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隧道初支合理支护时机确定方法及其工程应用

工程科学学报 2022年第2期44卷 265-276页

作者：梁鹏高永涛周喻邓代强北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 湘潭大学土木工程与力学学院湘潭411105 贵州理工学院矿业工程学院贵阳550003

将岩体破坏接近度指标(FAI)引入隧道支护设计,明确了围岩临界支护时机判别准则.基于有限差分数值计算程序,合理考虑岩体峰后应变软化特性,建立了一种隧道最优支护时机确定方法.通过算例分析,定量探讨了表征支护时机的重要参数,从工程角... 详细信息

将岩体破坏接近度指标(FAI)引入隧道支护设计,明确了围岩临界支护时机判别准则.基于有限差分数值计算程序,合理考虑岩体峰后应变软化特性,建立了一种隧道最优支护时机确定方法.通过算例分析,定量探讨了表征支护时机的重要参数,从工程角度阐释了支护时机的本质意义.结果表明:岩体地质强度指标GSI由75减小至25时,支护时机提前8.32 m;岩石材料常数mi由20减小至10时,支护时机提前5.85 m;岩石单轴抗压强度σci由80 MPa减小至40 MPa时,支护时机提前3.74 m;工程扰动参数D由0增加至0.8时,支护时机提前7.44 m.将建立方法在玉渡山隧道工程中进行应用,计算出研究区段的支护时机为3.3 m,经现场监测表明该方法有效、可行.该研究成果可为隧道支护体系的量化设计提供参考.

关键词：隧道工程支护时机破坏接近度应变软化特性数值模拟

高低应力水平下胶结充填体蠕变特征及分数阶本构模型

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中国矿业大学学报 2023年第2期52卷 276-285,299页

作者：程爱平付子祥邓代强戴顺意黄诗冰叶祖洋武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 湘潭大学土木工程与力学学院湖南湘潭411105 贵州理工学院矿业工程学院贵州贵阳550003

胶结充填体在采场中会经历不同应力水平的长期荷载作用,其不同应力水平下的蠕变特征直接影响矿山的安全生产.基于此,本研究制备了不同灰砂质量比的胶结充填体试样,进行了单轴压缩与分级蠕变试验,获取了不同应力水平下胶结充填体蠕变变... 详细信息

胶结充填体在采场中会经历不同应力水平的长期荷载作用,其不同应力水平下的蠕变特征直接影响矿山的安全生产.基于此,本研究制备了不同灰砂质量比的胶结充填体试样,进行了单轴压缩与分级蠕变试验,获取了不同应力水平下胶结充填体蠕变变形规律,探讨了胶结充填体在低应力水平与高应力水平下的蠕变特征,构建了胶结充填体分数阶蠕变本构模型,并进行了验证.研究结果表明:胶结充填体的蠕变特征是其在蠕变过程中内部应力的不断调整、硬化与损伤共同作用所产生的结果;低应力水平下,胶结充填体蠕变全过程中硬化作用占据主导,其中减速蠕变阶段硬化特征最为显著;高应力水平下,胶结充填体蠕变全过程中损伤作用占据主导,其中加速蠕变阶段损伤特征最为显著;同一应力水平下,灰砂质量比越低的胶结充填体蠕变全过程中硬化-损伤作用越明显,即抵抗变形能力的提升与损伤累积的速度越明显;构建的胶结充填体分数阶蠕变本构模型与各试验数据均有较高吻合度,且较好地表征了胶结充填体在不同应力水平下的蠕变特征.研究成果可为提高胶结充填体稳定性和矿山安全生产提供理论依据.

关键词：胶结充填体蠕变低应力水平高应力水平灰砂质量比本构模型

单轴压缩下尾砂胶结充填体细观能量耗散与损伤表征研究

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采矿与安全工程学报 2022年第6期39卷 1227-1234页

作者：程爱平舒鹏飞邓代强周成颂黄诗冰叶祖洋武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 湘潭大学土木工程与力学学院湖南湘潭411105 贵州理工学院矿业工程学院贵州贵阳550003

尾砂胶结充填体在两步骤回采中充当人工矿柱支撑采场顶板,其稳定性对矿柱的安全回采至关重要。基于室内试验进行尾砂胶结充填体细观参数标定,建立了尾砂胶结充填体颗粒流模型,开展了单轴压缩下尾砂胶结充填体细观力学特性研究,构建了尾... 详细信息

