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基于收敛–约束原理的大变形隧道初支更换时机优化研究

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岩土力学 2018年第S1期39卷 395-404页

作者：杨忠民高永涛吴顺川成子桥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 中电建路桥集团有限公司北京100048

山岭隧道的建设无法完全避免大变形灾害,侵限后大变形初支更换时机不当不仅会延误工期,而且有可能导致隧道塌方等事故造成二次危害。以云南安企村1号隧道塌方事件为背景,基于收敛–约束原理,分析隧道发生大变形并施加临时钢支撑后围岩... 详细信息

山岭隧道的建设无法完全避免大变形灾害,侵限后大变形初支更换时机不当不仅会延误工期,而且有可能导致隧道塌方等事故造成二次危害。以云南安企村1号隧道塌方事件为背景,基于收敛–约束原理,分析隧道发生大变形并施加临时钢支撑后围岩与支护相互作用的应力变化,得到围岩在初支及临时钢支撑作用下的应力–变形关系。利用离散元软件3DEC,分析了不同处治时机对大变形隧道围岩应力及岩块与节理破坏情况的影响。在模型隧道拱顶沉降达到最终位移(当拱顶沉降速率小于等于0.2 mm/d)的70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%时进行变形初支更换,对重新平衡时隧道周围应力分布、岩块破坏量和节理破坏面积进行了统计。结果表明,拱顶沉降达到最终位移的90%时围岩应力与100%时基本相同;90%时换拱后重新达到稳定时节理破坏面积比在100%时换拱小,围岩应力与岩块破坏量与100%时基本相同,因此隧道大变形处治可以在围岩达到最终位移值前的一定范围时进行。研究结果不仅可以提高大变形处治过程的安全性,而且可以大大减少处治时间,具有重要的研究及施工参考价值。

关键词：隧道大变形收敛–约束离散元处治时机

基于滑面应力状态的边坡安全系数确定方法探讨

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中国矿业大学学报 2018年第4期47卷 719-726页

作者：吴顺川韩龙强李志鹏郭超周建新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土木与资源工程学院北京100083

边坡发生破坏时,岩土体的强度参数,黏聚力(c)和内摩角(φ),发生衰减的速度和程度均不相同,采用非等比折减方案进行边坡稳定性分析,为求取边坡的安全系数,引进参照边坡概念,根据边坡潜滑面上岩土单元体的应力状态,分别计算真实边坡和参... 详细信息

边坡发生破坏时,岩土体的强度参数,黏聚力(c)和内摩角(φ),发生衰减的速度和程度均不相同,采用非等比折减方案进行边坡稳定性分析,为求取边坡的安全系数,引进参照边坡概念,根据边坡潜滑面上岩土单元体的应力状态,分别计算真实边坡和参照边坡潜在滑动面上各单元体的抗剪强度,然后以折减前后单元体抗滑力之比定义安全系数,进而根据滑面各单元体的安全系数提出确定边坡综合安全系数的算法.结合案例对比研究表明,等比折减方案下边坡安全系数的计算结果与极限平衡法的结果基本一致,验证了该算法的合理性,可应用于非等比折减方案条件下边坡综合安全系数的求解.

关键词：边坡非等比折减应力状态安全系数

添加剂对煤粉-污泥混合燃烧特性的影响及动力学

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煤炭学报 2016年第11期41卷 2853-2859页

作者：洪晨王志强邢奕冯丽慧杨强贾蒙蒙李益飞北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 中国科学院生态环境研究中心北京100085

采用热重分析法考察污泥、煤粉以及两者混合样品的燃烧特性,通过着火温度(Ti)、燃尽温度(Tb)以及综合燃烧特性指数(S)的变化,进一步研究添加剂对污泥-煤粉混合燃烧特性的影响,并探讨催化燃烧机理。结果表明:添加污泥能够降低煤粉的Ti,... 详细信息

采用热重分析法考察污泥、煤粉以及两者混合样品的燃烧特性,通过着火温度(Ti)、燃尽温度(Tb)以及综合燃烧特性指数(S)的变化,进一步研究添加剂对污泥-煤粉混合燃烧特性的影响,并探讨催化燃烧机理。结果表明:添加污泥能够降低煤粉的Ti,加速煤粉热解燃烧,改善煤粉的燃烧性能;但当污泥掺混比>10%时,混合样品的最大失重速率降低,Tb升高,综合燃烧性能S变差。CaO,Na_2CO_3能够促进挥发分析出燃烧,并带动后续固定碳的燃烧,因此混合样品的燃烧速率提高,燃烧时间缩短,综合燃烧性能改善;MnO_2,Fe_2O_3对混合样品的无明显催化作用,且降低了混合样品的最大燃烧速率。同时,动力学分析表明添加CaO,Na_2CO_3能够减小燃烧体系的活化能,而添加MnO_2和Fe_2O_3对混合样品的表观活化能无明显影响。

