颗粒流程序（PFC^2D）中阻尼参数的适用性研究
摘要：为克服离散元-二维颗粒流（PFC2D）程序中阻尼参数选取的任意性,通过悬臂梁的剪弯受力（静态问题）和钢球自由下落-碰撞-反弹（动态问题）的PFC2D模拟,明确了PFC2D中局部阻尼和黏性阻尼的定义及适用范围.结果表明：静态问题可采用局部阻尼,以缩短获得稳定解的计算时间;动态问题则需采用有物理意义的局部阻尼或黏性阻尼,由钢球自由下落-碰撞-反弹PFC2D试验可知,钢球的法向黏性阻尼比为ζ=0.16.阻尼所消耗的能量（阻尼能）是一种微观能量,其变化规律反映了阻尼的作用机理,其发挥方式决定了数值模型获得稳定解的计算时间和计算结果的合理性.因此,只有选取合理的阻尼参数,才能获得与理论或实验室试验结果相吻合的颗粒流PFC2D模拟结果.煤矿隐伏断层突水的断裂力学模型及力学判据
摘要：针对导水断层和底板塑性滑移场的空间关系,把导水断层和底板塑性滑移场的最短距离视为断层突水的关键路径,建立了底板隐伏断层突水的简化断裂力学模型.利用断裂力学理论分析了含斜裂缝有限板裂缝尖端的应力强度因子计算公式,推导了导水断层发生劈裂破坏的临界水压力以及影响因素.结果表明：发生断层突水的临界水压力随着断层长度增加而减小、随着断层到底板距离的增加而减小、随着水平压力增大而增大的趋势.根据压剪裂缝扩展时翼型分支裂纹扩展理论,获得底板隐伏断层突水的必要条件是承压水达到临界水压力,充分条件为断层到煤层底板的最短距离达到一个的临界值以及相应的理论公式.采空侧综放工作面三角煤失稳机理及控制研究
摘要：基于国阳一矿8907综放工作面端头顶板破断特征,建立了采空侧端头三角块结构力学模型,理论及数值模拟分析三角煤失稳机理.结果表明：三角煤区域受本工作面及相邻工作面采动共同影响,应力集中且处于弹塑性区交界处,发生塑性破坏,端头控顶范围增加.不同护巷煤柱尺寸影响采空侧端头围岩应力分布进而影响三角煤的稳定性,将护巷煤柱尺寸由12 m增加至20m能够有效地控制三角煤失稳.在已有的12 m护巷煤柱下,提出采用马丽散注浆加固三角煤及其围岩,据此在81101工作面进行工业性试验,取得了较好效果.高边坡卸荷变形的梁-颗粒模型模拟
摘要：为了模拟与预测岩质高边坡在开挖卸荷过程中的变形特征,把高边坡离散为由颗粒单元与梁网络组成的复合结构,用离散元法描述颗粒单元运动,通过颗粒间的相对位移计算梁的变形及梁端力,通过梁的变形与破坏体现介质的损伤与渐进变形,并通过对单轴抗压实验的模拟验证模型与程序的可靠性,对三峡永久船闸高边坡开挖卸荷变形进行了模拟.结果表明：模拟结果与实测结果吻合较好,相差3%左右,说明基于离散元框架内的梁-颗粒模型可以反映高边坡卸荷变形机理.多断面巷道表面收敛快速观测方法研究
摘要：通过分析巷道掘进期间围岩表面收敛的规律,得出了多断面巷道表面收敛的快速矿压观测方法.其本质在于在巷道围岩状况相似、支护方式一致、施工速度和质量相同的地点可按不同距离布置多个断面,进行顶底板和两帮宽度的观测,通过空间来换取时间,在较短时间内得出巷道收敛的规律.掘进工作面推进速度较快或巷道矿压显现程度较低的巷道,观测时断面的数量可设置少些,距离可大些,否则应设置更多断面并减少距离.该方法在某矿煤层回风大巷得到了具体应用,通过对间距20～30 m不等的5个断面一周时间的观测后,成功得出了整条巷道26 d内表面收敛及收敛速度的变化规律,为常规观测时间的1/4左右.深部土K0试验方法及对减载力学特性的影响
摘要：为获得K0试验方法对土体K0固结-减载（保持轴压恒定卸除围压）变形和强度的影响,采用室内常见两种K0方法研究了深部土固结-减载应力-应变和强度特性,并分析了不同K0试验方法的误差.结果表明：采用不同K0试验方法进行固结的深部土减载路径中均呈现出＂脆性＂,但刚性压力室-柔性侧限方法下的脆性特征不明显,此种方法下进行的减载试验将低估深部土抵抗破坏的能力;刚性压力室-伺服控制试样某一高度处侧向变形为零的方法可有效控制试样平均径向变形,优于前者而对深部土更具有适用性.大型矿井通风网络可靠度模型的近似算法
