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基于模型试验的某矿区地下开采过程中采场稳定性研究

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有色金属（矿山部分） 2024年第4期76卷 43-53页

作者：张佳琳王孝东昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093

目的:围岩稳定性是岩土工程界重要研究内容之一,较差的围岩可能会使地下工程如隧道、矿井等发生坍塌。因此,为了确保地下工程的安全施工和稳定性,对围岩稳定性的研究至关重要。方法:本研究在充分调查某矿区某矿段采场结构参数及对地压... 详细信息

目的:围岩稳定性是岩土工程界重要研究内容之一,较差的围岩可能会使地下工程如隧道、矿井等发生坍塌。因此,为了确保地下工程的安全施工和稳定性,对围岩稳定性的研究至关重要。方法:本研究在充分调查某矿区某矿段采场结构参数及对地压控制研究分析后,基于矿体的赋存条件、地质产状以及顶底板的实际情况,选取了某矿段中比较有代表性的剖面,采用相似模型试验的方法,围绕点柱控顶建立室内相似试验模型,对该矿地下开采过程中采场的稳定性进行模拟分析。结果:随着矿体倾角的增大,围岩变形随之增大。在完全空场条件下,即只留中段矿柱,不留点柱,顶板会发生大面积破坏,并有可能出现地表塌陷,造成安全事故。结论:本研究要预留点柱控制地压,防治冲击地压。意义:研究成果对指导该矿区矿体的安全开采和利用具有重要的理论和实践意义。

关键词：模型试验采空区围岩稳定地压控制预留点柱

主体功能区视角下的滇中城市群人口-经济-资源环境时空耦合分析

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水土保持研究 2024年第2期31卷 367-378页

作者：龙晓惠陈国平林伊琳赵俊三王荣耀冯怡翔昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093 智慧矿山地理空间信息集成创新重点实验室昆明650093 云南省高校自然资源空间信息集成与应用科技创新团队昆明650211

[目的]探析人口、经济和资源环境三者之间协调及发展水平状况,阐明各县耦合协调关系及影响因素,为主体功能区规划实施提供有力支撑。[方法]基于2010年、2015年、2020年滇中城市群的自然、经济及人文数据,从主体功能区视角建立人口-经济... 详细信息

[目的]探析人口、经济和资源环境三者之间协调及发展水平状况,阐明各县耦合协调关系及影响因素,为主体功能区规划实施提供有力支撑。[方法]基于2010年、2015年、2020年滇中城市群的自然、经济及人文数据,从主体功能区视角建立人口-经济-资源环境耦合协调发展评价指标体系。运用序关系分析法(G1)与熵权法(EW)确定综合权重,通过耦合协调度模型度量各县耦合协调关系,定量分析了2010年、2015年、2020年滇中城市群人口-经济-资源环境耦合协调演变状况,探析其发展规律。[结果](1)3个时段内,研究区人口在县域尺度呈空间正相关关系,且空间聚集性逐渐增强,呈现西部低人口密度聚集和中部高人口密度聚集态势且常年稳定;(2)2010—2020年,人口、经济和资源环境三者之间的耦合协调度综合发展水平有微弱提升,严重失调的协调类型逐渐消除,濒临失调占比46.94%成为最主要的协调类型;(3)人口、经济和资源环境两两耦合协调分布不均,其中2020年人口-经济综合耦合协调指数最低为0.4543,协调度水平时空分布与三系统协调评价结果吻合度是两两耦合协调评价中最高的,对人口-经济-资源环境耦合协调评价结果影响最大;(4)在主体功能区划实施前后,国家重点开发区两两耦合协调水平变化显著,人口-经济-资源环境整体耦合协调水平较低且有倒退趋势,省级重点开发区长期稳定可控;(5)研究区的人口、经济和资源环境三者之间存在较强的相互作用关系,但协调性在一定程度上处于制约状况。[结论]高耦合协调性主要依赖于人口对市县区经济的带动作用。重点开发区的有效实施必须抓好人口与经济协同发展,人口和经济协调是未来优化主体功能区的重点方向。

关键词：主体功能区划重点开发区人口-经济-资源环境耦合协调模型滇中城市群人口时空演变

含剪切节理面岩质边坡滑裂面位置及稳定性研究

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贵州大学学报（自然科学版） 2024年第3期41卷 108-115页