尾砂胶结充填体在两步骤回采中充当人工矿柱支撑采场顶板,其稳定性对矿柱的安全回采至关重要。基于室内试验进行尾砂胶结充填体细观参数标定,建立了尾砂胶结充填体颗粒流模型,开展了单轴压缩下尾砂胶结充填体细观力学特性研究,构建了尾砂胶结充填体细观能量指标体系,探讨了尾砂胶结充填体细观能量演化及耗散特征,揭示了尾砂胶结充填体破坏形式;结合能量耗散理论,考虑残余应变能影响,引入修正系数λ,提出了改进的损伤变量D,较好地表征了尾砂胶结充填体损伤演化过程。研究结果表明:尾砂胶结充填体细观能量主要由边界能输入,一部分通过能量积聚转化为平行黏结应变能和线性应变能,另一部分通过能量耗散转化为黏结阻尼能、摩擦能、介质阻尼能和动能;尾砂胶结充填体细观能量演化过程具有阶段性特征,包括能量积聚和能量释放两个阶段,在能量耗散阶段体现明显的延性破坏特征;尾砂胶结充填体细观损伤表象为颗粒错动和黏结破坏,考虑残余应变能的改进损伤变量更准确,能较好地反映尾砂胶结充填体延性特征。研究成果可为尾砂胶结充填体稳定性控制提供理论指导。

关键词：尾砂胶结充填体颗粒流程序能量耗散残余应变能损伤演化

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地下工程施工技术课程教学探讨

高教学刊 2022年第23期8卷 120-123页

作者：邓代强湘潭大学土木工程学院湖南湘潭411105

在当今国内外土木工程建设大力发展的时期,培养具有国际视野和处理复杂工程问题能力技术人才的任务十分必要和紧迫。作为土木工程重要专业课程的地下工程施工技术,其课程内容应用性与技术性强,对学生们动手解决实际问题的能力要求较高,... 详细信息

在当今国内外土木工程建设大力发展的时期,培养具有国际视野和处理复杂工程问题能力技术人才的任务十分必要和紧迫。作为土木工程重要专业课程的地下工程施工技术,其课程内容应用性与技术性强,对学生们动手解决实际问题的能力要求较高,需要学生在特定工程场景下,思索相关的专业技术和施工中所遇到的问题,通过联想、思考、研判、实践等过程,达到具备不断积累专业知识及组织协调的能力。在此课程教学过程需要紧密结合当前工程教育专业认证体系的要求,积极思考所遇到的问题,通过合理引导、有机协调、适时激励,发掘其中的内在规律,使学生们对工程实际情况的掌握更为全面,同时也将以往单调乏味的教学过程变得具有一定的趣味性。

关键词：工程教育专业认证土木工程课程体系学习内容

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胶结充填体强度预测及水泥消耗量反演计算

中国矿业大学学报 2013年第1期42卷 39-44页

作者：邓代强姚中亮朱永建汪令辉湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201 长沙矿山研究院有限责任公司采矿工程中心湖南长沙410012 国家金属采矿工程技术研究中心湖南长沙410012 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

为降低充填成本和使料浆制备系统可靠运转,基于特大型采空区充填工程对于二步骤矿柱开采的重要性,采用配比优化试验及统计分析所得的充填体长期强度预测模型,结合现场充填体地质钻探取样的检测强度,利用预测模型的变形公式,反算出采空... 详细信息

为降低充填成本和使料浆制备系统可靠运转,基于特大型采空区充填工程对于二步骤矿柱开采的重要性,采用配比优化试验及统计分析所得的充填体长期强度预测模型,结合现场充填体地质钻探取样的检测强度,利用预测模型的变形公式,反算出采空区充填水泥实际用量,对设计与实际水泥用量的定量关系进行了分析,掌握了二者之间的偏差.结果表明:前期充填中水泥用量存在较大富余,52-8#和52-10#采场水泥用量分别偏大约60.28%,49.24%.随着充填站操作人员技术水平与熟练程度的提高,并通过对站内计量仪表和物料输送设备校验后,水泥用量的下调空间较大.

