黄铁矿晶体断裂机制与表面反应性研究

通过密度泛函理论、断裂键参数和晶体结构分析,本文研究了黄铁矿晶体各向异性、晶体断裂规律及表面反应性。研究结果表明,黄铁矿晶体中存在Fe—S和S—S两种化学键,且Fe—S键的键能高于S—S键。Fe—S键与S—S键强度不等导致晶面断裂键密度与表面能关系不显著。通过引入化学键能量参数,本文得出晶面断裂能密度更适合分析黄铁矿晶体断裂机制和预测表面能,进而从晶体化学的角度解释了黄铁矿(100)、(111)、(210)、(110)面的表面能及其在晶体断裂时出现的困难程度依次增加的趋势,同时明确了黄铁矿常见暴露面的位点配位性质。基于此,研究得出黄铁矿表面低配位数的位点活性相对较强,从晶体化学的角度阐述了含金黄铁矿具有良好可浮性以及黄铁矿不同晶面氧化性差异的机理。

基于强度折减法及雷达探测法的破碎岩质边坡的稳定性研究

露天矿山断层破碎带附近的终了边坡的稳定性是矿山开采过程中重点研究对象,也是近年来国内外学者所研究的重要地质灾害之一。为了研究某矿山岩质破碎终了边坡的稳定性,以强度折减法为计算核心,采用雷达探测法提供基础岩体数据,并通过室内岩石力学试验法和结构面检测法等综合技术手段对该矿山两处破碎带(Ⅰ-Ⅰ剖面和Ⅱ-Ⅱ剖面)的岩体性质及边坡的稳定性分别进行了研究。结果显示:Ⅰ-Ⅰ剖面和Ⅱ-Ⅱ剖面的岩体力学参数均相对较低,但是边坡的整体性相对较好,通过三维数值计算得出两个剖面的最大剪应变的变化均不大,且两剖面最大剪应变的位置均出现在终了边坡的底部,边坡的上部和中部均没有产生大量的应变集中现象;通过对该矿区进行数值计算得出两处破碎带,随着矿区的开采,台阶坡面角设计为60°时,边坡的安全系数分别为1.61和2.41,两个边坡均处于稳定状态。

路堑边坡折线滑动极限状态设计方法研究

针对工程上常见的由数组软弱结构面控制的边坡进行极限状态分析,基于传递系数法构建功能函数,使用一次二阶矩验算点法求解三组典型边坡可靠指标和分项系数,进而构建折线滑动面边坡的设计表达式,给出分项系数建议值;结合张吉怀铁路芙蓉镇站既有顺层路堑边坡工点,验证了设计表达式和分析方法的可行性。

岩爆过程释放的能量分析

能量积累与耗散是岩爆机理研究的重要内容之一。以往的研究一般将岩爆过程释放的能量归结为隧道围岩的弹性应变能。分析表明,开挖状态下,围岩可以积蓄的宏观弹性应变能小于岩爆过程释放的总能量。根据理论物理学、结晶学及矿物学相关理论与岩爆特征,岩爆能量应属于破裂面两侧断裂晶体的应变能,并非围岩整体的应变能。岩爆破裂面断裂晶体的应变能是在裂纹到达的瞬间因晶体被拉伸到极限状态而达到最大值并高速释放的,因此,岩爆能量的积累过程是短暂的、瞬时的。岩爆过程释放的能量转化为表面能、动能及热能等形式,而动能是裂纹持续快速扩展的主要驱动力。

基于三维激光扫描技术的路面断板深度检测

针对传统的路面检测方法无法直接获得路面的深度信息,设计了一种基于三维激光扫描技术的路面断板深度检测方法。该方法首先通过三维激光扫描仪得到路面点云数据,其次将路面断板数据沿水平方向分为若干切片,然后对每一断板切片上下平面分别进行拟合,最终根据上下平面之间的距离确定断板的深度。根据实际工程需要,提出了一种基于动态阈值的平面拟合迭代算法,不仅可以有效地识别并去除断板点云数据中的无效点,而且可以在点云数据三个方向都存在误差的情况下实现平面计算。实验结果表明,该方法不仅能得到整个路面断板的深度信息,还能反映出断板深度沿水平方向的变化趋势。

三维加筋折线边坡稳定性上限分析

基于极限分析上限定理,建立了三维加筋土折线边坡的旋转破坏机制,推导了内能耗散和外力功率的解析表达式,同时考虑了加筋强度系数、水平地震力系数以及高度系数、坡角、宽高比等三维折线边坡几何参数对稳定性系数的影响并绘制了相关图表。结果表明,就凸状折线边坡而言,稳定性系数随着上坡角增大而减小,随上级高度系数增大而增大;当宽高比小于4时,三维效应对边坡稳定性系数有较大影响;边坡稳定性系数随加筋强度系数增大而直线增大,采用加筋层提高边坡稳定性效果显著。

