基于机器学习算法的10kV配网断线故障定位方法研究

为减小10kV配网断线故障定位误差,提高定位准确性,利用机器学习算法,提出了一种全新的10kV配网断线故障定位方法。首先,利用数据采集设备,实时采集配网运行数据;其次,从采集到的数据中,选择与断线故障相关性较高、对断线故障敏感且区分度高的特征;在此基础上,利用机器学习算法,初步判定故障区段,进而在该区段内精确定位故障。实验结果表明,提出的方法应用后,断线故障定位最大误差值不超过0.09km,展现出卓越的定位精度和稳定性。

BFRP筋碱激发海砂混凝土梁抗弯性能研究

本文提出了一种玄武岩筋碱激发海砂混凝土(BASC)梁的新型材料结构构件。为了研究BASC梁抗弯性能,制作了5根混凝土梁,研究了玄武岩筋(BFRP)配筋率和不同筋材类型对碱激发海砂混凝土(ASC)梁抗弯性能和破坏模式的影响。试验结果表明:BASC梁配筋率的提升对开裂荷载影响不大,但却能有效提高其极限荷载。以0.27%配筋率为参照组,当配筋率提高至0.48%、0.75%、1.08%时,BASC梁的极限承载力分别提高了109.46%、119.60%和189.66%。与普通钢筋相比,BFRP筋弹性模量较小,配筋率相同的情况下,普通钢筋ASC梁的开裂荷载比BASC梁大50%。本文提出了正截面抗弯承载力、最大裂缝宽度和挠度的理论计算模型,由于受到ASC中氯离子扩散的影响,需要对计算模型进行修正,拟合后BASC梁的计算值与试验值吻合较好,可为BASC梁在海洋工程中的应用提供参考。

大断面破碎顶板巷道锚注支护技术研究

以腾晖矿2-205综放工作面为背景,结合2-2051回采巷道具有大断面及部分区域顶板破碎的特点,拟采用注浆锚索和单体液压支柱配合π梁的复合支护方式对顶板破碎区域进行补强支护,以保证回采期间巷道顶板安全。通过分析2-2051回采巷道超前支承压力分布规律,指导其补强支护设计。分析了注浆锚索补强支护原理和强度,并开展巷道补强支护强度计算,在此基础上完成了巷道支护方案设计。研究结果表明:采用注浆锚索和单体液压支柱配合π梁的复合支护方式,结合巷道围岩结构特征、超前支承压力分布规律、注浆锚索补强支护原理和巷道补强支护强度计算,分析、计算得出了合理的支护方案参数,有针对性地做到了顶板破碎区域补强支护方案的实施。现场工业试验结果表明,回采巷道顶板破碎区域采用锚注补强支护技术后,巷道顶板变形得到有效控制,可以满足回采工作面安全高效的要求,对其他类似条件的矿井具有工程推广价值。

破碎顶板煤层巷道掘进超前注浆加固技术研究

为了解决破碎顶板煤层巷道在掘进过程中的巷道支护问题,以镇城底矿22213运输顺槽掘进工作面为工程背景,设计采用超前注浆加固技术对巷道围岩进行补强加固,保证巷道围岩的稳定性。实践应用表明,采用超前注浆加固技术能够改善巷道围岩的力学性质,提高围岩的自承载能力,有效控制巷道围岩变形。可为矿井地质条件类似的工作面围岩控制提供参考。

破碎顶板大断面巷道联合支护技术应用研究

为解决破碎顶板大断面巷道施工中的围岩变形问题,结合某煤矿井田破碎顶板大断面巷道实际情况,在介绍原巷道支护方式、围岩变形破坏特征及产生原因的基础上,提出优化联合支护技术,以期为相关人员提供参考。

铁路无人区非集中区段断轨检测系统研究

格库铁路青海段大部分处于偏远无人区,且区间无轨道电路,为检测断轨与减轻维护压力,设计了基于轨道电路原理的实时断轨检测系统。利用远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)设计链式通信系统来传输报文,并进行理论指标验证;又在均匀传输线基础上得到轨道电路功率估计算式;随后,搭建信号发送系统,在室内利用模拟钢轨盘验证了使用功率估计区分断轨的可行性;最后,结合室内实验和链式通信系统搭建样机,现场测试验证了轨道电路功率估计算式的准确性。实验表明:利用轨道电路功率估计可有效、准确地完成断轨检测,室内和室外功率计算最小误差分别达1.06%和5.2%。相较于传统钢轨探伤方式,更适合在无人区非集中区段部署。

