南方山区民居木结构榫卯节点抗震性能试验研究

为研究截面参数和节点形式对有穿销直榫节点抗震性能的影响,首先,以梁高、梁宽为研究参数,并与有穿销透榫节点作对比,共设计制作了4个足尺节点试件;然后,通过低周往复加载试验,研究不同参数下节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、强度和刚度退化及耗能能力等性能;最后,推导有穿销直榫节点的弯矩-转角理论公式,并与试验结果进行对比.研究结果表明:试件的主要破坏形态为柱内侧梁榫受拉边缘的顺纹拉裂破坏,伴随有柱内侧梁榫受压边缘的挤压变形和柱外侧梁榫的水平劈裂;节点的弯矩-转角滞回曲线呈捏缩效应明显的反Z形;在试验设计参数范围内,有穿销直榫节点的转动刚度和抗弯承载力随着梁截面高度和宽度的增大而增大,但是强度退化系数和等效黏滞阻尼系数的变化不明显;相比于有穿销透榫节点,有穿销直榫节点的正向抗弯承载力大62%,反向抗弯承载力大26%,且承载力下降更平缓,表明有穿销直榫节点具有更好的抗震性能;有穿销直榫节点理论公式所得结果与试验结果误差在9%内.

全长预应力锚注支护下深部巷道控制效果对比研究

本文基于后注浆的全长预应力锚注支护工艺,并通过对FLAC3D软件中内嵌PILE结构单元修正,提出了全长预应力锚注支护数值模拟方法。在此基础上,开展了地应力、原岩强度等级、支护构件长度、布设间距、注浆强化指数与预应力6种因素下巷道围岩控制效果数值模拟对比研究,揭示了各类因素对围岩变形量、塑性区演化的影响规律,构建了全长预应力锚注支护下控制效果敏感性评价指标,将影响因素依次划分为围岩强度、地应力、锚注支护构件设计3个层级,并根据各因素敏感性层级给出了工程措施建议。最后,以现场典型软弱破碎地层巷道为工程依托,研发了具有强度高、可施加预应力等优势的组合式高强注浆锚杆与高强中空注浆锚索。通过现场应用,验证了全长预应力锚注支护可有效增强软弱破碎围岩自承载能力,充分发挥锚固构件的支护潜力,限制巷道围岩变形破坏。

高强预应力锚杆力学性能实验与支护研究

高强预应力锚杆支护是传统锚杆支护技术的进一步优化发展。由于深部巷道具有围岩破碎、高应力等复杂地质特征,更多的高强预应力锚杆替代传统锚杆应用于其中。本文通过理论分析,预应力转化试验,左右旋锚杆拉拔试验以及锚固力试验,对比分析高强预应力锚杆的力学性能,揭示了新型左旋高强预应力锚杆加固围岩的支护机理。研究结果表明:(1)理论分析锚杆在围岩中的作用机理,阐明了预应力锚杆对围岩的加固作用;(2)滚丝锚杆扭矩转化成预紧力的效率约为等强全螺纹锚杆1.7~1.9倍;不同直径的左旋滚丝锚杆力学性能均优于右旋全螺纹锚杆,左旋螺纹钢锚杆锚固力大于右旋螺纹钢锚杆;(3)分析新型左旋高强预应力锚杆的结构,其具有预应力高、锚固力高、有效断面大等优势。本研究为深部巷道围岩支护技术的优化与创新提供了有益的参考和借鉴。