摘要：针对目前风量分布中依靠经验认识全部近似认为是正态分布的情况,利用概率图分析法给出了判断风量分布的严格定义,且给出了基于对数正态分布的风量分布模型,证明了并非所有风量分布均服从正态分布.为避开失效模式的NP难题,提出网络可靠度的近似算法.该方法以递推分解算法为基础,引入多维正态变量积分公式,计算多失效模型的联合概率,进而计算风网系统的可靠度,大大降低了计算复杂性.对于特别复杂的风网,也可以采用上下界逼近的方法得出近似值,并通过实例分析,验证了本方法的高精度和高效率.含氧量对临界氯离子浓度及钢筋锈蚀速率影响
摘要：为了明确氧气含量对钢筋锈蚀的影响,通过对直接反应钢筋钝化膜状态信息的物理量-钢筋极化电阻的测试,研究了不同氧气含量的混凝土模拟孔隙溶液中钢筋钝化膜破坏的临界氯离子浓度及氧气含量对钢筋锈蚀速率的影响.试验结果表明：当钢筋极化电阻值小于270 kΩ.cm2并持续下降时,钢筋钝化膜开始破坏;在氧气质量浓度为10.5至8.7 mg/L的混凝土模拟孔隙溶液中,当pH值为12.5到13.4之间时,钢筋钝化膜破坏的临界氯离子浓度为Cl-与OH-浓度比值是0.1;当pH值为11.7时,钢筋钝化膜破坏临界氯离子浓度接近为零,钢筋钝化膜几乎不能保持完整.氧气含量的适当降低有效减缓了钢筋钝化膜的破坏速度,但对钝化膜破坏时的临界氯离子浓度未产生影响.基于微观结构的饱和红黏土孔隙比计算
摘要：广州红黏土在地铁建设中极易软化、崩解,对城市地铁工程的安全构成威胁.通过室内物理力学试验、X射线衍射试验、扫描电镜试验,得到了广州饱和红黏土的基本物理性质,以及该类红黏土体的矿物成分、微观结构特点.基于试验结果,提出了一种土体微观模型,分析了微观结构对该类红黏土物理性质的影响,并运用此模型求得了该类饱和红黏土的孔隙比.结果表明：该类红黏土的饱和含水量为62%,自由膨胀率达到40%,黏性矿物所占比率很大,片状和扁平状黏土颗粒相互聚集形成的层状微集聚体是组成红黏土微观结构的主要结构单元体,运用微观结构参数求得的孔隙比为1.62～1.80,与宏观试验结果相一致.褐煤在合成气气氛下的低温热解及半焦燃烧特性
摘要：在固定床反应器中进行了3种褐煤在惰性及合成气气氛下的热解实验,研究了不同气氛下褐煤热解的产物分布及产物性质（包括气体组成,半焦性质等）,并对所得半焦的燃烧特性进行了对比.结果表明,与惰性气氛下相比,褐煤在合成气气氛下热解时焦油收率提高1.5%～1.9%.合成气气氛下热解时,热解气中的H2S和COS含量明显比惰性气氛下升高,表明合成气气氛对褐煤热解有较好的脱硫效果.合成气气氛下所得热解半焦的氧含量要低于惰性气氛下的,表明合成气对褐煤热解脱氧有较好的效果.两种气氛下所得热解半焦的着火点、最大燃烧温度和燃尽温度比原煤略有升高,合成气下热解半焦的特征燃烧温度的提高程度较惰性气氛下的小.合成气中的CO能够与煤热解产生的水发生水煤气变换反应产生高活性的氢,抑制了交联反应,提高了油气收率.变轨迹等厚筛振动方向角的计算及实验验证
摘要：提出了一种单轴变轨迹等厚筛分方法,建立了单轴变轨迹等厚筛的动力学模型.基于单轴变轨迹等厚筛的运动特性,提出了振动方向角的几何定义方法,得到了该振动筛振动方向角的计算模型.通过振动信号分析系统获取了振动筛筛箱各点的水平和垂直两个方向上的振动强度以及互功率谱相位,得到了振动方向角的理论值.结果表明,利用该方法得到的计算结果与利用传统的丽萨如（Lissajous）图法求得的结果最大相对误差仅为8.50%,从而验证了振动方向角计算模型的正确性.煤层气典型曲线产能预测方法
摘要：为简单快速预测煤层气井产能,引入了典型曲线-无因次产量与时间的关系曲线法.通过分析兰氏压力、兰氏体积和渗透率等对典型曲线形态的影响,建立了不同兰氏压力下无因次产量与时间的关系式,提出了煤层气井典型曲线产能预测方法.运用该方法分别对韩城和沁南区块两口煤层气井进行产量预测和储量评价.结果表明：预测产量与前5年的实际产量符合率高于80%,表明该方法可供现场应用.对生产数据进行拟合得出两口井的控制储量分别为2.40×107m3和2.29×107m3,预测未来10年采出程度分别为44.3%和46.3%.桂中坳陷及周缘地下水化学-动力学特征与油气保存
