煤矿快速掘进工作面产尘特点及综合防尘技术研究

针对煤矿快掘工作面掘进速度快、设备集中、产尘量大等特点,以曹家滩煤矿122107辅运巷快速掘进工作面为研究对象,详细分析了快速掘进工作面的产尘规律,开展“喷雾抑尘+机载通风控除尘”综合防尘技术及其工艺参数研究,结合快速掘进工作面产尘特性及掘锚一体机外形特点,设计了4种贴近截割滚筒的喷雾装置和1种机载控除尘装置,并进行了现场工业性试验。结果表明:应用快掘工作面综合防降尘技术,降尘效率在90.69%以上,能极大地改善快掘工作面粉尘污染情况。

上海某超深基坑分区开挖数值计算及模型参数分析

以上海某挖深超过40m的超深基坑为分析案例,建立了超深基坑精细化流固耦合数值分析方法,通过实测数据和参数反演分析,研究了超深基坑多因素叠加耦合效应的围护结构变形分布规律和变形模式。研究表明:相较于浅层土体开挖,深层土体开挖的变形效应更加明显,分层开挖的变形量和变形速率逐渐增加;模拟基坑开挖变形效应时,考虑围护结构的刚度折减是必要的,坑底承压水层降水有利于控制基坑变形,降水后深层土体开挖变形速率显著减小;围护结构变形的空间效应显著,地下连续墙角部几何形式对围护结构侧移影响较大;计算结果可以较好拟合实测结果,预测最大误差可控制在20%以内。

基坑开挖空间效应对邻近隧道的影响分析

基坑土体的开挖将引起周边土体的附加位移并对隧道等重要建(构)筑物造成不利影响。考虑基坑变形的空间效应,基于围护墙空间变形曲面表达式,在影像源法的基础上,推导了基坑开挖诱发坑外土体位移场的理论公式。基于两阶段分析方法,将隧道视为置于Winkler地基上的铁木辛柯(Timoshenko)梁,得到了计算隧道附加变形的表达式。通过与已有实测数据的对比分析,验证了本文计算方法的可靠性。进一步研究分析了隧道与基坑边距离、隧道埋深及围护墙最大变形等参数对邻近隧道附加变形、弯矩及剪力的影响。研究结果表明:随着隧道与基坑边距离的增加,隧道附加变形、弯矩及剪力均逐渐减小;当隧道埋深位置位于围护墙最大变形处深度附近时,隧道附加变形、弯矩及剪力均达到最大;围护墙最大变形的增大会显著增加隧道的附加变形、弯矩及剪力,应控制围护墙的最大变形以降低基坑开挖对隧道的影响。

文化遗产与社会发展论纲

“文化遗产与社会发展”是属于“文化遗产”这一宏观范畴的一个重要研究领域,主要是基于文化遗产内外部价值的构成和内涵,研究文化遗产的有效利用方式和活化转化途径,及其与社会发展的互动关系。本文聚焦“文化遗产与社会发展”这一研究领域,对“文化遗产”与“社会发展”二者关系研究的目标特征、价值意义、研究理论与方法、研究方向和应用路径,以及需要关注的几个平衡关系等进行了较为全面的梳理分析、学理思考与辨析研究,对于推动文化遗产的系统性保护与有效利用协调融合,促进文化遗产保护利用与社会协调发展、和谐共生具有一定的学术价值与现实意义。

综掘工作面粉尘综合防治技术试验研究

为解决慈林山煤矿综掘工作面破粉砂岩粉尘产量高、危害大,原有防尘措施针对作业场所紊流粉尘治理效果不佳的问题,对综掘机在2 MPa、4 MPa、6 MPa、8 MPa下喷雾流型进行分析,并开展各水压状态下喷雾降尘试验,得出8 MPa水压时降尘喷雾流型较好、水量大且穿透力强,降尘效率最高并可兼顾经济效益,可作为喷雾降尘的最佳水压;对转载点喷雾装置进行优化,并在工作面回风侧安装防尘水幕后,综掘司机处和迎头后退60 m处全尘和呼尘浓度均大幅度降低,降尘率接近90%。