作者：陈东宇刘文连眭素刚许汉华昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司云南昆明650051

同向双平面滑动是存在单一地质断层面(剪切节理面)岩质边坡的常见破坏模式之一,但对该种类型的滑裂面计算方法并不充足。为了能够更加高效准确地寻找边坡的滑裂面位置,判断边坡的稳定性,基于极限平衡理论和非线性数学规划模型,假设滑体... 详细信息

同向双平面滑动是存在单一地质断层面(剪切节理面)岩质边坡的常见破坏模式之一,但对该种类型的滑裂面计算方法并不充足。为了能够更加高效准确地寻找边坡的滑裂面位置,判断边坡的稳定性,基于极限平衡理论和非线性数学规划模型,假设滑体的滑动方式为同向双平面滑动,再假设目标函数为该岩质边坡的安全系数,运用MTALAB全局最优搜索法,计算含剪切节理面工程边坡在天然工况作用下的滑裂面位置及稳定性,并与极限分析法、强度折减法和毕肖普法进行对比分析。研究结果表明:基于极限平衡理论和非线性数学规划模型得出的滑裂面位置与安全系数基本一致,验证此类方法的可行性,为存在单一地质断层面岩质边坡的滑裂面计算和稳定性分析提供了新依据。

关键词：岩质边坡滑裂面计算安全系数极限平衡法非线性理论最优化原理

岩石RHT模型主要参数敏感性及确定方法研究

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北京理工大学学报 2018年第8期38卷 779-785页

作者：李洪超陈勇刘殿书黄永辉赵磊昆明理工大学城市学院云南昆明650051 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 昆明理工大学电力工程学院云南昆明650500 Faculty of Science and Technology Federation University AustraliaUniversity DriveMt HelenBallaratVictoria 3353Australia

在34个RHT模型参数中,19个参数可以通过试验、理论研究等手段获得,但还剩15个参数较难确定.为了较为准确的获得相关参数,在只改变参数N、p_(comp)、f_t~*、f_s~*、A、n、Q_0、g_c~*、ξ、D_1、ε_p^m、A_f、n_f、B、g_t~*的情况下,利用L... 详细信息

在34个RHT模型参数中,19个参数可以通过试验、理论研究等手段获得,但还剩15个参数较难确定.为了较为准确的获得相关参数,在只改变参数N、p_(comp)、f_t~*、f_s~*、A、n、Q_0、g_c~*、ξ、D_1、ε_p^m、A_f、n_f、B、g_t~*的情况下,利用LS-DYNA对石灰岩进行单轴、三轴压缩模拟计算,通过对比RHT模型的弹性、线性强化以及损伤软化段的曲线对以上15个参数的敏感性进行研究,并以红砂岩为例,利用SHPB冲击红砂岩获得应力-应变曲线,并通过静力学、声波测试等试验获得红砂岩相关物理参数,以LS-DYNA模拟SHPB冲击试验作为手段,通过正交试验的方法得到了红砂岩的RHT模型参数,为了验证所确定参数的正确性,将LS-DYNA模拟SHPB冲击红砂岩的曲线与SHPB冲击试验曲线进行了对比,取得了令人满意的效果.

关键词： RHT模型敏感性 SHPB 正交试验

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Pb-Mg-Al合金的热变形行为与加工图

中国有色金属学报 2013年第2期23卷 311-319页

作者：段永华孙勇何建洪方东升郭中正昆明理工大学材料科学与工程学院云南省新材料制备与加工重点实验室昆明650093

采用Gleeble-1500热模拟试验机研究Pb-Mg-Al合金在变形温度453～613 K、应变速率0.01～1 s-1条件下的热压缩流变行为,计算应力指数和变形激活能,采用Zener-Hollomon参数法构建合金的高温变形的本构关系,基于Murty准则,建立Pb-Mg-Al合金... 详细信息

采用Gleeble-1500热模拟试验机研究Pb-Mg-Al合金在变形温度453～613 K、应变速率0.01～1 s-1条件下的热压缩流变行为,计算应力指数和变形激活能,采用Zener-Hollomon参数法构建合金的高温变形的本构关系,基于Murty准则,建立Pb-Mg-Al合金的加工图。结果表明:Pb-Mg-Al合金为正应变速率敏感材料;该合金的热压缩变形流变应力行为可用双曲正弦函数本构方程和Zener-Hollomon参数来描述,其平均变形激活能为149.524 4kJ/mol;从加工图分析并结合激活能,确定Pb-Mg-Al合金的最优变形温度和应变速率分别为533 K和0.1 s-1。