基于单分子纳米孔测序技术揭示大白菜抽薹期全长转录组差异的复杂性

为了解春白菜抽薹相关转录组的结构和表达差异,采用单分子纳米孔测序技术对早抽薹材料He102与晚抽薹材料06-247带叶片的花序轴进行了全长转录组分析。与大白菜参考基因组V3.0比对后,He102与06-247分别得到了6051557条和4844987条有效读段以及37309条和30415条非冗余全长转录本。两材料中共鉴定到46485个非冗余基因,其中包括1688个新基因。从He102与06-247中分别鉴定出2421个和993个独有的可变剪切事件,内含子保留是最常见的可变剪切类型;分别鉴定到3286个和2646个独有的可变多聚酰胺酸位点。共筛选出453个lncRNA,80%以上的lncRNA属于基因间区非编码RNA,分别鉴定到81个和55个He102和06-247独有的lncRNA。在两材料中筛选到5197个差异表达基因,其中He102中上调的有2453个,下调的有2744个,结合功能富集分析获得了41个与抽薹有关的候选基因。本研究结果揭示了不同抽薹期大白菜材料转录组在结构和表达上存在复杂的差异,这为阐释大白菜抽薹分子机理提供了新的线索。

考虑注浆层剪切变形的全长粘结锚杆应力分析

锚杆锚固力与锚固界面的剪切特性密切相关,基于锚杆-注浆层-围岩以及粘结界面之间的应力应变关系,考虑锚固界面与注浆层的剪切特性,分析了全长粘结锚杆的应力分布特征,得到了锚杆轴力和锚固界面剪应力的分布规律。结果表明:考虑注浆层剪切变形的界面剪应力分布范围相比不考虑时显著增加,峰值显著减小,二者的误差随着围岩弹性模量的增加而降低,其中硬岩条件下二者的差值约为30%;在围岩弹性模量较低时,剪应力集中程度较低,且沿锚杆分布范围较大,故软岩工程中应适当增加锚杆长度;随着围岩弹性模量的增加,界面剪应力分布范围减小,峰值增大,且逐渐向锚杆端部集中,故硬岩工程可适当缩短锚杆长度,并提升界面抗剪强度。

基于防松线分割的螺栓松动全角度检测方法

针对现有无法基于防松线分割进行螺栓松动全角度检测的问题,文章开发了一种基于颜色分割和方向矢量运算的方法。首先,利用一种基于Lab和RGB颜色空间转换下的a分量非线性拉伸和R分量最优阈值分割方法分割防松线图像;其次,利用开运算对图像进行形态学操作;再次,通过一种角度递进最小包围方法确定防松线连通域面积最小外接矩形并确定其方向矢量;然后,基于四象限反正切函数和一定调整求解螺栓松动的全角度;最后,设计实验方案验证文中算法的可行性和精度。实验结果表明,检测算法能够实现螺栓0~360°的松动角度检测,且最大相对误差为1.43%,其精度可以满足工程实践需要,具有良好的应用前景。

小东沟金矿巷道全断面锚网支护参数优化研究与应用

巷道支护方式和支护参数的合理选择关系到巷道稳定性和支护成本。针对小东沟金矿巷道支护过程中存在的爆破后金属网损伤面积大、锚杆支护参数不合理等问题,对支护金属网进行了重新选型,设计了不同锚杆支护参数,通过数值模拟分析了不同支护参数下巷道围岩位移场、应力场和塑性区分布。结果表明:顶板位移及围岩塑性区随锚杆间排距增大而增大。锚杆间距由0.9 m增加至1.5 m,顶板最大位移分别依次增大了37.23%和36.32%。随着锚杆排距增大,顶板最大位移分别依次增大了26.44%和27.07%。结合支护成本和现场实际条件确定最优锚杆间排距为1.2 m×1.2 m。工业试验效果较好,支护成本降低12%,支护效率较之前提高20%。

风力发电机组高强螺栓不同润滑工艺的影响研究

针对风力发电机组高强螺栓现有的半涂抹和全涂抹润滑工艺,通过试验测试对比方法分析了在各种工艺下螺栓的转矩系数、稳定性及防松可靠性。结果显示,采取半涂抹工艺润滑时,螺栓转矩系数高,防松性能好,但转矩系数的离散性较大,生产和使用过程中都不容易控制,大批量推广时更容易导致螺栓的失效;采用全涂抹工艺润滑时,螺栓转矩系数低,防松性能差,但其转矩系数稳定,标准偏差小,对该工艺进行增加防松垫圈改进后,防松性能有明显改进,更适合大批量应用。该研究对风力发电机组高强螺栓的设计具有参考意义,为高强螺栓的安装使用提供了指导。