基于MATLAB的人脸图像分割算法研究

对基于MATLAB的人脸图像分割算法进行研究,利用颜色空间的不同色度特性,将给定的人脸图像按照不同色度划定的取值范围进行人脸和背景的分割。给出了三种颜色空间的基本原理,包括RGB颜色空间,HSV颜色空间,YCrCb颜色空间,对RGB颜色空间转换到HSV颜色空间和YCrCb颜色空间进行描述,并采用MATLAB软件完成图像的颜色空间转换。基于两种颜色空间完成不同类型人脸图像的图像分割,并对分割效果进行对比分析。

某深厚软土地区狭长型深基坑考虑空间效应的分段开挖长度研究

在软土地区开挖地铁隧道或城市综合管廊等狭长型基坑,应充分考虑其空间效应的影响。本文结合珠海地区某一通道基坑开挖的案例,通过有限元建模分析及现场监测结果,验证了合理的分段开挖长度是狭长型基坑安全开挖的关键,可为后续深厚软土地区狭长型基坑开挖工程提供参考。

地下工程开挖面空间效应特征研究及应用

地下工程开挖面对围岩变形具有约束作用,在该约束作用下开挖面表现出显著的空间效应。通过开展地下工程开挖面空间效应现场试验,获得了开挖面空间效应特征。根据现场试验结果,提出了描述开挖面空间效应的双曲正切函数经验公式。利用上述经验公式,开展了洞室围岩稳定性控制研究,获得了不同预警等级条件下拱顶沉降值控制标准。研究发现,对某特定断面,空间效应最显著时并非开挖面透过该断面时;地下工程围岩稳定性越差,开挖面空间约束效应越不明显;若采用常规先开挖再监测的方法,不能监测到围岩全部位移,从而影响参数反分析的准确性;利用开挖面空间效应原理可以获得地围岩稳定性位移控制标准。研究结果为深入了解地下工程空间效应和开展地下工程稳定性控制提供了借鉴和参考。

围岩弹塑性变形条件下锚杆、喷混凝土和U型钢的支护效果研究

已给出弹塑性变形条件下围岩一支护相互作用的全过程解析求解，在此基础上深入研究3种常用支护结构的支护作用效果，是非常必要的。考虑开挖面空间效应，根据弹塑性变形条件下围岩一支护相互作用的全过程解析求解，针对6、5、4m直径的工程算例，分别对素喷混凝土、锚杆和u型钢等3种支护结构的支护作用效果进行了理论计算与分析，主要包括：3种支护结构极限承载能力理论计算、基于开挖面空间效应的3种支护结构控制围岩弹塑性变形的理论计算与效果分析、剩余支护承载力对普氏围岩压力支护效果的计算与分析；研究了u型钢支架的荷载～径向变形本构关系、提出了剩余支护承载力的概念、分析了支护结构支护围岩各类形变压力的支护机制。研究结果表明：（1）3种支护结构能提供的支护承载力P1（〈1MPa）相对于原岩应力P。（〉10MPa）来说量级太低，控制5～6m及更大直径的巷道围岩弹塑性变形是无效的，但控制4m直径的巷道围岩弹塑性变形是有效的；（2）对于直径达5～6m甚至更大的巷道围岩，若支护结构的剩余支护承载力P2能有效地被保存，则支护结构还可以起到有效地支护普氏围岩压力的作用。

深基坑空间效应机理及考虑其影响的土应力研究

以坑周土体为研究对象,根据土体中土拱效应及滑裂面的相对位置关系分析深基坑工程空间效应的形成机理;根据受空间效应影响土体微元和不受空间效应影响土体微元的应力状态,推导考虑空间效应的支护结构土正应力计算公式.研究表明:空间效应的本质为坑周土体中的拱效应对支护土正应力和变形等特性的影响,研究空间效应时采用基坑长深比更合理;考虑空间效应的土正应力计算公式可以精确地计算支护结构上某点处的土正应力值,是关于该点深度和至坑角距离的二元函数,弥补了基坑设计规范中土正应力计算公式只与深度相关的缺陷.算例表明,该公式可以反映支护结构上土正应力的整体分布情况.