摘要：水文地质条件是评价油气保存条件好坏的直接参数,从地下水化学-动力学角度对桂中坳陷及周缘油气保存条件进行了研究.结果表明：桂中坳陷及周缘自泥盆纪以来共经历了3个水文地质旋回,即海西期、印支期和燕山-喜山期;桂中坳陷及周缘在泥盆纪-早二叠世和晚二叠世-中三叠世阶段分别形成了2次主要的油气藏形成期,但燕山-喜山运动使得区内原已形成的油气藏几乎被破坏殆尽.多次构造运动和多期大气水下渗作用使得现今桂中坳陷内埋深小于800 m的浅部地层油气保存条件普遍差,地层水普遍为低矿化度水,800 m以下地层进入交替阻滞带,油气保存条件逐渐变好,推测交替停滞带在2 km以下;往坳陷外尤其是坳陷东部和东南部,大气水下渗深度更大.总体上,桂中坳陷中西部油气保存条件相对较好.特定消谐脉宽调制开关角度的实解个数
摘要：为了解决特定消谐脉宽调制技术中开关角度非线性超越方程组的实解个数问题,利用三角函数倍角公式将非线性超越方程组转化为带不等式约束的多项式方程组,提出了一种基于半代数系统机器证明算法的实解分类方法.给出了N=3时的单相和三相逆变器以及N=4时的单相逆变器开关角度实解个数的完全分类,同时首次得到了分类边界点的解析解.理论推导和实验仿真结果表明：该方法能够从理论上给出调制比和实解个数之间的变化关系,对于开关角度的求解以及提高逆变器的消谐效果具有重要的指导意义.基于煤矿设备有序拓扑的能量有效路由协议
摘要：为了可靠地监测井下设备的运行状态,延长设备无线监测网络的生命周期,采用一种新的路由协议代替Zigbee中的AODV协议.将煤矿井下液压支架运行状态无线监测系统中的监测节点分布简化为链式2层拓扑结构,应用Free-space无线信号传输模型寻找使该拓扑结构每回合能耗最小最优簇数,同时利用设备排列的有序性引入虚拟地址的方法来分簇,提出了一种基于Zigbee的虚拟地址能量有效分簇路由协议（ZVAEECP）.仿真结果表明：该协议比Zigbee的AODV协议至少提高50%的网络生存周期,丢包率最大为0.87%,是相同情况下AODV的12%.ZVAEECP协议比AODV具有更长的网络生存周期和更高的可靠性,且路由表只需维护少数几条信息.该协议可以扩展应用到具有相似拓扑的其他设备中,适合在井下设备监测中应用.圆形Rayleigh台阶腔体流动特性的数值模拟
摘要：为了揭示流体流动特性对静压支承油腔承载力的影响,根据圆形Rayleigh台阶腔体流动特性,将流动分为三部分：入口中心对称碰撞流动、凹槽径向发散流动和节流边微流动.采用计算流体力学（CFD）方法建立计算模型,对腔体几何参数（e,h）和入口雷诺数（Re）等因素对流场涡胞的影响进行数值模拟.结果表明：Rayleigh台阶结构腔体内流动较平行圆盘间流动更加复杂,有涡胞结构存在;腔体内压强较高,具有更高的承载力;当200〈Re〈2 250时,流场中有1至4个不同数量的涡胞存在;随节流边厚度h（0.05～0.20 mm）和几何参数e（0.5～4.0）的增大,涡胞数量增多,尺寸增大,涡胞位置也发生变化;流体入口轴向速度对流场结构模拟结果有重要影响;同时,由于涡胞结构的影响,腔体壁面压强及近壁面速度分布是不均匀的.基于高斯尺度空间的放射性能谱平滑滤波
摘要：结合放射性能谱的统计特性,提出了一种基于高斯尺度空间的平滑滤波方法.构造由高斯函数构成的尺度空间,将能谱在该空间内进行多次投影,并在投影中调整高斯函数的权重以实现能谱平滑滤波.选取的标准方差σ和尺度j较小时（如σ=0.2～0.6,j=0）,每次平滑后峰形畸变小,适于对弱峰的平滑;选取σ和j较大时（如σ=0.6～1.0,j=1,2,3）,可使统计涨落得到较大抑制,并使谱峰成形加快,适于统计涨落较大且谱峰较明显的能谱平滑.结果表明,该方法可灵活地选择标准方差σ和尺度空间Vj,以适应平滑精度和处理速度的要求,且计算简便,是一种性能良好的平滑滤波方法.高温对粉煤灰表面解聚作用研究
摘要：通过硅铝质胶凝材料高温增钙改性的优化方法,应用电子显微镜（SEM）、核磁共振（NMR）、傅里叶红外光谱（FTIR）等测试手段研究了改性粉煤灰硅铝网络结构的解聚机理与规律.结果表明：高温增钙使粉煤灰表面部分Si-O键断裂,导致高配位的网络中间体Al及Ca较多渗入,网络结构部分强峰的化学位移向低场移动,网络结构聚合度降低,化学活性明显提高.最终优化的高温增钙粉煤灰配比为CFA-4-1 200℃,即81.0%LCFA1＋15.0%CaO＋3.0%石膏＋1.0%萤石,温度制度为1 200℃下0.5 h.