关键词：煤污泥添加剂催化燃烧特性动力学

高地应力硬岩下双孔并行隧道相似模型试验及数值模拟

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工程科学学报 2017年第5期39卷 786-793页

作者：赵宇松高永涛宋伟超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 北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

基于相似模拟理论,通过试验台架设计、监测系统设计、加载系统设计和岩体模型制作等流程,完成了双孔并行隧道模型试验系统的研制工作;试验中实时监控模型各关键位置的位移变化、应力变化及隧道岩壁破坏情况.研究表明,试验观测结果与基于... 详细信息

基于相似模拟理论,通过试验台架设计、监测系统设计、加载系统设计和岩体模型制作等流程,完成了双孔并行隧道模型试验系统的研制工作;试验中实时监控模型各关键位置的位移变化、应力变化及隧道岩壁破坏情况.研究表明,试验观测结果与基于Mohr-Coulomb模型所得数值模拟结果相对误差较大,而基于Plastic-Hardening模型进行数值模拟计算时,所得岩土体屈服状态和变化规律与相似模型试验结果吻合度较高.综合各方面分析研究结果,认为Plastic-Hardening模型能够更为精确合理的反映实际工程及试验中岩土体状态的真实变化情况,可为相似地质条件下的双孔并行隧道施工及维护提供重要参考.

关键词：双孔并行隧道相似材料模型 Mohr-Coulomb模型 FLAC^3D Plastic-Hardening模型 FLAC

面向三维立体动画制作的视差可视化调节方法设计与实现

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计算机辅助设计与图形学学报 2017年第7期29卷 1245-1255页

作者：孙靓卢大玮刘亮马华东北京邮电大学智能通信软件与多媒体北京市重点实验室北京100876

近年来,随着立体显示技术的快速发展,立体三维动画在各个领域的应用需求越来越大.然而在立体三维动画制作中,立体效果的调节过程难以控制,容易产生立体感不足或视觉不适等问题.为此,提出一种面向立体动画制作前期的立体效果调整方法.首... 详细信息

近年来,随着立体显示技术的快速发展,立体三维动画在各个领域的应用需求越来越大.然而在立体三维动画制作中,立体效果的调节过程难以控制,容易产生立体感不足或视觉不适等问题.为此,提出一种面向立体动画制作前期的立体效果调整方法.首先分析场景深度、立体图像的视差以及图像立体效果三者之间的关系,生成图像的视差变化梯度图;其次分析视差与观看距离的关系,推导最佳观看效果的视差范围,并在视差变化梯度图上标记出引起观看不适的部分;最后得出立体参数与视差的关系曲线,通过分析虚拟立体摄像机参数变化对视差的影响,辅助动画制作者准确调整立体效果.将文中方法以Maya插件的形式实现,并使用商业动画电影《兔侠传奇2:青黎传说中》的镜头素材进行实验,结果表明,与传统方法相比,该方法准确性好、自动化程度高,能有效地提高立体动画的制作效率.

关键词：三维立体动画立体效果视差调节视觉舒适度

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气基竖炉直接还原技术的发展现状与展望

钢铁 2014年第3期49卷 1-10页

作者：张福明曹朝真徐辉北京首钢国际工程技术有限公司北京100043

阐述了气基竖炉直接还原工艺的技术特点和发展现状，分析了在中国资源和能源条件下气基竖炉直接还原技术发展所面临的主要问题。基于气基竖炉直接还原工艺的特点，对该工艺的原料、还原气等进行了分析研究。指出非常规天然气资源的有效... 详细信息

阐述了气基竖炉直接还原工艺的技术特点和发展现状，分析了在中国资源和能源条件下气基竖炉直接还原技术发展所面临的主要问题。基于气基竖炉直接还原工艺的特点，对该工艺的原料、还原气等进行了分析研究。指出非常规天然气资源的有效开采和加压煤制气工艺投资、运行成本的显著降低，将是未来气基竖炉直接还原技术发展的主要推动力，同时利用钢铁企业过剩的煤气资源和中国局部地区相对丰富的天然气资源生产直接还原铁，是今后中国气基竖炉直接还原技术发展的重要方向。参照唐山地区的原料和能源价格，对年产量为80万t／a的直接还原铁装置的生产成本和技术经济可行性进行了分析，分析结果表明：原燃料价格波动对DRI成本影响显著，其中还原气成本约占DRI生产成本的10％～25％；若按DRI替代转炉废钢计算效益，要求天然气价格低于1．8元／m3。