软土地区基坑开挖引起的浅基础建筑沉降分析

基坑开挖会引起周围建(构)筑物的附加应力和变形,通过对基坑开挖过程中连续墙围护结构的监测资料分析发现,随着开挖深度的增加,墙身最大侧向位移呈增大的趋势;最大位移深度位于开挖面附近,底板浇筑时侧向位移所占最终位移的比例为91.8%。随x/He值的增加,土体沉降呈先缓慢增加,后迅速减小的趋势。在x【16 m时,土体沉降值较大但差异沉降较小,在10 m【x【28 m,土体沉降呈迅速减小的趋势,土体的差异沉降值较大。在x分别为9.6,27.6,45.2 m时,底板浇筑时的建筑沉降所占最终沉降的比例分别为76.6%,71.5%,56.8%。五层建筑的沉降变化与地表土体的沉降变化相差较大,2~3层建筑的沉降变化趋势与地表的变化趋势较为接近。在y【30 m时,建筑沉降值较小,差异沉降较大;在y】30 m时,沿y方向的建筑沉降值较大,差异沉降较小。

软土深开挖致地铁车站基坑及邻近建筑变形特性研究

为了更深入地了解软土深开挖引起地铁车站深基坑工程围护结构及邻近建筑的变形特性,结合深厚软黏土地区某个地铁车站深基坑工程进行了系统性监测及结果分析。结果分析表明:地连墙成槽会引起邻近土体侧向位移,最大土体侧向位移值占基坑开挖期间土体侧向位移值20%左右;土体开挖期间南侧(桩基础建筑一侧)、北侧(浅基础建筑一侧)围护结构邻近土体最大侧向位移平均值分别为0.091%H_e和0.120%H_e;y/H_e值(y为垂直连续墙方向上与连续墙的距离,H_e为开挖深度)小于0.92时,基坑开挖引起土体沉降值及沉降差较大;地表变形与浅基础变形较为接近,桩基础建筑变形值明显小于浅基础建筑变形值且嵌岩桩基础建筑变形值最小;邻近浅基础建筑及桩基础建筑均受到空间效应影响,在x/H_e值(x为平行连续墙方向上与端部的距离)小于1.5时,空间效应较为明显,x/H_e值大于2.0时,邻近建筑及围护结构邻近土体变形接近平面应变状态。

软土地区双排钢板桩围堰支护结构的应用及探讨

双排桩支护结构作为一种新的结构形式,有效地克服了单排桩支护结构的缺点,并在投资费用上与单排桩支护结构相差无几,还无需内撑,为施工增加了工作面,具有较高的应用价值,但目前对双排桩支护结构的受力和变形研究还许多问题有待进一步完善。结合大型双排钢板桩围堰工程和现场实测数据,对双排钢板桩围堰结构的受力性能开展了些探讨性的研究工作,综述了双排桩的优缺点和几种计算方法,并采用简化后的土压力用有限元法进行了计算分析,结果表明:简化后模型计算的钢板桩内力和位移均比实测的大,说明简化模型是安全的。由于目前对双排钢板桩的受力特点和设计计算方法对双排桩相互作用和空间效应考虑较少,因此双排桩支护结构的变形计算模式还有待进一步研究和探讨。该分析方法和设计方案可为今后类似工程提供有益的借鉴。

软土地区基坑对周边环境影响空间效应分析

软土地区基坑开挖引起的变形具有明显的空间效应,为了进一步研究开挖引起周边地面及建构筑物变形的特性,结合对温州某大型深基坑工程的监测,从垂直于基坑围护墙以及平行于围护墙两个方向,对基坑外地面道路以及建筑物的沉降和裂缝情况进行了监测分析,总结了开挖引起基坑外地表沉降的分布特性,分析发现:基坑边角对围护墙变形以及地表沉降具有明显限制作用;在垂直于基坑方向上,处在沉降主要影响区2H_e范围内,建筑物均具有明显的差异沉降,最大角变量达到1/1300;平行基坑方向距离边角(0.4~1.2)H_e(最大开挖深度)范围观测到纵向裂缝,沉降变化率较大,可能破坏道路或建构筑物;此外,桩基础的建筑物总沉降以及差异沉降均明显小于条形基础建筑。

地铁换乘车站基坑围护结构变形监测与数值模拟

以某地铁换乘车站基坑为研究背景,分析了基坑施工过程中地下连续墙水平位移随基坑开挖深度和时间的变化规律。建立三维有限元模型对地铁车站深基坑开挖进行模拟计算,将获得的地下连续墙变形结果与监测结果进行了对比分析。结果表明:地下连续墙最大水平位移的计算值与实测值差距很小,其发展变化的趋势几乎一致,有限元计算的结果是可信的。三维有限元模型能够更好的考虑基坑空间效应对地下连续墙水平位移的影响,可以为优化设计和施工提供有益的参考。

