节理岩体中巷道稳定性分析

采用三轴平面应变巷道模型试验系统,运用数字照相进行变形量测的方法,研究深埋应力场中不同节理倾角和密度的断续节理岩体中开挖巷道围岩破裂区的形成和扩展机理,对巷道的稳定性进行定量与定性评价。研究结果表明：节理密度决定岩体的承载能力,控制巷道围岩的稳定性;在相同应力场中,节理岩体与完整岩体的变形量和稳定性差异显著,完整岩体的变形量小、稳定性好。当巷道收敛率达到2.46%之前,巷道围岩处于弹塑性变形阶段,理论上可以不支护;当巷道收敛率为2.46%~5.00%时,围岩中产生破裂区并快速增大,此时围岩尚有一定的自稳能力,但必须支护以维持稳定,常规的支护方案均可保证巷道的安全和使用功能;当巷道收敛率超过5.00%时,围岩破裂区的发展趋缓,而巷道会发生片帮或冒顶事故,此时围岩已失去自稳能力,需要加强支护来人工稳定;如果延迟支护或支护不当,维持巷道的稳定会越来越困难;当巷道收敛率达到22.80%时,巷道将完全失去安全和使用功能,并丧失可人工稳定的可能。

节理岩体的一维动态等效连续介质模型的研究

基于黏弹性理论,提出平行节理岩体的一维动态等效连续介质模型,该模型适用于纵波(P波)垂直通过一组等间距平行节理岩体的动力学问题。该模型包含黏弹性介质模型和虚拟波源概念。黏弹性介质模型主要描述应力波通过节理的衰减和时间的滞后;而虚拟波源的概念则描述应力波在平行节理之间的多次反射。根据已有解析解可以确定黏弹性介质模型中的未知参数。通过和位移不连续方法的比较,验证平行节理岩体的一维动态等效连续介质模型的正确性;该模型可有效地应用于研究通过一组平行节理岩体的P波传播问题。结果表明,该研究可以简化应力波传播问题的复杂性。

我国优秀越野滑雪运动员有氧和无氧能力与短距离比赛竞技表现的相关性探究

目的:探究我国优秀越野滑雪运动员短距离比赛竞技表现以及与其有氧、无氧能力的相关关系,其数据和成果对训练和比赛具有重要指导作用。方法:对21名越野滑雪国家集训队男子运动员分别进行有氧、无氧能力和短距离比赛测试;使用GNSS定位系统和计时设备记录短距离比赛中运动员时间、速度和技术等数据;通过典型相关分析方法,评价有氧、无氧能力指标与短距离比赛竞技表现指标的相关关系。结果:1)有氧能力测试中乳酸阈摄氧量、最大摄氧量和总效率指标及无氧能力测试中上肢最大功率、平均功率指标分别与短距离比赛的竞技表现指标密切相关(p<0.05);2)短距离比赛的比赛时间、上坡段时间、平地段时间、G3使用比例、G3最大速度与有氧、无氧能力指标具有较高的相关性(p<0.05)。结论:以测试氧摄取指标为主的有氧能力和以测试上肢最大功率指标为主的无氧能力与越野滑雪短距离比赛竞技表现高度相关;乳酸阈摄氧量、最大摄氧量、总效率等有氧能力指标是影响比赛成绩的重要因素,更高的上肢爆发力水平与更好的短距离比赛竞技表现显著相关。建议:注重发展我国越野滑雪运动员专项技术的有氧能力和上肢峰值功率水平。未来的研究可以通过实验室和雪上环境下进行标准化实验设计,进一步探讨有氧和无氧能力的动态变化对短距离比赛全程和分段竞技表现的直接影响。

基于运动轨迹追踪和压力传感器网络分析公共空间界面的体感交互机制

体感是视觉之外的另一种获取空间信息的媒介,也是影响空间体验品质的关键因素之一。针对体感交互过程动态多变和难以被直接观测的特性,本文通过当代人因测量技术,探索其在近体和体表尺度下的呈现:在近体尺度,通过运动轨迹追踪技术,测量公共空间中具有强交互性的运动,进而提取其行为规律和基础空间界面形态;在体表尺度,基于内置压力传感器网络的实验装置,采集人与空间界面的接触频次,探索空间界面形态的互动吸引度。

一维动静组合加载下岩石冲击破坏试验研究

利用研制的岩石动静组合加载SHPB试验装置,系统研究岩石在一维动静组合加载下的冲击破坏特性。首先按照一维应力波传播理论,对动静组合加载的试验原理进行理论论证。试验过程中预先在轴向施加不同载荷,按照静载强度的20%,30%,40%,70%,80%和90%等6个系列进行,然后沿轴向进行冲击加载,考察岩石的临界破坏承载强度。研究结果表明:在临界破坏的情况下,动态冲击的应力–应变曲线(包括常规冲击和动静组合加载)最后都会出现总应变减小的现象,这是由于冲击过程中岩石内部储存弹性能释放所致。在轴向静压较小时,岩石的组合加载应力–应变曲线跟常规的冲击试验曲线类似;轴压较大时,岩石的组合加载应力–应变曲线没有初始的近似线弹性段,直接从非线性段开始。随着轴向静压的增大,岩石的抗冲击强度呈现出先增大后减小的趋势,大约在静载强度60%时,抗冲击强度达到最大值。在入射能较小时,岩石吸收的能量会缓慢增加,在入射能较高时,岩石吸能会快速增加。常规冲击下岩石的临界破坏模式为劈裂形式,动静组合加载下呈现压剪形式。