中空注浆锚杆在加固碎裂边坡中应用试验研究

河南省省道S246线K60+535～K60+585段位于豫西王屋山脉洛阳市新安县境内。该段山高坡陡,石灰岩裸露,节理发育且贯通性好,对坡体一般碎裂区和严重碎裂区分别采用中空注浆杆和全长黏结锚杆加固处理,从极限拉拔力和位移、注浆压力、注浆量进行对比分析2种锚杆的加固效果,在一般碎裂区2种锚杆的拉力极限值为179～189kN,注浆压力为1.8～2.3MPa,注浆量为97～128L,表明在该岩体下2种锚杆所提供极限拉拔力相差不大,而在严重碎裂区中空注锚杆极限拉拔力为179kN远大于全黏锚杆的153kN,第一次注浆压力较小,经二次注浆后压力可达2.1MPa左右,空锚杆和全黏锚杆的注浆量分别为683和627L,在严重碎裂区中空锚杆提供极限拉力远大于全黏锚杆。采用UDEC模拟实际岩体的节理和锚杆的布置,分析杆体的轴力和剪力分布特征,进一步验证岩体破碎情况下,中空注浆锚杆加固效果要优于全黏锚杆。

全断面高预应力强力锚索支护技术及其在动压巷道中的应用

分析了目前煤矿锚索支护存在的问题,在高预应力强力支护理论的基础上,提出高预应力、长度较短的强力锚索,并全断面垂直岩面布置,是高地压、大变形巷道的有效支护方式.介绍了强力锚索及配套护表构件的力学性能,将强力锚索、拱形大托板及钢筋网组成全断面强力锚索支护系统,在锚索施加预应力的同时,给钢筋网也施加了较高的预应力,使钢筋网成为预应力支护系统的重要组成部分.在潞安矿业集团有限责任公司漳村煤矿一条与回采工作面对掘的、受2次强烈动压影响的巷道中,进行了全断面高预应力强力锚索支护技术试验,巷道支护状况发生本质变化.巷道两帮移近量比原支护方式降低90%,顶板离层几乎为0,围岩变形得到有效的控制.不仅解决了巷道支护难题,而且验证了支护理论的正确性.

新型单边螺栓承载力试验研究

以单板的4种加工工艺(螺纹切削、淬火切削、螺纹挤压以及热熔钻)和组合板厚度为影响因素,对28组(202个试件)普通钢板作为螺母时的螺栓承载力进行试验研究.试验表明:单板螺栓承载力随板厚增加而显著增加,螺纹挤压工艺是较为理想加工方式;相同螺栓直径,螺栓承载力组合板随板厚增加而增大,但当组合板厚达到16mm之后(螺纹圈数接近8),承载力增长趋势减缓;组合板加工工艺的质量对螺栓承载力有显著影响.

