富水粉细砂层联络通道顶管法施工地表沉降分析

为研究富水粉细砂层地铁联络通道顶管法施工对地表沉降的影响,对郑州地铁12号线08工区埋深15 m、长7.5 m的联络通道在顶管法施工过程中的地表沉降进行了监测,并结合“地层-主隧道-内支撑-联络通道”体系三维数值模型,深入分析了顶管掘进过程中地表沉降的时空演化规律。结果表明:地表沉降量随着顶管机的推进逐渐增大,顶推到位后达到最大沉降值,其中台车就位、始发破洞及接收破洞阶段产生的沉降增量明显大于其他开挖阶段,设备拆除后,受卸载作用影响,地层产生一定量回弹,沉降值减小;地表沉降曲面呈漏斗状,沿联络通道中心线方向左右对称,沿垂直于中心线方向不对称,最大沉降值位于纵向距离联络通道中心靠近始发端3 m处;联络通道顶管法施工对地表横向影响范围更大,地表沉降集中发生区域近似椭圆形,其长轴垂直于联络通道中心线。

顶空固相微萃取/气相色谱法快速萃取-解吸土壤中7种芳香族化合物

利用氧化石墨烯功能化修饰固相微萃取(GO@SPME)针,结合气相色谱(GC)-氢火焰离子化检测器(FID)建立了检测土壤中7种挥发性芳香烃及其衍生物(包括甲苯、氯苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、硝基苯和萘)的快速萃取和解吸策略。考察了萃取液体积、搅拌速率、萃取温度、加盐量、解吸温度、萃取时间和解吸时间对目标物萃取效果的影响,确定在土壤样品中加入内标物质(氘代甲苯),经甲醇提取,顶空固相微萃取快速富集,再结合GC-FID进行检测,基质匹配内标法定量分析。在优化的实验条件下,该方法在15 s内可实现对目标物的快速萃取与解吸(萃取时间12 s,解吸时间3 s)。土壤样品中7种挥发性芳香烃及其衍生物的线性关系良好,相关系数(r^(2))均不小于0.9989,方法检出限(LOD,S/N=3)为1.71~11.60μg/g,定量下限(LOQ,S/N=10)为5.70~38.67μg/g;在3个不同加标水平(60、120、180μg/g)下的平均回收率为87.3%~109%,相对标准偏差(RSD)不大于12%。该方法前处理简单快速,成本较低,数据稳定可靠,适用于土壤样品中芳香族类化合物的快速检测。

对越顶技术重建前交叉韧带术后移植物应力的有限元分析

目的探究越顶(OTT)技术重建前交叉韧带(ACL)术后移植物应力分布特征。方法基于膝关节CT及MRI影像学数据,建立膝关节有限元模型。模型应用线弹性材料属性。骨的材料属性设置为弹性模量为12000.0 MPa,泊松比为0.3;韧带及移植物材料属性设置为弹性模量390.0 MPa,泊松比为0.4。将股骨固定设置为模型边界条件,对胫骨施加前向134 N拉力作为载荷条件。分析正常ACL及OTT技术重建术后移植物的拉应力、压应力、剪切应力和等效应力的受力特征。结果OTT技术重建ACL后移植物拉应力最大值(0.9 MPa)在股骨端前侧,正常ACL拉应力最大值(2.5 MPa)在股骨端后侧。压应力最大值(4.1 MPa)、剪切应力最大值(2.8 MPa)、等效应力最大值(3.2 MPa)均在股骨端前侧,与正常ACL压应力最大值(4.6 MPa)、剪切应力最大值(3.6 MPa)、等效应力最大值(4.7 MPa)位置一致。结论OTT技术重建ACL术后移植物压应力、剪切应力及等效应力最大值均在股骨端前侧,与正常ACL位置一致。