关键词： Pb-Mg-Al合金本构关系变形激活能加工图

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球轴承-螺旋锥齿轮系统多体接触动力学分析

振动工程学报 2013年第5期26卷 665-677页

作者：姚廷强王立华迟毅林黄亚宇昆明理工大学机电工程学院云南昆明650093

基于多体系统动力学理论,在圆弧齿锥齿轮接触动力学分析的研究基础上,提出了球轴承-螺旋锥齿轮系统多体接触动力学分析的新方法。基于套圈滚道表面和弧齿齿面的三角网格模型,建立并实现了多体接触动力学模型和动态接触力的预测搜索算法... 详细信息

基于多体系统动力学理论,在圆弧齿锥齿轮接触动力学分析的研究基础上,提出了球轴承-螺旋锥齿轮系统多体接触动力学分析的新方法。基于套圈滚道表面和弧齿齿面的三角网格模型,建立并实现了多体接触动力学模型和动态接触力的预测搜索算法,进而建立了忽略啮合齿面的摩擦和润滑作用,考虑球轴承的保持架、润滑摩擦力和Hertz接触作用的球轴承-圆弧齿锥齿轮系统多体接触动力学模型。考虑轴承游隙、齿轮侧隙和载荷工况等关键因素,运用广义-α方法计算分析了预紧力和负载扭矩作用下球轴承-弧齿锥齿轮系统的多体接触动力学行为和动态响应特性,获得了动态接触力、拖动力、角速度、振动位移、加速度、运动轨迹和相图及频谱等振动响应的变化规律。研究表明球轴承保持架的角速度频率、齿轮驱动角速度频率、从动齿轮的角速度波动频率和齿轮的啮合频率对球轴承-弧齿锥齿轮系统动力学特性有着重要的影响。动力学模型和计算结果为不仅对球轴承-弧齿锥齿轮传动系统的动态设计和动力学分析具有重要的实用价值,而且对复杂齿轮传动系统的动力学研究具有重要的理论意义。

关键词：球轴承螺旋锥齿轮动力学分析齿轮传动系统接触

主进风竖井内罐笼提升活塞效应对平巷风流的影响

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煤炭学报 2023年第S1期48卷 159-170页

作者：王孝东贺德幸刘杰李泓鲲郭晨阳蒋梦娇昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 昆明理工大学公共安全与应急管理学院云南昆明650093

针对主进风竖井内罐笼提升产生的活塞风效应及其对运输平巷内风流的影响。基于SST k-ω湍流模型,采用动网格对罐笼在竖井内运行进行空气流体仿真并通过现场实测对模拟数据进行验证的方法,研究竖井活塞风影响下运输巷道内风流流场的结构... 详细信息

针对主进风竖井内罐笼提升产生的活塞风效应及其对运输平巷内风流的影响。基于SST k-ω湍流模型,采用动网格对罐笼在竖井内运行进行空气流体仿真并通过现场实测对模拟数据进行验证的方法,研究竖井活塞风影响下运输巷道内风流流场的结构变化以及巷道内风流流动的紊动特性。研究结果表明:罐笼在竖井内运行产生的活塞风会造成平巷内风流的瞬态变化,导致巷道内风流流场分布紊乱,对局部风流扰动较大;活塞风影响下巷道内风速概率密度曲线走势呈正态分布;沿纵向分布的风流紊动强度值在活塞风影响下变化趋势存在自相似性,整体呈指数分布;沿横向分布的风流紊动强度在活塞风影响下沿巷道中心线呈对称分布;在巷道内局部位置分别取得沿纵向分布的风流紊动能最大值E_(max)=0.249 m^(2)/s^(2)以及沿横向分布的风流紊动能最大值E_(max)=0.503 m^(2)/s^(2),紊动能值较大,易造成巷道内局部高、低速风流、涡流以及对周围风流产生卷吸作用。矿井通风系统遭到矿内不稳定因素影响,则可能导致井下局部用风地点或整个风流系统紊乱,主进风竖井内罐笼频繁提升引起的一系列附加效应会对运输平巷通风效果产生较大影响,研究罐笼提升活塞效应对巷道内风流的影响为补充矿山局部通风理论提供参考。

关键词：矿山安全活塞风主进风竖井双罐笼 SST k-ω湍流模型动网格

农林废弃物吸附废水中重金属Pb2+的性能及机理研究进展

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材料导报 2020年第17期34卷 17115-17123页