关键词：胶结充填预测模型水泥用量成本分析反演计算

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复杂应力下充填体破坏能耗试验研究

岩土力学 2010年第3期31卷 737-742页

作者：邓代强高永涛吴顺川余伟健北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

应用先进的MTS和INSTRON刚性伺服试验机对不同灰砂比的充填体进行了常规三轴、无侧限单轴动态、静态抗压强度试验,测得了各种相关力学参数,得到了对应的荷载-位移和应力-应变全曲线,根据所得试验力学参数和压缩试验的性质,将单个试件、... 详细信息

应用先进的MTS和INSTRON刚性伺服试验机对不同灰砂比的充填体进行了常规三轴、无侧限单轴动态、静态抗压强度试验,测得了各种相关力学参数,得到了对应的荷载-位移和应力-应变全曲线,根据所得试验力学参数和压缩试验的性质,将单个试件、单位体积、单位质量的破坏能耗作为考查指标,计算了三轴和单轴抗压动态、静态加载方式下的破坏能耗,计算过程中消除了负位移产生的不利影响,通过统计回归建立和分析了围压与能耗的函数关系和不同情况下破坏能耗的变化及规律,对矿山顺利回采矿柱、维护采场及巷道顶板稳定、控制地压、防止地表塌陷、环境保护等具有现实意义。

关键词：刚性试验机力学试验力学参数能耗特征

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碱激发金矿粉充填材料力学性能及微观分析

矿冶工程 2023年第4期43卷 21-25页

作者：罗正东蒋波章本本邓代强李翔湘潭大学土木工程学院湖南湘潭411105 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

以金尾矿为骨料、粉磨后的金尾矿(简称金矿粉)为前驱体原料,以氢氧化钠+水玻璃为碱激发剂,采用碱激发方式制备充填材料,研究了金矿粉颗粒细度、碱激发剂模数及掺量对充填体力学性能的影响。结果表明,当金矿粉磨矿时间60 min(粒度d 50为5... 详细信息

以金尾矿为骨料、粉磨后的金尾矿(简称金矿粉)为前驱体原料,以氢氧化钠+水玻璃为碱激发剂,采用碱激发方式制备充填材料,研究了金矿粉颗粒细度、碱激发剂模数及掺量对充填体力学性能的影响。结果表明,当金矿粉磨矿时间60 min(粒度d 50为5.939μm)、碱激发剂水玻璃模数及掺量分别为1.2和60%时,充填体28 d抗压强度为854.2 kPa,满足GB/T 39489—2020《全尾砂膏体充填规范》对充填体强度的要求。在碱激发剂作用下,金矿粉发生水化反应,生成大量硅铝酸盐凝胶,形成密实稳定的结构,使充填体具有良好的力学性能。

关键词：金尾矿碱激发充填材料力学性能微观分析

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改进型深度确定性策略梯度的无人机路径规划

系统仿真学报 2024年

作者：张森代强强河南科技大学信息工程学院

针对无人机在复杂环境下进行路径规划时，存在收敛性差和无效探索等问题，提出一种改进型深度确定性策略梯度（deep deterministic policy gradient， DDPG）算法。为解决DDPG算法的收敛性差问题，采用双经验池分别存储数据；为减少无... 详细信息

针对无人机在复杂环境下进行路径规划时，存在收敛性差和无效探索等问题，提出一种改进型深度确定性策略梯度（deep deterministic policy gradient， DDPG）算法。为解决DDPG算法的收敛性差问题，采用双经验池分别存储数据；为减少无效探索，改善动态动作选择策略，引入人工势场法为规划增加引导项，并通过设计组合奖励函数解决奖励稀疏问题。实验证明，该算法的奖励和成功率能够得到显著提高，且能够在更短的时间内达到收敛。

关键词：无人机深度强化学习路径规划深度确定性策略梯度人工势场法

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混凝土充填体强度特性试验研究

矿冶工程 2006年第4期26卷 10-12页

作者：邓代强长沙矿山研究院湖南长沙410012

对不同配比、不同浓度、不同龄期的混凝土充填体在普通建筑材料压力机上进行了无侧限单轴抗压强度试验,根据试验测得单轴抗压强度试验数据,分析了充填体单轴抗压强度随配比、浓度、龄期的变化规律,采用数据拟合的方法,对试验数据进行了... 详细信息

对不同配比、不同浓度、不同龄期的混凝土充填体在普通建筑材料压力机上进行了无侧限单轴抗压强度试验,根据试验测得单轴抗压强度试验数据,分析了充填体单轴抗压强度随配比、浓度、龄期的变化规律,采用数据拟合的方法,对试验数据进行了回归,作出了不同灰砂比、浓度及龄期条体下试块强度的试验值的拟合曲线,并给出了相应的拟合公式,拟合公式和试验值的拟合效果较好,相关系数达到精度要求,对矿山充填工作及其充填体力学性能分析具有一定的指导意义和借鉴作用。

关键词：混凝土充填体分级尾砂单轴抗压强度