后路C_(2-3)固定结合顶棒置入与单纯后路C_(2-3)固定治疗不稳定Hangman骨折的比较

背景:Hangman骨折中Ⅱ、ⅡA、Ⅲ型常需手术治疗,手术方式选择存在较大争议,目前均存在术后复位不全及畸形愈合等不足;前期作者团队使用C_(2-3)拉力螺钉结合经口顶棒技术间歇性推顶C2椎体治疗不稳定Hangman骨折,取得了满意的临床疗效,但前期研究样本少,且缺少对照组比较。目的:比较后路C_(2-3)固定结合经口顶棒技术和单纯后路C_(2-3)固定治疗不稳定Hangman骨折的临床疗效。方法:回顾性分析西南医科大学附属医院收治的行后路C_(2-3)固定手术治疗的55例不稳定Hangman骨折患者临床及影像学资料,根据手术方案分为2组,其中23例患者接受后路C_(2-3)固定结合经口顶棒技术治疗(A组),32例接受单纯后路C_(2-3)固定术(B组)。比较两组患者的手术时间、术中出血量、并发症、术前及末次随访时疼痛目测类比评分、颈椎功能障碍指数、美国脊髓损伤协会脊髓损伤分级和患者满意度(Odom’s分级);另外对比各观察时间点C_(2-3)移位和成角及其他影像学指标的变化。结果与结论:①两组患者手术时间、术中出血量和术后并发症发生情况比较差异无显著性意义(P>0.05);②两组患者末次随访颈痛目测类比评分和颈椎功能障碍指数较术前获得显著改善(P<0.05),Odom’s分级显示A组优良21例(91%);B组优良29例(91%);两组各项临床疗效指标比较差异均无显著性意义(均P>0.05);③两组术前C_(2-3)成角和位移差异无显著性意义(P>0.05);术后及末次随访时,两组患者C_(2-3)成角和位移均较术前明显减小,差异有显著性意义(P<0.01);术后和末次随访上述指标比较差异无显著性意义(P>0.05);术后及末次随访时,A组C_(2-3)位移和成角较B组明显减小,差异有显著性意义(P<0.05);④末次随访时,A组患者均未发生残余畸形,B组发生残余畸形4例(13%,4/32);⑤因此,后路C_(2-3)固定结合经口顶棒技术可能有利于枢椎体复位和稳定,减少畸形愈合,获得更好的复位。

大直径长距离曲线顶管施工测量关键技术及应用

顶管施工测量是顶管施工技术中重要的组成部分,其目的是实时测量顶管机的空间位置,指导顶管机沿设计轴线开挖,直至顺利贯通。以上海某污水排管工程为背景,结合项目大直径、长距离曲线顶管的特点,从地面控制测量、顶管施工导墙测量等方面阐述了顶管施工测量关键技术,验证了该技术的可行性,保证了顶管施工质量。

特厚煤层留小煤柱沿空掘巷切顶卸压关键参数研究

为确定留小煤柱沿空掘巷条件下,切顶关键参数与现场地质条件的匹配性,通过砌体梁理论分析了基本顶岩层不同断裂状态下的载荷分布情况,同时确定了不同切顶高度和不同切顶角度的理论选择范围,而后通过数值计算横向对比了不同切顶高度和不同切顶角度对于巷道围岩变形情况、侧向支承压力分布情况、煤柱及巷道围岩破坏情况的影响。结果表明:切顶高度主要影响应力分布,切顶角度主要影响围岩破坏情况;在煤柱宽度10 m时,切顶高度越高,巷道围岩稳定性及支承压力峰值越低,其中切顶21.5 m较切顶9.5 m的侧向支承压力峰值降低了22%,顶底板和两帮变形量分别降低了24.8%和20%;同时煤柱及巷道围岩的塑性破坏整体随着切顶角度的增加呈“U”型规律分布,在切顶75°时达到最低,与切顶60°、90°(U型两侧较大值)相比,煤柱塑性破坏情况分别降低了7.9%和16.6%,围岩塑性破坏情况分别降低了16.5%和31.7%,综合得出,当切顶高度为21.5 m,切顶角度为仰角75°时,侧向支承压力峰值有所下降,围岩位移量大幅降低,巷道围岩及煤柱稳定性均有所改善。

基于天幕车型的顶部抗压结构改善

车身结构作为安全的基石,对安全性能有着不可忽视的影响,在设计时既要考虑人机及安全性能的平衡,也要考虑到成本及轻量化的需求。顶压作为安全性能的重要一项内容,对侧围系统的结构及材料等有着相当高的要求。文章通过对车顶抗压强度的仿真分析及优化,以达到中国保险汽车安全指数(C-IASI)抗压强度G级评价标准,从而总结全景天幕车型侧围结构的设计关键。结合某车型开发案例,对侧围顶压框架的优化设计,为后续车型的侧围结构设计提供参考。