一维动静组合加载下砂岩动力学特性的试验研究

基于对深部岩石承受高地应力并在动力开挖扰动下发生破坏这一问题的科学认识,利用改造的劈裂霍普金森压杆动静组合加载试验装置,开展一维动静组合加载下砂岩的动力学特性试验研究。选取无轴压和3个典型轴压水平4种情形,开展不同应变率下的冲击试验。研究结果表明,相同应变率下岩石对外界冲击的响应受轴压比影响很大,冲击强度会随着轴压比的增加出现先增加后减小的趋势,在轴压比为0.6～0.7时达到最大值。相同轴压下,冲击强度会随着应变率的增加而增加,呈现指数函数关系。在一定的轴压比范围内,随着入射能的递增,岩石在加载破坏试验中先后会经历"吸收能量-释放能量-吸收能量"3个阶段。这3个阶段可以较好的解释高应力下岩石的动态强度递增、岩爆发生和诱导致裂三者之间的互相转化机制,对深部岩石工程的实践可以提供理论上的指导。

巴西圆盘劈裂试验中拉伸模量的解析算法

提出巴西圆盘劈裂试验中拉伸模量的解析算法。结合圆盘对心受力的理论弹性解和实际试验过程中便于测量的物理参数,基于微积分的原理,通过对试样中心垂直加载方向上每一点拉应变的积分,可以得到该方向上总的变形量,进而推导出岩石拉伸模量和总位移变形量之间的定量关系式。该关系式包含加载力、试样直径、试样厚度、岩石泊松比和试样中心垂直加载方向上总位移变形量5个物理量,其意义明确,运用简便,可为求解巴西劈裂试验拉伸模量提供一种新的方法。

不同赋存深度岩石的动态断裂韧性与拉伸强度研究

按照国际岩石力学学会试验规范以及工程岩体试验方法标准(GB/T50266-99),对不同赋存深度的玄武岩试件分别进行动态断裂韧性测试和单轴拉伸强度测试,得到动态断裂韧性与拉伸强度之间可能存在一定的关系;并从岩石破坏的力学机制角度,分析动态断裂韧性与拉伸强度之间存在联系的根本原因:两者均是由于岩石内部微裂纹受到拉应力作用而引起微裂纹的扩展、互相贯通,从而导致岩石的破坏。根据动态断裂韧性与拉伸强度之间可能存在的关系,可以由拉伸强度的测试结果推测试件的动态断裂韧性值,将大大简化动态断裂韧性测试的繁琐性。

三轴SHPB岩石材料动力学特性试验研究的现状和发展趋势

岩石材料的三维动力特性试验研究是岩石冲击动力学中很重要的一个领域,也是目前研究的一个热点。本文论述了三轴SHPB岩石力学试验机的研制情况,对各类试验机的特点进行了比较。综合分析了三轴SHPB试验相关研究文献,总结了一些共有规律:①在围压一定的情况下,岩石的动态抗压强度会随着应变率的增加而增加,呈现出线性函数或者指数函数增加形式,并且脆性减弱,塑性显著增加;②在应变率一定的情况下,岩石抗压强度会随着围压的增大而增大,线性关系比较显著;③岩石动静组合加载时,在轴压一定时,岩石的动静组合抗压强度会随着围压的增大而增大,呈现出近似线性增加趋势;在围压固定时,抗压强度随着轴向静压的增大呈现出先增大后减小的趋势。由于SHPB试验装置和岩石材料本身的特点,目前在一些基本问题上,如加载应力波形、试样尺寸要求等方面,还没有统一的试验规范要求,很多试验结果只能进行定性比较,无法在统一尺度上进行定量分析。最后,针对该领域的发展趋势进行了论述,指出尽快建立一套国际性的建议试验方法是将来的一个关键问题。

含多种尺寸缺陷岩体中的弹性波散射

研究了含多种尺寸扁平椭圆缺陷的岩体中弹性波散射规律.细观上应用Green函数方法,考虑了入射波与基本的扁平椭圆缺陷相互作用,宏观上采用线性叠加原理,得到了缺陷岩体的频散和衰减规律.频散曲线中特征频率与裂纹尺寸负相关.含几种不连续尺寸裂纹的岩体中其频散曲线呈"阶梯跳跃"形,其衰减曲线也有不同的峰值;而含"均匀分布"与"正态分布"裂纹尺寸的岩体,与含单一尺寸缺陷的岩体相比,其频散曲线具有较宽的特征频率段.结合两个声波测试实例,讨论了这一理论模型的合理性与可行性.