轴向冲击下锚固锚杆变形与应力特征分析

冲击地压因其特有的易发、多发、难防治特征,成为影响煤矿生产最为突出的动力灾害之一,其中以回采巷道冲击地压发生最为显著。冲击地压巷道动力显现过程中,锚杆支护系统往往伴随着一定的动载冲击作用,关于锚杆支护系统在动载冲击作用下的力学响应研究对冲击地压防治具有重要意义。为研究锚杆支护系统中杆体不同位置对冲击载荷的响应规律,选择煤矿常用的500号左旋无纵肋螺纹钢锚杆,沿锚杆轴向不同位置粘贴应变片,利用锚杆力学性能综合试验台对支护单元施加轴向冲击载荷,分别采用激光位移传感器和动态应变仪采集锚杆杆体及不同位置变形数据,分析杆体变形规律及时序特征;利用LS-DYNA数值分析软件再现轴向冲击载荷下锚杆受载变形过程,分析锚杆不同位置的应力和变形特征。结果表明:①在171 kN初始拉伸载荷状态下,10 kJ轴向冲击能量使锚杆端部载荷瞬时增加至438 kN,此后处于振荡衰减状态,衰减速度逐渐增大。②10 kJ轴向冲击能量导致锚杆在30 ms内振荡拉伸和收缩,并最终产生28.39 mm的拉伸塑性变形。③锚杆杆体不同位置的变形受应力波的界面反射效应影响较大,塑性变形大部分产生在锚杆自由段,且距离锚固段与自由段分界面越近杆体塑性变形量越大。④锚杆不同位置对冲击载荷响应具有时序性,拉伸和收缩变形均由杆尾向锚固端头依次响应。⑤锚固作用可有效约束锚杆变形,吸收冲击产生的应力波,随着锚固深度加大,锚杆应力和变形响应幅值显著减小。

深部全煤巷道锚网耦合支护技术应用研究

支护体与围岩在刚度、强度和结构上的不耦合是影响全煤巷道围岩稳定性的主要原因.为解决这一问题,采用新型的锚网索支护方案对支护参数和支护过程进行优化.计算机模拟结果显示,巷道实施耦合支护方案后,应力集中程度减小,高应力区向深部围岩转移,支护系统可靠性明显增强.优化后的支护方案运用于现场,巷道围岩达到稳定的时间较优化前明显缩短.理论和实践表明,深部全煤巷道通过强化支护和适度让压,充分发挥锚网-围岩整体力学效应,可以达到巷道稳定的目的.

树脂全长锚固锚杆外形尺寸优化实验室研究

锚杆全长预应力锚固支护方式是解决复杂困难巷道支护的有效手段,但是由于施工困难,一直制约着它的应用与推广。通过优化锚杆外形的方法,在保证锚杆锚固性能的前提下,解决煤矿巷道全长锚固施工困难的问题。采用实验室试验的方法,对锚杆外形与锚杆锚固性能以及安装阻力之间的关系进行了研究,提出锚杆外形相关参数的合理值。优化后的锚杆横肋高度由原来的1.46 mm降低为1.00 mm,锚杆横肋间距由原来的11.05 mm增加到33.15 mm,横肋采用交错布置的方式。对锚杆横肋高度和间距优化后,锚固长度125 mm时锚杆的拉拔力比改进前反而提高了7.7%;锚杆安装过程中的平均扭矩比优化前降低约40%,安装锚杆所需要的推力仅为优化前的50%左右,最大值为0.73 kN。

全长锚固式锚杆桁架的成拱理论

锚杆桁架支护系统是一种十分有效的顶板维护方法,关于这种支护形式作用机理的研究尚处于初级阶段。本文根据裂隙梁的成拱作用原理,讨论了全长锚固锚杆桁架的支护机理:它能够通过挤压作用改善顶板应力状态,增加拱座处的水乎推力,提高不连续面的摩擦阻力,从而实现支护目的,由此机理出发得到的理论公式可直接用于此种支护的分析和设计。

连接螺栓对类矩形盾构隧道结构极限承载力影响的试验研究与分析

针对类矩形盾构隧道衬砌结构纵向接缝处弯矩正负性确定的特点,对纵向接缝连接螺栓位置进行了优化。基于结构整环足尺试验结果,对比分析了优化前后衬砌结构整体变形、接缝变形和螺栓应变的发展,研究了优化前后结构设计阶段受力性能、破坏机制、极限承载力和鲁棒性的异同。研究结果表明:(1)螺栓位置优化对结构设计阶段受力性能影响较小;(2)优化后结构在带缝工作阶段的受力性能明显提升,结构整体刚度提高,极限承载力提高30%;(3)优化后结构破坏呈延性破坏特征,属于塑性铰机制,结构结构整体安全性得到提高。