基于折截面法的两模数直齿轮副齿根应力分析

为研究两模数直齿轮副齿根应力特性,根据渐开线齿轮齿廓加工原理,推导出两模数渐开线直齿轮副齿根过渡曲线方程,在此基础上推导出折截面法计算两模数齿轮副的齿根应力公式,获得了不同模数比情况下齿根应力在齿根过渡曲线上的应力分布和齿根应力最大值。结果表明:在过渡曲线上随着切线角的增大,主动轮(小齿轮)、从动轮齿根应力先增大后减小;主动轮(小齿轮)齿根应力最大值随模数比的增大而减小,从动轮齿根应力最大值随模数比的增大而增大,增大模数比可以显著减小主动轮(小齿轮)的齿根应力。

深部大断面岩巷过围岩破碎带支护设计优化的研究与应用

为解决陈四楼煤矿深部大断面岩巷掘进过程中遇到围岩破碎带支护困难问题,采用理论计算方法确定了支护优化方案,对破碎带巷道采用“锚网索”、架设36U型钢棚、壁后充填注浆等“主动+被动”联合支护,以实现支架与围岩的耦合支护,提高围岩的承载能力。根据后期矿压观测,该段巷道变形量均控制在100 mm内,达到了设计优化目的。

底分层破碎顶板大断面切眼扩安一体化技术研究

通过研究底分层支护技术,优化14022工作面底分层大断面支护工艺、采用槽钢梁锚索+超前注浆加固,提升底分层大断面巷道支护强度;优化钢棚结合和超前预留搭接梁卡,创新实施边扩刷边安装生产组织,首次成功在底分层破碎顶板条件下布置工作面切眼大断面,实现了底分层破碎顶板条件下大断面切眼扩刷、安装一体化施工工艺。14022工作面底分层大断面切眼巷道的成功实施,突破了底分层破碎顶板切眼大断面支护难题,具有很高的推广意义。

细纱挡车和换段操作法的革新

为了降低挡车工工作量,提高生产效率,从落纱要点、减少断头的措施介绍挡车操作法,从宝塔分段铺车法、铺车时间点、纺空操作法、登卡管理等方面介绍换段操作法;分别以2700 m和2000 m粗纱定长纺C 14.58 tex针织纱为例,详细说明换段操作法预算各组产量的办法.指出:边落纱边巡回,兼顾落纱和挡车,做好捉疵工作,正确处理飞车,有利于减少断头,稳定产量;由挡车、换粗纱一体化转变为分工协作,成立换段组,均衡各班换段工作量,挡车工挡台量由3台增加到9~10台(长车1008锭),减少空锭;换段操作法均衡了各班换段工作量,提升了细纱机生产效率,明确了粗纱供应情况.

大模数齿条齿根应力计算方法研究及测试

目前,尚缺乏模数超过50 mm的齿条齿根弯曲应力计算方法。为提高大模数齿条齿根应力计算的准确性,依据齿根疲劳裂纹扩展轨迹对折截面法进行修正,建立新的折-平截面齿根应力计算模型,并首次引入应力渗透因子标识折截面的宽度,采用积分迭代法推导出齿根弯曲应力和齿根压缩应力计算公式。对影响折-平截面法计算准确性的因素进行分析,研究折截面角、应力渗透因子和弯曲力臂长的计算方法;由模型计算得到的齿条齿根截面上各点的应力解析值与有限元计算得到的数值解基本一致。依托三峡升船机齿条试验平台对齿条齿根弯曲应力进行测试,应用最小二乘法拟合出转矩与齿根应力的关系,并得出名义转矩下的齿条齿根应力。将测试值、数值解与解析解进行对比分析,结果表明:折-平截面法的解析解误差约为5%,更接近实测值。提出的折-平截面法可用于齿根应力计算。

特别破碎测压围岩环境改造工艺技术研究

由于静水压力和流动阻力的存在,浆液在围岩裂隙中的渗透扩散范围有限,对于具有较厚特别破碎围岩的石门测压环境来说,一次注浆难以达到预期效果,因此本文提出采用逐段注浆法来实现封堵、充填导水围岩裂隙,增强围岩的承载能力,防止塌孔,一次成孔,为石门测压提供一个良好的围岩环境。并通过在平煤十一矿-800m石门测压试验与应用的顺利进行,论证了逐段注浆法改变特别破碎围岩测压环境的可行性。

大断面破碎巷道全空间桁架锚索协同支护研究

针对深部大采高综放工作面回采巷道由于断面大、破碎、扩容、大变形等,而导致常规支护极易发生不协调变形失稳的问题,基于对潞安矿区大断面软弱破碎巷道围岩变形破坏机理的系统深入分析,从三维空间支护协同承载与围岩协调变形角度,提出了全空间预应力桁架锚索协同支护新技术,阐明了全空间桁架锚索的支护结构、支护机理及其优越性。通过对全空间桁架锚索协同支护方案进行设计,并采用FLAC3D对其支护效果进行数值模拟分析,得到不同预紧力条件下全空间桁架锚索支护巷道顶板预应力场三维空间分布规律,表明全空间桁架锚索支护能够形成三维封闭的承载结构。