煤巷快速掘进空顶留设距离与支护技术研究

为研究在巷道掘进期间合理空顶留设对围岩变形破坏规律及巷道掘进效率的影响,以韩城矿区下峪口煤矿为工程背景,通过采用理论分析、数值模拟及现场试验的方法,对23302进顺工作面进行合理空顶距留设及支护方案优化,从而提高掘进进尺。通过研究得出,基于近距离煤层顶板力学特征及岩层岩性,采用薄板理论,建立空顶区顶板力学模型,计算得到最大空顶距为5.86 m;将巷道支护方案优化为顶部锚杆间排距为750 mm×1000 mm,每排7根,取消帮部梯子梁;通过现场得出月进尺是原支护的143%,采用优化后的支护方案可以节省支护时间,实现了巷道安全快速掘进,可为类似条件矿井安全高效生产提供参考经验。

顶管技术在市政给排水施工中的应用

作为一种先进的非开挖施工方法,顶管技术近年来在市政给排水工程中得到了广泛的认可和应用,该技术避免了传统开挖式施工对地面交通和环境的干扰。本文首先概述了顶管技术的的定义和原理,然后详细分析了其在市政给排水施工中的应用范围及优势,最后探讨了顶管技术在市政给排水施工中的实际应用,以期为相关工程实践提供有价值的参考和借鉴。

高铁长大隧道斜井进正洞挑顶施工技术

隧道斜井进正洞处相比正常掘进具有开挖断面渐变、跨度大、结构复杂等特点,且过程中初支结构需要多次的应力转化,施工难度大、安全风险高,易出现冒顶、掉块等问题。西渝高铁樊哙隧道斜井进正洞挑顶施工,对过渡段进行小导管注浆和异形钢拱架加强,先纵向、横向开挖导洞再纵向分三台阶开挖正洞,拱顶变形和围岩水平收敛符合控制要求。挑顶方案有效的控制了交叉段的变形,总体效益良好,施工方案科学合理。

煤矿液压支架顶梁的耐久性分析及结构优化

在概述液压支架及顶梁结构的基础上,利用SolidWorks和ANSYS软件构建了液压支架的有限元模型,通过耐久性分析发现顶梁在高位姿态下的最小寿命为2554次,低位姿态时的寿命为2151次。选择顶梁的15个关键结构为优化对象,以耐久性为优化目标,利用ANSYS开展结构优化改进工作,使得高位和低位姿态下的耐久性分别提升了23.31%和28.07%。将新的顶梁结构应用到ZY9000/45/22D型液压支架中,经过一段时间的现场应用其发现达到了预期效果,结构的耐久性预计能提升20%左右。

薄煤层切顶留巷工作面采空区瓦斯治理技术

针对薄煤层切顶留巷工作面采空区瓦斯涌出量大的问题,提出在6303工作面通过控制采面配风、及时密闭挡矸支护漏风裂隙等措施有效减少采空区瓦斯涌出量,同时采用高位钻孔、低位钻孔及埋管方式抽采采空区瓦斯。现场应用后,采空区瓦斯抽采量稳定在4.5~7.2 m^(3)/min,采面内及回风流内瓦斯体积分数控制在0.28%以内,在后续回采期间未出现瓦斯涌出异常、体积分数突然增高等情况。现场采用的控制采空区漏风+采空区瓦斯抽采方式实现了薄煤层切顶留巷工作面采空区瓦斯有效治理。

浅圆仓锥形仓顶钢桁架平台支模的研究和应用

浅圆仓仓顶为锥形现浇混凝土结构屋面,锥形的仓顶结构在浅圆仓类建筑的施工操作中较为复杂困难,常规浅圆仓仓顶支撑体系一般采用满堂支架支撑体系,此工艺出现费工费料、效率较低且成本较高等问题,无法满足高施工效率、安全性与经济性的要求。随着浅圆仓的应用越来越广泛,公司研发的钢桁架平台支模体系,通过在遂平克明面粉有限公司生产基地浅圆项目施工应用,实践证明该体系安全可靠,具有良好的社会效益和经济效益,具有广泛的推广应用价值。

