深部破碎围岩条件下立体交叉巷道超前治理技术研究及应用

随着浅部煤炭开采向深部煤炭开采转变,深部高应力环境下掘进工作面立体交叉点附近巷道围岩松散破碎难以支护的工程问题,成为影响巷道快速掘进和后期使用维护的难题,考虑巷道围岩裂隙的存在,采用注浆超前治理+中空注浆锚索锚注一体化支护技术,研究结果得出:破碎岩体中,端头锚固方式容易发生脱黏失效,锚索预紧力达不到设计要求,且无法通过黏锚力控制浅部围岩,随着锚固长度增加,锚固力显著增强,对浅部破碎围岩的控制效果也越好。基于上述研究,提出破碎围岩条件下过揭发巷道注浆超前治理+中空注浆锚索锚注一体化支护技术,经工业性试验,巷道变形得到有效控制。

基于仿真的锚系设计优化

针对拉锚试验出现的问题以及传统二维锚系设计周期长、成本高的现状,进行全新的锚系交互设计,利用拉锚仿真软件对邮轮现有锚系设计进行验证,自主设计全新的锚唇线型,快速将二维设计转化为三维数字模型并进行数字验证,缩短设计周期,经过仿真可以提前发现问题,直接在软件中修改模型,直至生成最终方案,保障木模试验的成功率,有效降低时间和成本消耗。

悬索桥主缆型钢锚固件尺寸参数影响分析

为研究大跨度悬索桥型钢锚固体系承载力影响参数、破坏机理、设计理论,文中以杭瑞高速洞庭湖大桥锚固体系为研究对象,通过ABAQUS有限元模拟,研究型钢锚固体系中前锚杆及后锚梁的尺寸参数对锚固能力的影响,分析锚体尺寸对于承载力的影响机理,结果表明,锚体水平尺寸对于结构承载力的影响较大;竖向尺寸对于结构承载力的影响较小,但对破坏面发展形态较为关键;锚固体系极限承载能力主要由破坏面的发展面积控制。

高应力煤巷围岩多维预应力锚索桁架模拟研究

针对某矿1209材巷高应力生产地质条件,利用ABAQUS软件分别模拟分析了多维预应力锚索桁架和巷道围岩应力和位移特征,综合验证了多维预应力锚索桁架保障高应力巷道围岩稳定的优越性,为多维预应力锚索桁架在高应力煤巷的应用提供了一定的理论基础。

高应力煤巷围岩多维预应力锚索桁架应用研究

分析了某矿1209材巷围岩大变形特征,提出采用多维预应力锚索桁架进行控制;研究了维预应力锚索桁架主要优势和作用原理,并在现场进行了应用实践,现场监测得出采用多维预应力锚索桁架进行控制后巷道围岩顶板和两帮变形量显著降低,保障了巷道围岩的稳定性,取得了良好的应用效果。

船舶锚系三维建模及拉锚试验的仿真分析

提出了一种基于ADAMS和UG的轮船锚系三维建模和拉锚过程动态仿真分析的方法,利用该方法可以验证锚链筒、锚穴形状、尺寸及在船上位置等设计的可行性,及时发现设计上存在的问题,根据仿真结果对锚链筒和锚穴位置和形状进行设计修正,取代传统的木模拉锚试验.该方法可节约人力物力,提高工作效率.通过对2600kW近海拖轮船首及锚系三维建模及基于ADAMS动力仿真分析,验证了该方法的正确性和可行性,并且具有木模拉锚试验所不能实现的优越性.

一种基于锚节点分簇的传感器网络节点定位方法

提出一种基于锚节点分簇的节点定位方法,该方法以锚节点为中心自适应构建成簇,并将处于多个簇重复覆盖的节点作为伪锚节点。在测距方法构建节点间距离矩阵基础上,结合多维尺度分析和锚节点位置信息实现了对节点进行相对位置定位,并通过伪锚节点与锚节点位置信息进行坐标变换实现了绝对位置智能定位,提高了定位的准确性。仿真结果表明,该方法定位精度高,对测量误差、节点连接度以及锚节点比例的变化有很强的鲁棒性。