破碎顶板大断面煤层巷道支护技术研究

针对东沟煤矿2202工作面运输巷原"锚杆+锚索+钢筋梯子梁+锚网"联合支护不能有效提高巷道破碎顶板下位岩层的刚度,支护效果不明显等问题,分析了巷道变形破坏特征及原因,通过现场观测、块体力学分析和FLAC3D模拟计算等手段对支护控制技术进行系统研究,提出采用"锚网索+注浆锚杆"的联合支护方式,提高了岩体结构面的黏结力,改善了破碎围岩的力学特性,有效解决了破碎顶板大断面煤层巷道大变形的问题,可为类似地质工程条件支护技术提供参考。

孤岛煤柱下破碎软岩巷道支护技术研究

为解决孤岛煤柱下破碎软岩巷道支护困难的问题,针对许疃煤矿82联络巷地质条件和巷道变形破坏特征,分析巷道失稳破坏的原因,提出了棚-索协同支护+全断面注浆加固+底板高强锚网索支护的全断面联合支护技术。结果表明:该支护技术能减小巷道围岩塑性区和低应力区,并能改善U型钢支架受力状况。82联络巷围岩变形在25 d后趋于稳定,两帮移近量最大为58 mm,顶底板移近量最大为35 mm,有效控制了巷道围岩变形,保证了巷道长期正常使用。

基于高弯曲承载能力的齿轮加工关键技术研究

齿根过渡曲线是影响齿轮弯曲承载能力的重要因素,它由刀具齿顶圆弧共轭形成,因此研究齿轮加工方式及刀具刀顶形状对于提高齿轮弯曲承载能力具有十分重要的意义。针对渐开线圆柱齿轮弯曲承载能力,考虑不同的齿轮加工刀具及齿高系数和变位系数等因素,建立相应的齿根过渡曲线模型,通过折截面法探究齿轮加工方式及刀具刀顶形状对齿轮弯曲承载能力的影响,并通过有限元分析对理论结果进行验证。研究表明:当齿轮基本尺寸不变时,对于不同使用要求,高变位时用齿条型单圆弧刀具加工的齿轮弯曲承载能力高于齿条型双圆弧刀具和齿轮型刀具;角变位且小齿轮变位系数为零时,用齿轮型单圆弧刀具加工的齿轮弯曲承载能力高于齿条型刀具。

胡家屯中桥路桥过渡段动力特性试验研究

通过对秦沈铁路客运专线胡家屯中桥路桥过渡段进行动力响应现场测试和沉降观测,分析了级配碎石路桥过渡段的沉降规律;动应力、振动加速度、动位移与列车速度的关系,以及动力响应沿路基深度的衰减规律和沿线路纵向变化规律。结果表明:级配碎石过渡段能减缓路桥间沉降差;随着列车速度的提高,列车对路基的动应力作用增强,且动应力影响在基床表层较为显著;不同行车速度下,各测点振动加速度值变化不大,其分布范围一般集中在1 m/s2～3.5m/s2之间;各测点动位移受列车速度的影响不明显,其值集中在0.1 mm～0.35 mm范围内变化。

铁路客运专线路涵过渡段动力特性试验研究

通过对秦沈铁路客运专线钢筋混凝土盖板涵沈端路涵过渡段DK47＋076（下行线）进行动力响应现场测试和沉降观测，分析了级配碎石路涵过渡段的动应力、动位移和振动加速度与列车速度的关系，以及动力响应沿线路纵向变化规律。试验研究结果表明：级配碎石过渡段能减缓路涵间沉降差；动应力、动位移、振动加速度三者均受行车速度影响不大：各测点振动加速度的增值范围没有超过1m／s2，动位移的变化范围集中在0．1～0．55mm之间；动应力、动位移、振动加速度三者的最大值点均发生在线路纵向距涵洞顶中心线10．2m处。这将对正确设计高速铁路路涵过渡段、保证列车平稳、安全行驶提供重要的借鉴作用。