平面闭折线的环数及其求法

本文在文献 [1]的基础上 ,对平面闭折线的环数概念作了更精细的刻划 ,并给出了计算环数的“保角分离变换”

晶面断裂能及晶体断裂机理:以锆石为例

探索矿物晶体断裂及晶面暴露机制,对于精准调控矿物表面性质具有重要指导意义。前期提出的断裂键密度D_(b)法,可准确解析具有一种类型断裂键的矿物/材料晶体的断裂机制。然而,对于具有两种及以上类型断裂键的晶体,需要探索新方法。本文以具有3种类型断裂键的锆石晶体为例,采用第一性原理计算与Bader电荷分析,提出基于键级权重的晶面断裂能密度(S_(c))方法,快速评估锆石沿各晶面断裂的难易度,揭示晶面暴露规律。晶体化学键键能计算分析表明,锆石晶体中各化学键键能大小顺序为Si—O(6.00 eV)>Zr—O_(β)(2.87 eV)>Zr—O_(α)(1.60 eV)。晶面断裂能密度S_(c)计算表明,锆石晶体沿(200)面最易断裂,因此(200)面最易暴露。此外,S_(c)与表面能有良好相关性,在一定条件下,晶面断裂能密度S_(c)可用于快速评价晶面稳定性和反应性。

跨座式单轨交通折线型道岔平面线形设计与研究

道岔是跨座式单轨交通系统的关键组成之一,其作用是实现跨座式单轨车辆在行驶过程中的转线、折返运行及在车辆基地的调车。通过对折线型道岔平面线形的研究,总结出道岔平面线形的设计方法和关键参数,对设计标准中给出的道岔线形进行验证,并对道岔的线形设计和表达式提出设计建议。

破碎围岩结构面特征及稳定性分析

为评价某金矿极破碎围岩的稳定性,测量并分析该矿围岩Ⅳ、Ⅴ级微型裂隙结构面,选取+260、+295、+330 m等3个生产中段;利用详细测线法分析节理间距、产状、起伏形态、粗糙度、张开度、渗水性对围岩稳定性的影响,使用极点图、玫瑰花图探讨优势结构面产状的分布特性。结果表明:该矿围岩节理裂隙较发育,节理分布较为紧密,平均间距小于1 m,且主要集中在0.2~0.6 m,围岩整体属于破碎、极破碎岩体,稳定性较差;该矿+260、+295和+330 m中段的产状优势结构面相似,都具有明显集中现象,倾向主要集中在324~360°和0~35°,倾角主要集中在70~79°;结构面的起伏状态多为平直型,对结构面稳定性影响较大;结构面之间结合较为紧密,填充物较少,对结构面的稳定性影响较小。

锚网喷索带组合支护在见煤点、断层破碎带、巷道交岔点的应用

在掘进巷道施工中,见煤点、断层破碎带、巷道交岔点的支护非常重要。文章介绍了锚网喷索带(即锚杆、金属网、喷浆、锚索、W钢带)组合支护技术的应用,阐明了锚网喷索带组合支护参数的选择、施工工艺和特点。

双护盾TBM开挖膨胀岩洞段施工应用技术研究

某膨胀岩洞段,围岩强度低,抗风化能力弱,水理性质不良,易发生吸水膨胀失水收缩现象。基岩洞段褶皱、褶曲发育,地层产状变化大,围岩呈层状～碎裂结构。双护盾TBM开挖后,隧洞发生不同程度的坍塌与塌方。现采取"三低一连续"(低推力、低转速、低贯入度;快速连续掘进)快速封闭围岩,严格控制施工用水;使用化学材料灌浆固结围岩等施工应用技术,成功通过了泥质软岩类隧洞长地段,为今后双护盾掘进机施工提供了宝贵经验,社会和经济效益巨大。

水利工程泵站基坑锚喷支护体系监测技术研究

通过汕尾市公平泵站基坑监测技术研究,分析泵站基坑锚喷支护体系平面控制测量、高程控制测及碎部测量的实际需求,形成水利工程泵站基坑锚喷支护体系监测技术研究。通过对基坑完成后累计位移监测分析,认为水利工程由于区位的特殊性,其位于空旷场地的概率比较大,传统量测技术可及时地反映其变化情况,确保基坑施工期间基坑及附属设施的安全稳定,且相比较来说更加经济可行。水利工程泵站基坑监测体系中平面控制累计位移最大,可作为主控指标之一。