高强度高精度锚杆钢筋生产工艺优化

高强度高精度锚杆钢筋对尺寸精度和机械性能均提出了较高的要求。石横特钢首先通过控制轧制解决了冲击功差、机械性能不达标的问题;随后通过活套设计选型优化、控制程序优化、轧制工艺优化、轧辊加工标准改进和加热工艺优化等,解决了锚杆钢尺寸稳定性差的问题。成材率由92.62%提高到了97%,轧制速度由13m/s提高到15m/s。

斜拉桥塔锚固区光弹性应力分析与等倾线图像处理

本文采用光弹性冻结应力法，对独塔斜拉桥塔锚固区进行了应力分析，给出了有关截面的边界应力分布及主应力迹线，从而为优化工程设计提供了重要的参考依据。本文还提出了一种新的提取等倾线的方法──图像对数增强相减法，实现了等倾线与等差线条纹的分离，同时使条纹得到了细化，提高了处理等倾线的速度与准确度。编制了自动绘制主应力迹线的程序，利用它绘制了桥塔截面的次主应力迹线。

锚索与锚杆联合锚固支护岩坡的有限元分析

针对广东某高速公路74 m高的7级挖方边坡,采用三维弹塑性有限元数值计算方法分析山区路堑开挖岩质边坡的锚固支护的受力情况。分别计算了坡体无锚和3种不同的锚固方案。通过坡体无锚方案的计算确定坡体的滑动面并为锚固方案的设计提供依据。3种锚固方案中的预应力锚索和锚杆按不同方式进行了组合。所建立的锚固坡体三维有限元分析模型对锚固坡体进行了合理简化并节约了计算量。计算中锚索的预应力采用预先施加应变的方式施加。计算分析表明,边坡加锚后可显著减少边坡塑性区。实际工程中采用预应力锚索和锚杆交错布设方案进行边坡锚固支护可较好地达到安全与经济并重的边坡处治原则。现场监测结果表明,锚固边坡有限元分析合理可行。

基于锚球交域重心的WSN三维定位算法研究

针对无线传感器网络在三维空间应用场景,基于Bounding Cube算法,提出一种基于锚球交域重心的无线传感器网络三维定位算法,通过求解相交球区域重心,确定未知节点可能的定位坐标位置。算法通过降维处理,简化了计算的复杂度。仿真结果表明,在10m×10m×10m的区域内随机部署1000个传感器节点,锚节点比例由4%增加到10%的过程中,算法的定位精度比BoundingCube算法平均提升了48.93%,仅需40个锚节点,就能将定位误差降低到31.96%。

锚固岩体的三维数值流形方法模拟

提出了三维数值流形方法中锚杆的计算模型,并给出了相应的算法和公式。算例表明,该模型能较好地反映加锚岩体的变形行为以及锚杆的加固效果。

优化混合蛙跳算法的WSN三维定位方法

根据传统混合蛙跳算法(Shuffled Frog Leaping Algorithm,SFLA)收敛速度较慢、局部最优的不足,提出了优化混合蛙跳算法(Optimized Shuffled Frog Leaping Algorithm,OSFLA),并将其应用于无线传感器网络(WSN)节点三维定位。在三维定位中运用极大似然法进行粗略定位,对锚节点进行加权处理,设定搜索区域,再使用优化蛙跳算法进行迭代求精。仿真实验结果表明:优化混合蛙跳算法(OSFLA)比混合蛙跳算法(SFLA)具有更高的收敛速度和定位精度,同时更加适合于锚节点数较少场合。且在三维定位中与常用的几种算法相比OSFLA算法在定位精确度和稳定性方面都具有一定的提高。

复合荷载作用下锚杆重力式海上风机基础的地基承载特性

针对最近提出的锚杆重力式海上风机基础形式,采用通用有限元分析软件ABAQUS研究了复合加载条件下此新型基础的承载特性。采用Swipe方法与固定位移比法构造了V(竖向)-H(水平)荷载平面的地基破坏包络线,计算结果表明:随着弯矩的增大,包络线会逐渐缩小。

一种新型的无线传感器网络三维定位机制

节点定位在无线传感器网络的应用中起着重要作用,一直备受学术界和工业界的关注。现有的大多数定位算法针对平面应用而设计,无法满足三维空间应用。针对目前三维空间定位算法的不足,提出了一种新型的无线传感器网络三维定位机制(BTDL),算法中根据未知节点通信范围内锚节点数目,建立空间向量模型进行定位。仿真结果表明,该算法不仅提高了节点定位精度,并且锚节点通信半径和密度对算法的定位误差影响较小。