全长预应力锚固强力支护系统的应用研究

为解决复杂困难巷道条件下传统锚杆支护体系存在的问题,从理论上分析了不同锚固方式对巷道支护的影响,得出了全长预应力锚固具有端部锚固和全长锚固的优点,能够在较长的锚杆杆体上施加预应力,增加了对围岩离层及错动的敏感度。采用数值模拟计算方法分析了不同锚固方式对锚杆支护附加应力场的影响,得出提高全长预应力锚固锚杆扩散效果的有效途径是先施加预应力而锚固剂后固化。在潞安矿区进行井下工业性试验,对全长预应力锚固状态下锚杆受力分布及变化进行了监测,锚杆锚索受力基本稳定,锚杆最大受力122 kN,锚索最大受力387 kN。矿压监测数据表明:全长预应力锚固强力支护系统优于传统支护,能有效控制围岩变形,支护效果良好。

气温变化与蒜薹价格波动的经济学分析

在对江苏丰县、沛县蒜薹生产区多年考察的基础上,发现该地气温与蒜薹价格存在密切相关现象。对2004、2006年适时产量与每日价格等数据运用计量分析和比较的方法进行了调查和统计。结果显示,在蒜薹盛产期,气温导致蒜薹产量正向波动,蒜薹短期产量导致价格反向运动。从而导出气温通过作用于产量,最终影响蒜薹价格的结论。据此提出了兴建冷库,增加蒜薹品种以错开收获期等提高蒜农收入的发展对策。

褐煤矿区弱胶结砂岩巷道支护技术研究

为解决褐煤矿区弱胶结砂岩巷道变形量大的难题,在地质力学测试、黏土矿物成分分析、可锚性试验研究的基础上,提出了强力承压拱、全断面及时支护、全长预应力锚固、强力护表及预应力有效扩散等巷道支护措施,实现了对褐煤矿区弱胶结砂岩巷道强力锚网索一次支护。结果表明:高预紧力强力锚杆支护系统取消了架棚支护,降低了支护成本,减轻了劳动强度,巷道整体收敛率控制在3%以内;巷道两帮最大移近量为55 mm,顶底板最大移近量为38 mm。

深埋软岩隧洞围岩变形破坏分区规律反演分析

研究目的:榴桐寨隧道是新建成都至兰州铁路线的关键性控制工程,其围岩大变形问题十分突出,而目前对深埋隧洞围岩流变条件下的变形预测尚无成熟的计算方法。本文在总结现有围岩变形研究成果的基础上,将隧洞围岩简化为理想弹塑性介质并布设全长锚固锚杆,基于锚杆-围岩协调变形原理,分析杆体表面摩阻力及其轴力的分布规律,由静力平衡条件推导锚杆中性点处的最大轴力值,进而建立变形稳定后围岩的塑性区及松动区半径公式,从理论上确定榴桐寨隧道围岩的松动区及塑性区范围,为优化围岩支护方案及参数提供重要的技术支撑。研究结论:(1)工程实际中,围岩流变是导致深埋隧洞出现大变形的根本原因,隧洞围岩变形通常在初期锚杆支护一段时间后才趋于稳定;(2)隧洞围岩与锚杆协调变形,杆体所受正、负摩阻力的分界面即为杆体中性点,该点杆体与其周围岩体的相对位移及表面摩阻力为零,但其所受轴向拉力达到最大值;(3)通过锚杆所受最大轴力可对变形稳定后的隧洞围岩塑性区及松动区范围进行反演分析,围岩塑性区及松动区范围的大小随岩体黏聚力和内摩擦角的增加而减小,随隧洞半径的增加而增大,但受支护阻力的影响不大;(4)现场应用结果表明,基于锚杆轴力反分析隧洞围岩分区规律的方法是合理可行的,该研究成果对于类似隧洞工程的安全快速施工具有一定的借鉴意义。