采煤工作面切顶卸压留巷技术研究

文章以3302回风巷留巷为工程背景,对切顶卸压留巷技术方案及应用效果进行分析。在3302回风巷留巷中,通过高强锚索进行超前支护,为后续留巷创造良好条件;通过定向预裂爆破切顶使得留巷段顶板与采空区顶板形成切顶线,达到采空区顶板沿切顶线垮落;通过顶板临时支护及挡矸支护,确保采空区垮落期间顶板稳定并避免采空区破碎矸石入侵留巷空间。工程应用后,3302回风巷留巷段顶板下沉量控制在251 mm以内,巷道断面可满足后续使用需要。

深井工作面顶板巷道卸压参数确定及控制技术研究

为解决深井工作面巷道顶板受深部采动应力而诱发的围岩大变形现象,采用理论分析及现场试验等方法,建立了应力拱力学模型并推导得出顶板巷道卸压高度计算公式,确定了某矿17191(1)瓦斯综合抽采巷合理切顶位置位于47.3 m高度的中细砂岩,为保证切顶效果,须设置49.9 m以保证将此岩层切落。确定了现场切顶卸压关键参数并进行工业性试验,采用了切顶爆破后,巷道最大高度由初始3.5 m降至3.24 m,断面收缩率为7.4%,有效控制了瓦斯抽采巷围岩稳定,巷道断面满足巷道正常抽采要求,保证了工作面安全稳定生产。

特厚煤层底板断层破坏与顶板垮断联动效应的CFDEM模拟研究

特厚煤层采场空间大、覆岩扰动范围广,顶板垮断产生的强扰动加卸荷载易导致底板断层破坏加剧。通过数值模拟研究特厚煤层底板断层突水与顶板垮断联动效应机理规律是开展水害防治的基础,关键在于掌握加卸载下岩体渐进破坏与裂隙流耦合特征。构建加卸载下拉、剪损伤演化方程,结合有效偏/球应力为基本变量的屈服准则与塑性势函数,得到完整岩块的塑性损伤本构;建立拉/剪、混合型加卸载过程中塑性位移与强度劣化关系,以平方拉剪应力与B-K准则为初始、完全断裂准则,形成非贯通裂隙断裂本构;提出岩块分离、压缩、剪切判据,结合实验数据建立离散块体间挤压、剪切摩擦本构与剪胀方程。基于质量/动量守恒、状态方程,并结合流体体积与浸没边界方法,形成裂隙岩体气−水二相流模拟理论。由此形成CFDEM数值计算程序,并将加卸载下塑性损伤、断裂、挤压/摩擦、流体属性分别赋予实体单元(岩块)、黏聚力单元(非贯通裂隙)、接触对(贯通裂隙)、欧拉单元(水和气)。根据宁武煤田北部矿区工程地质条件,建立特厚煤层底板断层突水与顶板垮断联动效应数值计算模型。结果表明:①CFDEM耦合程序及相应的理论模型可数值实现特厚煤层覆岩及底板断层从(准)连续体到离散体转化,以及地下水在裂隙中运移;②模拟条件下特厚煤层含断层底板的采动裂隙包络线呈w形,最深处超过55 m位于断层及其上盘,最浅处23 m位于断层下盘,而无构造底板处的破坏深度为24~36 m,已导通奥灰含水层;③特厚煤层底板普遍出现二次破坏现象。表现为无构造底板在超前工作面处破坏深度为24.0~29.3 m,但在采空区内普遍增加至31.5~36.0 m;断层及其上盘在超前工作面处裂隙总开度为0.34~0.86 m,但在采空区内迅速增加至3.6 m,形成突水优势通道。④底板断层突水与顶板垮断联动效应的根源在于覆岩高位关键岩层垮断失稳、砌体梁下沉与二次断裂,并导致底板二次破坏,突水风险加剧。