SHPB系统的动态力平衡分析

研究了一维应力波假定与应力均匀化假定对SHPB测试装置的必要性;分析了预制裂纹型试件在SHPB装置下的适用性,并分别论述了如何消除应力波弥散效应与试件惯性效应的方法;提出了动态力平衡对于验证这2个基本假定的必要性以及对于数据处理的准确性;得到了SHPB装置同样可以运用于预制裂纹型试件。

平台CCNBD-SHPB动态断裂韧性试验方法研究

根据CCNBD(Cracked Chevron Notched Brazilian Disc)试件断裂韧性测试方法和分离式Hopkinson压杆(SHPB)的基本原理,研究了平台CCNBD-SHPB系统进行动态断裂韧性测试的方法。探讨了动态力平衡对满足SHPB的应力均匀化以及试验数据处理的重要性;推广了准静态的应力强度因子计算公式,将试件在动态力平衡状态下的最大载荷代入公式,从而得到动态断裂韧性。通过试验对理论进行了验证,结果显示基于平台CCNBD-SHPB的动态断裂韧性测试是准确的。

降噪混合注意力变分自编码器及其在轴向柱塞泵故障诊断中的应用

轴向柱塞泵作为液压系统的供能元件,其故障诊断研究具有重要意义。现有故障诊断方法大多依赖人工经验,提取故障特征需要大量专家知识,且对数据和噪声的鲁棒性较差。针对轴向柱塞泵服役环境复杂、监测信号易受噪声干扰的问题,提出端到端的降噪混合注意力变分自编码器方法,直接提取淹没在噪声中的故障特征,从而实现噪声环境下轴向柱塞泵故障诊断。该方法利用卷积变分自编码器从柱塞泵压力信号和振动信号中提取故障特征,通过引入混合注意力机制,实现编码器隐层特征的加权融合,以增强故障特征并削弱噪声影响;进一步使用自适应软阈值降噪方法,降低噪声干扰,完成强噪声环境下轴向柱塞泵故障诊断。通过轴向柱塞泵故障模拟试验和噪声鲁棒性试验对所提出方法的有效性进行验证,结果表明该方法在5dB噪声下的诊断准确率高达99.32%,在-5d B的强噪声影响下仍能保持69.72%的准确率,优于常用的故障诊断方法。

房价变动、土地财政与中国经济波动

本文基于中国土地制度的特点,以及地方政府依赖土地财政的事实,构建了一个包含金融加速器效应的多部门DSGE模型,模型包括房地产和非房地产部门,同时嵌入了地方政府的土地出让行为和支出结构。通过这一模型本文分析了房价影响GDP的作用渠道和机制。我们发现,外部冲击带来的房价变动,导致了房地产部门投资和土地价格的波动,而土地价格的波动对地方政府财政收入产生了较大的影响。考虑到中国地方政府在基础设施上的支出偏向,地方财政收入的变化又会对投资和资产价格产生冲击,在金融加速器效应的作用下,这一冲击进一步放大,最终导致了总投资和GDP的剧烈波动。本文研究表明,地方政府的土地出让行为联结了房价变动与地方政府的收入,而地方政府在基础设施投资上的偏向和金融加速器效应放大了房价对投资和整个经济的影响,三者共同作用使得房地产部门成为中国经济波动的重要来源。

矿区采空塌陷危险性预测的Bayes判别分析法

提出了矿区采空塌陷危险性预测的Bayes判别分析方法.首先分析了目前因采空区塌陷导致灾害事故发生的危害程度,随后介绍了Bayes判别分析方法的原理、判别准则和检验方法,在此基础上考虑采空区塌陷问题的具体特点和影响因素,选取北京西山某矿区的典型塌陷情况作为案例,对Bayes方法的运用进行了具体说明.分别选取了覆盖层类型、覆盖层厚度、地质构造复杂程度、矿层倾角、采空区体积率、采空区距地表的垂深和采空区空间叠置层数作为判别指标,以历史上17个典型塌陷资料作为学习样本进行训练,建立采空塌陷危险性预测的Bayes判别分析模型,并利用回代估计法对该模型进行检验.研究结果显示,训练后的模型判别结果完全符合实际情况.将该模型运用于7个预测样本的判别中,判别结果也和实际情况一致,说明Bayes判别分析模型具有良好的判别能力.

财政扩张、信用违约和民营企业融资困境

2008年国际金融危机后的财政扩张计划使得民营企业产出比重下降,之后的"去杠杆"又导致民营企业融资更加困难,针对这看似矛盾的现象,本文构建了一个包含金融摩擦的多部门DSGE模型,在一个一致的框架下进行了分析。研究发现,以信贷来支撑的财政扩张,在刺激产出增加的同时,也提高了资金的使用成本,进而对民营企业借贷成本产生影响。去杠杆的过程中出现的大量违约,造成金融中介资产损失,导致金融中介减少贷款,同时通过金融加速器效应使得企业外部融资成本上升。更高的借贷成本和更高的外部融资风险溢价,导致民营企业融资成本大幅上升。对此,要从宏观政策上改善民营企业融资困境,应关注政策或者冲击对银行资产负债表的影响,并通过调节银行准备金或者用财政资金补充银行资本金进行应对。