深部软岩隧道施工性态时空效应分析

随着我国交通事业的迅速发展,在深部岩体中修筑隧道工程已必不可少,随之而来的深部岩体所具有的特殊工程地质问题也更加突出。主要对深部软岩隧道工程中施工力学性态和变形时空效应进行三维非线性黏弹性数值模拟,并将计算结果与现场实测数据进行比较验证。研究结果表明,计入围岩流变效应,考虑深部软岩隧道时空效应影响,在作业面影响范围内,开挖面空间效应占主导因素,围岩应力随距作业面距离的加大而逐步释放;在此范围外,软弱岩体流变属性得以充分发挥。通过分析和施工实践证明,对于深埋软岩隧道应尽早施作衬护,以改善承载环范围内围岩受力,减少扰动,提高围岩自承能力;由于软岩流变效应显著,必须适时设置二次衬砌以承受来自围岩的后期流变压力,限制围岩大变形。研究成果丰富了地下工程施工力学理论,可应用于工程实践。

基坑斜撑支护体系先拆后撑法研究

从斜撑系统的协同变形理论出发,利用最小势能解,提出了分区段先拆后撑的思路,推导了该类支撑结构在分段拆撑过程中,拆撑区段长度的计算方法。并结合具体工程实例,对该计算理论和结果加以验证,证实该方法是可行的,从而可以为今后该类支护形式的拆撑设计和施工提供借鉴。

偏压作用下非等深基坑开挖效应数值分析

采用考虑基坑分层开挖与支护的三维有限元计算模型,研究偏压非等深基坑的开挖效应,并评价基坑支护结构设计参数的合理性.分析结果表明:偏压荷载下,基坑上部一定深度内的围护墙和内支撑发生向非偏压侧的整体偏移,进而使得基坑上部支撑的挠度远小于中下部支撑.地下3层开挖引起的墙体向坑内侧移量是地下2层开挖引起的侧移量的3倍,且最大侧移均发生在各自坑底标高附近.坑底隆起和地表沉降表现出明显的空间效应,地下3层开挖引起坑底最大隆起值约为地下2层开挖引起坑底最大隆起值的2倍.基坑中间断面外侧地表最大沉降约为基坑角点处地表最大沉降的1.4倍.本工程采用的基坑支护体系设计参数可满足变形控制要求.

基坑开挖对坑底已建隧道影响的三维数值分析

城市地下工程的快速发展,不可避免地要在地铁隧道附近进行施工活动,这其中就包括在已建隧道的上方进行基坑开挖。采用三维有限元方法,对软土地区基坑开挖对坑底已建隧道的影响进行分析,其中基坑为矩形,隧道轴线与基坑长边平行,通过变换隧道横截面的位置来研究开挖对坑底不同位置隧道的影响。数值分析的结果表明,处于坑底中心的隧道,其横截面在基坑开挖过程的最大直径改变发生在竖向与水平向,竖向伸长,水平向压缩。处于坑底靠近地连墙的隧道,其横截面在基坑开挖过程的变形与处于坑底中心的隧道相似,但绕垂直轴向坑内旋转了一定角度。对于同一条隧道,基坑的空间效应对隧道横截面的变形影响明显。

隧洞施工开挖过程初次支护时机选择方法

建立某隧洞的二维和三维数值模型,分别以开挖荷载释放率和掌子面与监测断面间的距离为控制参数,研究二维数值分析中的最佳初次支护时机问题和三维数值分析中的开挖面空间效应问题,并从隧洞开挖过程中围岩的变形规律出发,分析开挖荷载释放率和掌子面与监测断面间距离之间的关系。提出位移完成率的概念,并以此构建开挖荷载释放率和掌子面与监测断面间距离之间的对应关系,最终给出基于位移完成率的最佳初次支护时机选择方法。研究结果表明:不同支护时机下围岩稳定性差别明显;随着开挖荷载释放率的增大和开挖过程中掌子面的推进,监测断面的围岩位移不断增大直至最终稳定。