一种新型的无线传感器网络三维定位算法

节点定位在无线传感器网络的应用中起着重要作用,一直备受学术界和工业界的关注。现有的大多数定位算法针对平面应用而设计,而现实应用中的无线传感器网络节点往往分布在三维空间中,研究三维空间定位更加符合实际节点的应用情况。针对目前三维空间定位算法的不足,提出了一种新型的无线传感器网络三维定位算法。该算法无需额外的硬件支持,根据未知节点通信范围内锚节点数目,建立空间向量模型进行定位;并且在估计未知节点坐标时,根据该未知节点通信范围的锚节点对其所在位置进行约束。仿真结果表明,该算法通信开销小,提高了节点定位覆盖率和定位精度。

基于三维土拱效应的预应力锚拉桩锚头间距确定

讨论了传统预应力锚拉桩支护结构荷载传递路径存在的不足,根据其受力特性,首次提出了基于三维土拱效应的力学计算模型,并对该模型的正确性进行了验证。分析了土拱的形状、土拱的拱高,进而提出了该模型的数学表达式。同时对三维土拱的形成条件进行了论证,建立了形成土拱的静力平衡条件及土的强度条件,在此基础上确立了锚头间距的控制方程,分析了抗剪强度参数c、φ及桩板后土压力q的对锚头间距的影响。最后,将上述分析成果应用于一工程案例,节约了工程造价效果。

竖向锚定板水平抗拔承载力三维力学模型分析

竖向锚定板的水平抗拔承载力确定是锚定板档土结构设计中一个不可回避的关键问题,而当前有关这方面的理论研究还存在很多不足。在总结了当前有关竖向锚定板水平抗拔承载力研究的基础上,深入分析了竖向锚定板水平受拉时的三维力学机制,指出了当前理论研究中存在直接套用条形锚定板的平面应变模型用于矩形锚定板的三维问题、板前滑移线场假定具有主观性、未考虑板土接触面的真正力学特征对系统力学机制的影响这3方面的不足之处,论证了构建三维力学模型的必要性;并进一步就该问题三维力学模型的构建、板土接触面特性的考虑以及浅锚、深锚的统一指明了研究思路,为后续竖向锚定板抗拔承载力的深入理论研究奠定了基础。

基于分层定位的无线传感器网络定位研究

在无线传感器网络中,传感器节点定位是很重要的技术。提出了分层定位的思想,研究了一种集中与分布相结合的定位方法。分层定位技术通过筛选具有固定连接度的框架节点并分步定位,适用于高连接度的网络,可用于计算框架节点和普通节点的定位。仿真验证了分层定位在均匀分布节点网络中具有良好的定位精度。与其它现存方法相比,分层定位的策略可更灵活运用在各种定位应用中。

基于三维能量屈服准则的新老混凝土无锚筋结合面抗剪强度统一计算方法

已有新老混凝土无锚筋结合面抗剪强度的计算方法分为考虑正应力和不考虑正应力2类,两类方法不仅存在理论依据不充分的问题,而且计算精度也有待提高,能够考虑正应力以及正应力为0的统一计算公式还未见报道。根据剪切试验破坏特征、机理,分析新老混凝土无锚筋结合面破坏机构,基于三维能量屈服准则、虚功原理和塑性极限分析理论,详细推导新老混凝土无锚筋结合面抗剪强度理论计算公式。引入考虑正应力和粗糙度的综合影响系数,基于已有剪切试验数据并借助三维曲线拟合技术对理论公式进行修正,得到新老混凝土无锚筋结合面抗剪强度统一计算公式。采用不同方法对27个新老混凝土无锚筋结合面压(拉)剪复合受力试验试件以及30个新老混凝土无锚筋结合面纯剪试验试件进行抗剪强度计算,对比分析结果表明:统一计算方法理论依据充分、计算简便,既可用于压(拉)剪复合受力构件,也可应用于纯剪受力构件;对于压(拉)剪复合受力试验试件,该文方法计算值与试验值的偏差率大都在±15%以内,统一计算公式的计算精度高于已有考虑正应力的计算方法;对于纯剪试验试件,该文方法计算值的偏差率大都在±20%以内,除计算低强度混凝土试件偏差率较大之外,统一计算公式的计算精度明显高于已有不考虑正应力的计算方法。