超大断面隧道软弱破碎围岩空间变形机制与荷载释放演化规律

为研究不同施工工法和工艺组合条件下超大断面隧道穿越软弱破碎地层的围岩稳定性问题,以兰渝线两水隧道为背景,开展铁路双线隧道在软弱破碎地层中超大断面开挖的大比尺三维模型试验,真实再现台阶法支护开挖、台阶法和全断面毛洞施工的全过程。首先,基于现场较为破碎的千枚岩岩样基本力学参数室内试验结果,以松香、铁晶粉以及聚四氟乙烯棒等材料为原料,研制兼具低强度和弱黏结特性的软弱破碎围岩相似材料和初喷混凝土、锚杆等支护结构的相似材料,在最新研制的可实现三面均匀同步加载的大型三维地质力学模型试验台架上模拟隧道台阶法支护、全断面支护和全断面无支护施工的全过程,并采用光纤光栅传感器、电阻式应变计、多点位移计以及微型压力盒全程监测洞壁及其整数倍(0～3倍)洞径范围内围岩的应力、位移以及近区荷载的变化信息,分析不同施工过程中隧道围岩受力和变形的三维空间演化规律。研究结果表明:(1)软弱破碎低强度和流变特性使围岩变形具有更强的时空效应,同时存在掌子面挤出变形、先行位移和后方位移3个时空演化过程;(2)软弱破碎围岩变形的三维扰动深度一般在3倍洞径内,台阶法支护开挖扰动范围最小,全断面支护开挖次之,但后续长距离推进极易诱发围岩坍塌;(3)台阶法较大断面开挖有利于控制收敛变形,减少10%～25%,沉降变形则相差不大,上台阶开挖过程是拱部围岩垂向荷载的急剧释放期,下台阶开挖是边墙围岩水平荷载的急剧释放期;(4)台阶法支护开挖掌子面前方岩体扰动范围为0.5～1.0倍洞径,多属荷载集聚区,是软弱破碎围岩稳定加固的重点区域和最小边界范围;(5)隧道断面围岩整体荷载释放过程存在3个典型变化阶段,即掌子面附近荷载集聚区、前方荷载弱集聚区和掌子面后方荷载释放区,及时施作支护可有效减弱掌子面前方围岩荷载的集聚程度和荷载峰值,使荷载峰值出现的位置滞后,有利于掌子面及其附近围岩的整体稳定。

超大断面隧道软弱破碎围岩渐进破坏过程三维地质力学模型试验研究

为研究超大断面隧道围岩随埋深逐渐增加的渐进性破坏过程,通过大型三维均匀梯度加载地质力学模型试验系统和软弱破碎围岩及其支护系统相似材料的研制,开展大跨度隧道围岩随埋深逐渐增加渐进破坏过程的大比尺模型试验,真实再现全断面和台阶法开挖段周边围岩及掌子面保留段软弱破碎围岩渐进破坏的全过程。首先,以一定范围内埋深(200～1 020 m)的双线大跨度隧道软弱破碎围岩(铁路隧道V级)为研究对象,采用铁晶粉、松香、石英砂、重晶石粉以及聚四氟乙烯棒等原料研制出具有应变软化特性的软弱破碎围岩、初喷混凝土以及锚杆等相似材料,并配以能实现精细开挖和支护施作的微型设备及其配套工艺,通过可实现三面均匀同步加载的大型三维地质力学模型试验台架模拟隧道全断面和台阶法施工的全过程,并采用光纤光栅传感器、电阻式应变计、多点位移计以及微型压力盒全程监测隧道洞壁及其整数倍洞径(0～3倍)范围内围岩的应力、位移以及近区荷载的变化信息;然后,对隧道全断面和台阶法开挖段以及掌子面保留段围岩进行超载试验,按50 m埋深等荷加载改变隧道埋深,直至隧道全断面无支护段围岩开始出现明显破裂特征,然后再按20 m埋深等荷加载缓慢增加隧道埋深,直至隧道全断面和台阶法支护段初喷混凝土大面积破坏脱落。试验结果表明:(1)在埋深不断增加过程中,隧道围岩破坏区域呈渐进扩大趋势,全断面无支护段周边围岩最早发生破坏,然后依次扩展至全断面支护段初喷混凝土和台阶法支护段初喷混凝土,最终破坏区面积顺次由大到小;(2)无支护段围岩破坏区和支护段衬砌结构破坏区均主要集中在拱顶上方区域,是衬砌结构破坏和围岩塌落荷载的主要来源,两侧边墙也存在局部破坏区,自边墙上部至拱角部位破坏程度逐渐加剧;(3)在埋深增加过程中,支护段围岩位移增长率小于无支护段,应力和荷载增长率恰相反,支护结构承载效应明显;(4)超载过程中,围岩的破坏深度不断增加,尤其是拱部呈现动态压力拱现象,据此确定顶部加固范围在理论上具有可行性。研究的方法技术及结果将对类似工程研究具有一定的指导和借鉴意义。