作者：王路星周新涛罗中秋母维宏马越邵周军昆明理工大学化学工程学院昆明650500 昆明理工大学云南省高校磷化工重点实验室昆明650500

人体Pb 2+超标会造成贫血、肾功能衰竭、内分泌系统和中枢神经系统紊乱等症状。Pb 2+可通过含Pb 2+废水、废渣等形式对环境造成污染,其中含Pb 2+废水不仅对水源造成直接污染,同时也会在流经区域土壤形成Pb 2+富积而造成土壤重金属污染,... 详细信息

人体Pb 2+超标会造成贫血、肾功能衰竭、内分泌系统和中枢神经系统紊乱等症状。Pb 2+可通过含Pb 2+废水、废渣等形式对环境造成污染,其中含Pb 2+废水不仅对水源造成直接污染,同时也会在流经区域土壤形成Pb 2+富积而造成土壤重金属污染,因此对含Pb 2+废水的无害化处理刻不容缓。废水中Pb 2+的去除方法主要包括离子交换法、化学沉淀法、电化学法、膜过滤法和吸附法等,其中,吸附法因具有效率高、方便操作和成本低等优点而被广泛应用。商业活性炭吸附废水中Pb 2+的效果很好,但是高成本限制其使用,因此寻找活性炭替代吸附剂是吸附法处理含Pb 2+废水技术发展的关键。农林废弃物(AFW)因其来源广泛、种类繁多、成本低廉、吸附效果好、吸附材料可再生等诸多优势,被广泛应用于废水中Pb 2+的去除。可通过酸碱盐改性、结构改性、炭化改性、有机溶剂改性和复合改性等对AFW进行处理,以提高其吸附效率。同时,Pb 2+初始浓度、吸附剂量、pH值、温度和时间等因素对AFW吸附Pb 2+的效率有较大的影响。AFW可通过离子交换、络合作用、物理吸附、化学沉淀等多重作用机制实现Pb 2+的高效吸附,其吸附动力学一般符合准二级动力学模型,吸附热力学一般符合Langmuir热力学模型或Freundlich热力学模型。本文综述了AFW吸附废水中Pb 2+的研究现状与进展,从AFW改性、Pb 2+吸附影响因素及其作用机制等方面进行了讨论。最后,对AFW吸附Pb 2+研究中存在的问题进行了分析,并对其未来的研究方向进行了展望,以期为制备稳定可循环的AFW提供参考。

关键词：农林废弃物吸附废水重金属Pb 2+ 改性吸附机理

基于促凝和缓凝技术的含硫充填体力学损伤调控

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煤炭学报 2019年第S02期44卷 553-559页

作者：程纬华程海勇乔登攀李红昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

中国目前有硫铁矿山900余处,年产硫铁矿石1320万t,硫资源在开发过程中会产生大量含硫尾砂,含硫尾砂在地表堆存时对区域生态形成严重威胁。含硫尾砂井下充填是解决地表堆存污染问题和安全问题的有效途径,但含硫尾砂制备出的充填体往往会... 详细信息

中国目前有硫铁矿山900余处,年产硫铁矿石1320万t,硫资源在开发过程中会产生大量含硫尾砂,含硫尾砂在地表堆存时对区域生态形成严重威胁。含硫尾砂井下充填是解决地表堆存污染问题和安全问题的有效途径,但含硫尾砂制备出的充填体往往会出现开裂、破碎、强度失效等问题,含硫尾砂对充填体强度发展作用机理不清。针对高硫尾砂充填体力学性能的特殊性,通过凝结时间观测、强度测定和X射线衍射分析,对含硫充填体力学演化过程进行了定量研究。在分析高硫尾砂充填料浆的凝结特征和强度演化规律的基础上,结合硫化物致劣机理分析,提出通过改善促凝和缓凝条件优化高含硫尾砂充填体力学性能。研究结果表明,尾砂硫化物会导致充填料浆的凝结时间显著增长、强度大幅降低,并出现28 d强度劣化损伤。尾砂硫化物发生氧化反应生成酸和硫酸根离子,造成水化产物溶解,引起硫酸盐侵蚀,造成强度下降。XRD图谱显示,一定量的次生石膏和钙矾石晶体能有效填充充填体内的孔隙,有利于强度发展;大量的次生石膏和钙矾石晶体生成,对孔隙壁产生挤压作用,造成膨胀致裂。对于高含硫尾砂充填材料,通过促凝技术使凝结时间缩短15%,充填体早期强度提高2倍,但却无法抑制后期强度劣化;而缓凝技术可抑制C3S的水化,延缓水化产物C—S—H凝胶和氢氧化钙的生成,早期强度降低,充填体28 d强度提高35%。

关键词：充填高硫尾砂凝结时间单轴抗压强度硫酸盐侵蚀