定判别技术仿真软件。给出了软件框架结构、功能模块和工程应用情况。该软件以电网实际受扰量测数据或离线时域仿真软件结果作为输入,实现了多种基于响应的暂态稳定判别技术的评估与可视化展示,具有方便的文件管理、可扩展暂态稳定判别以及算例批量计算等功能。工程应用表明所开发软件具有较好的工程实用价值。

有限元强度折减法边坡失稳判据

有限元强度折减法分析边坡稳定性的一个关键问题是根据有限元计算结果来判别边坡是否处于整体破坏状态。目前,判别失稳的依据主要有三个,即依据计算的收敛性、特征部位位移的突变性和塑性区的贯通性。为考查目前各种失稳判据的合理性及其适用性,借助ADINA有限元软件分别用三种失稳判别标准对二个典型算例进行了稳定分析,并将安全系数与Spencer极限平衡法所得到的总体安全系数进行了对比,进而对三者的适用性、一致性等进行了分析研究。

基于广域响应的电力系统暂态稳定控制技术评述

电力系统暂态稳定控制技术是维持电网安全稳定运行的核心问题之一。随着PMU/WAMS的广泛应用,基于广域响应的暂态稳定控制技术已成为重要发展方向。从受扰轨迹快速预测、暂态失稳实时判别、暂态稳定紧急控制三个方面,以理论和应用相结合的观点,对广域量测在电力系统暂态稳定控制研究中的应用进行了评述。最后,进一步探讨了现有控制技术所亟待解决的问题。

基于强度折减法的格仓式圆筒围堰稳定性有限元分析

格仓式圆筒作为深厚软土地基上人工岛围堰主体结构,其在围堰内部填土、外部尚未抛石斜坡堤工况下作用荷载复杂,难以采用有限元加载系数法进行稳定性分析。结合工程算例,基于强度折减法建立格仓式圆筒围堰三维弹塑性有限元分析模型。建议了基于强度折减系数-位移(Fv-S)曲线突变点法失稳判别标准,得到格仓式圆筒失稳模式和稳定性安全系数。结果表明格仓式圆筒结构失稳模式为筒体倾覆破坏,稳定性安全系数随格体入土深度增加而增大,随水平荷载和后方堆载的增加而减小。研究成果可为格仓式圆筒围堰工程设计提供借鉴和参考。

煤与瓦斯突出、冲击地压复合动力灾害一体化研究

随着煤矿向深部开采,一些矿井动力灾害既表现出煤与瓦斯突出的部分特征,又有冲击地压的部分特征,2种动力灾害互为共存、互相影响、相互复合,难以界定为单一灾害类型,为此提出煤与瓦斯突出、冲击地压复合动力灾害的概念。通过复合动力灾害一体化理论研究,揭示了复合动力灾害发生的统一机理,据此建立了统一失稳判别准则;基于现有动力灾害分类所存在问题,将动力灾害划分为4种类型,在此基础上,针对矿井复合动力灾害类型创新研发了钻屑法多指标一体化检测及煤体温度、煤体电荷实时连续监测设备,形成了复合动力灾害一体化分类分级预测技术;同时,提出了瓦斯抽采、深孔爆破断顶-破煤-断底卸压、煤层注水等消减瓦斯内能、释放煤岩弹性能的复合动力灾害一体化防治技术。

岩-煤-岩组合体破坏特征及冲击倾向性试验研究

为合理评价开采区域的冲击矿压危险程度,分析了岩-煤-岩组合体受载过程中各部分的位移、加速度、刚度及能量等物理参量的演化规律,提出了以煤体峰值后刚度和岩石卸载刚度为基本参量的组合体稳定破坏和失稳破坏的判别条件。结果表明,岩-煤-岩组合体的破坏状态由其中的煤体峰后刚度及顶底板岩石刚度k1,k2对比关系决定,峰值后卸载至煤体曲线刚度变化率满足21 2 1 2k k m/[(k k)u]的点S后,系统不再维持平衡状态,由稳定破坏转为失稳破坏。提出了采用岩-煤-岩组合体破坏过程中顶底板释放和煤体消耗的能量之比参数作为煤岩组合条件下的冲击倾向性评价指标,并对2个矿区7个地点实际样品进行了冲击倾向性测试结果对比分析,其中有2个取样地点的顶底板会影响煤体冲击倾向性评价结果,试验结果表明,采用岩-煤-岩组合体模型比单纯煤样测试结果能更好地反映现场围岩实际条件对冲击危险的影响程度。