弹−塑性基础边界两侧采空(留煤柱)基本顶板结构初次破断特征

为了研究两侧采空留煤柱工程条件下基本顶板结构的断裂位态及工程指导意义,构建考虑实体煤弹塑性变形与两侧煤柱宽度及支撑能力弱化的基本顶板结构双塑化基础边界力学模型,基于有限差分算法与主弯矩破断准则系统计算了在非对称煤柱区和长边实体煤区的断裂线形态、区位属性及整体位态特征,并从7个层面、横纵向4对区域与传统模型对比,阐明新模型所得新结论及工程意义。结论如下:(1)两侧非对称煤柱参数对长边实体煤区域的基本顶主弯矩及破断位置影响小,但分别显著影响煤柱区的主弯矩大小、位置及断裂形态。两侧煤柱区(较强/宽煤柱区+较弱/窄煤柱区)基本顶断裂线形态有3类演化模式,随基本顶厚度及弹模增大而煤柱宽度、支撑能力及悬顶跨度减小,其变化规律为:非对称的“连续单弧形+连续单弧形”→“连续单弧形+开口间断双短弧形”→非对称的“开口间断双短弧形+开口间断双短弧形”。(2)长边实体煤区基本顶的断裂线主要有3类区位属性,随基本顶厚度及弹模增大而实体煤的塑性区宽度、塑化程度及悬顶跨度减小,其演变规律为:断裂线在塑性煤体区(C-S式)→弹塑性煤体分界区(C-TS式)→弹性煤体区(C-T式);(3)考虑断裂线区位属性,随基本顶厚度和弹模增大而煤柱宽度、支撑能力及悬顶跨度减小的基本顶全区域破断模式及演变规律为:C-S式的■→C-TS式的■→C-T式的■→C-T式的■→C-T式的■。针对研究两侧采空(煤柱)基本顶板结构破断的3类力学模型,从7个层面对比了3类模型的重要区别,从横向4个区域(开采区域的前方与后方、两侧煤柱区)与纵向4个区域(非对称遗留煤柱下伏、下伏开采空间出/进煤柱/体)阐明了其重要工程作用。

千米深井切顶卸压自成巷支护技术及应用

为了解决深部复杂条件下的切顶卸压自成巷难题,以红阳三矿703工作面运输巷道为研究对象,从恒阻大变形锚索超前支护、切顶巷内支护、切顶巷旁支护三个方面研究了切顶卸压沿空成巷支护技术,并对现场试验巷道顶板受力以及巷道围岩变形量进行了监测。结果表明:在超前工作面实施爆破切顶能够极大降低巷道所受应力,成巷区巷道顶板整体下沉量较小,巷中顶板最大下沉量约385 mm,平均下沉量约280 mm,巷中底鼓最大值545 mm,碎石巷帮无明显侧鼓现象,实体煤帮无明显片帮现象,满足安全和使用要求,巷道围岩变形在可控范围内,留巷效果良好。

基于MaxEnt生态位模型预测当前气候条件下顶羽菊在中国的潜在适生区

顶羽菊Rhaponticum repens(L.)Hidalgo又称匍匐矢车菊,为我国进境植物检疫性有害生物,是一种繁殖力、抗逆性强且难以防除的杂草,可对农作物及牧草等造成危害。本研究基于顶羽菊在全球范围内的地理分布数据,以及当前条件下影响物种分布的环境因子,利用MaxEnt生态位模型预测顶羽菊在我国农田和草地区域的潜在分布。结果表明,影响顶羽菊潜在分布的主要环境变量为最干月份降水量、年平均温度、昼夜温差与年温差比值、最暖季度平均温度、最湿月份降水量、降水量季节性变异系数、最热月最高温度以及最干季度降水量。预测结果表明,顶羽菊在我国36°N-48°N,75°E-108°E范围高度适生,包括新疆西部、甘肃、宁夏、内蒙古三省交界处及周边地区;新疆东北部、宁夏南部、甘肃东南部、内蒙古中部、陕西和山西大部分地区、云南、西藏、四川、辽宁、黑龙江少许地区为中适生区。此外,顶羽菊对我国农田潜在危害面积达4.536万km^(2),占我国农田总面积的25.34%,对我国草地潜在危害面积达8.875万km^(2),占我国草地总面积的29.05%。综上所述,建议将我国内蒙古、宁夏、甘肃、新疆等地区列为顶羽菊高风险重点监测区,尽早采取防控措施,防患于未然。