关键词：炼铁直接还原竖炉球团煤制气

聚左旋乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混物的结构与性能

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高分子材料科学与工程 2016年第3期32卷 48-53页

作者：梁宁宁熊祖江王锐李根朱志国张秀芹北京服装学院材料科学与工程学院北京100029 中国科学院化学研究所工程塑料院重点实验室北京100190

通过熔融共混制备出一系列不同组成比的聚左旋乳酸(PLLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/醋酸锌(Zn(OAc)2)样品,通过扫描电子显微镜、动态力学性能分析仪、差示扫描量热仪及力学性能测试等,研究了不同PBS及Zn(OAc)2含量对PLLA/PBS共混物的形态... 详细信息

通过熔融共混制备出一系列不同组成比的聚左旋乳酸(PLLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/醋酸锌(Zn(OAc)2)样品,通过扫描电子显微镜、动态力学性能分析仪、差示扫描量热仪及力学性能测试等,研究了不同PBS及Zn(OAc)2含量对PLLA/PBS共混物的形态结构、结晶性能和力学性能的影响。结果表明,PLLA和PBS属于非相容体系,Zn(OAc)2的加入能降低PBS相区的尺寸,提高PLLA/PBS体系的相容性,且质量分数为0.05%时增容效果最佳;PBS的加入可有效提高PLLA的结晶速率和结晶度;随着PBS含量的增加,共混物的断裂伸长率和冲击韧性与纯PLLA相比显著提高,共混物的断裂伸长率均在300%以上;当PLLA/PBS/Zn(OAc)2质量比为80/20/0.05时,共混物的综合性能最优。

关键词：聚左旋乳酸聚丁二酸丁二醇酯醋酸锌共混性能

基于历史基线长度减小动态基线向量噪声的方法

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北京理工大学学报 2017年第11期37卷 1205-1210页

作者：刘硕张磊李健龙腾北京理工大学信息与电子学院北京100081 北京理工大学卫星导航电子信息技术教育部重点实验室北京100081

静态情况下,GNSS载波相位相对定位可以通过对不同历元的三维基线向量按各自的维度滤波,从而减小基线向量噪声.而动态情况下,不同历元的基线向量不一定不变,故无法使用滤波算法.对于动态定向、定姿等应用,基线长度一般是固定的,通过对不... 详细信息

静态情况下,GNSS载波相位相对定位可以通过对不同历元的三维基线向量按各自的维度滤波,从而减小基线向量噪声.而动态情况下,不同历元的基线向量不一定不变,故无法使用滤波算法.对于动态定向、定姿等应用,基线长度一般是固定的,通过对不同历元间基线长度取均值,平均基线长度的噪声将小于当前历元的基线向量噪声.基于此,本文提出一种基于历史基线长度减小动态基线向量噪声的方法.设计了将历史基线长度和当前历元基线向量进行数据融合的数学模型,推导了模型中的权值矩阵.通过误差传递的关系,得到噪声减小的理论表达式.通过仿真和实测基线数据验证该算法的性能,结果和理论分析一致.该算法实现简单,可在不添加硬件资源的情况下将基线向量噪声减小至80%左右.

关键词： GNSS 载波相位相对定位基线长度减小噪声

基于Hoek-Brown准则的非等比强度折减方法

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岩土力学 2016年第S2期37卷 690-696页

作者：韩龙强吴顺川李志鹏北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 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

针对节理岩质边坡稳定性分析问题,开展了基于Hoek-Brown破坏准则的强度折减法研究。边坡的失稳过程是一个渐进累积破坏过程,破坏过程中各强度参数的衰减程度不同,在强度折减法中对应的折减系数也不同,不同折减系数间关系的确定及其综合... 详细信息

针对节理岩质边坡稳定性分析问题,开展了基于Hoek-Brown破坏准则的强度折减法研究。边坡的失稳过程是一个渐进累积破坏过程,破坏过程中各强度参数的衰减程度不同,在强度折减法中对应的折减系数也不同,不同折减系数间关系的确定及其综合安全系数的定义值得深入探讨。首先从岩体材料软化(硬化)特性出发,根据岩体强度参数从峰值强度到残余强度的变化规律,推导了Hoek-Brown破坏准则中3个强度参数折减系数间的数学关系式,然后以折减前后滑面上抗滑力之比定义综合安全系数来评价边坡的稳定性,最后结合算例验证了该方法的合理性,可有效应用于节理岩体边坡的稳定性分析。

关键词： Hoek-Brown破坏准则强度折减法应变软化稳定性分析