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多冷媒非均质人工冻结壁弹塑性应力分析

煤田地质与勘探 2024年第9期52卷 106-120页

作者：王彬梁秀玲张子浩蔡海兵荣传新安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 中煤矿山建设集团有限责任公司博士后科研工作站安徽合肥230091 河南理工大学河南省地下工程与灾变防控重点实验室河南焦作454000

【目的】受制冷媒介温度差异以及被冻地层与冻结管距离差异的影响,多冷媒联合双排管冻结壁的非均匀性较为显著,为了合理评价该类冻结壁的安全性,需开展考虑非均质性的多冷媒人工冻结壁弹塑性应力分析。【方法】选取距离1/4管距处的冻结... 详细信息

【目的】受制冷媒介温度差异以及被冻地层与冻结管距离差异的影响,多冷媒联合双排管冻结壁的非均匀性较为显著,为了合理评价该类冻结壁的安全性,需开展考虑非均质性的多冷媒人工冻结壁弹塑性应力分析。【方法】选取距离1/4管距处的冻结壁作为特征截面,将该截面上的温度分布曲线等效成三段一次函数形式,并将冻结壁视为随温度成线性变化的非均质材料,分别基于4种冻土屈服准则,推导得出多冷媒联合双排管非均质冻结壁弹塑性应力解析表达式。基于该解析表达式,对多冷媒冻结壁的受力特性进行计算,并将该计算结果与均质冻结壁计算得出的结果进行对比。【结果和结论】研究发现:(1)在盐水-二氧化碳联合双排管冻结壁中,径向应力随着相对半径r的增加而上升,环向应力在不同冻结区间(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)表现出不同的变化趋势。(2)基于均质冻结壁计算理论,弹性极限状态的冻结壁的环向应力最大值出现在冻结壁内侧,弹塑性状态的冻结壁的环向应力最大值出现在弹塑性分界面处,塑性极限状态的冻结壁的环向应力最大值出现在冻结壁最外侧;而基于非均质冻结壁计算理论,冻结壁环向应力最大值始终出现在冻结壁分区界线(r=2)处。(3)在考虑非均质特性后,冻结壁的弹性极限承载力降低1.8%,而塑性极限承载力提高8.1%。在弹塑性状态下,对应相同塑性区相对半径,非均质冻结壁具有更高的承载力,且这种现象随着塑性区相对半径的增大而愈发明显。研究成果对富水地层多冷媒联合冻结帷幕的设计具有重要的参考价值。

关键词：人工地层冻结法双排管冻结壁多冷媒联合冻结帷幕非均质屈服准则弹塑性分析

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基于多特征融合的煤矿井下辅助运输车辆可通行性评估方法

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煤炭学报 2024年

作者：江帆刘一凡朱真才张超凡周公博彭玉兴中国矿业大学机电工程学院智能采矿装备技术全国重点实验室徐州矿务集团有限公司博士后科研工作站

辅助运输车辆在煤矿井下人员、物料、矸石和设备等运输方面发挥着重要作用。煤矿井下巷道空间狭长、环境复杂、光线强弱交替，易引发辅助运输车辆驾驶人员疲劳、视线模糊、操作失误等导致的驾驶安全事故。随着我国智慧矿山建设的不断推... 详细信息

辅助运输车辆在煤矿井下人员、物料、矸石和设备等运输方面发挥着重要作用。煤矿井下巷道空间狭长、环境复杂、光线强弱交替，易引发辅助运输车辆驾驶人员疲劳、视线模糊、操作失误等导致的驾驶安全事故。随着我国智慧矿山建设的不断推进，提高辅助运输车辆的安全性、智能化对实现煤矿少人化、无人化具有重要的现实意义。针对煤矿井下辅助运输车辆的通行性评估问题，提出了基于多特征融合的煤矿井下辅助运输车辆可通行性评估方法。首先，利用边缘检测、形态学顶帽变换和八联通区域获得增强的铁轨二值化图像，通过消失点坐标设定阈值将铁轨分为直轨和弯轨两个模型，并分别采用渐进概率Hough变换和改进特征点选取的Catmull-Rom样条曲线拟合直轨和弯轨，形成基于可切换模型的铁轨检测方法；其次，基于煤矿井下巷道壁管道颜色属性，通过HSV颜色空间变换、边缘检测和最小二乘法拟合算法构建管道特征检测策略；再次，提出基于管道和铁轨特征点加权融合的辅助运输车辆行驶中心轨迹线提取方法，构建辅助运输车辆安全通行区域生成规则；然后，针对传统分水岭算法中过分割问题，采用基于标记的改进分水岭分割和Graph Cut算法对静态障碍物进行二维边缘和区域特征提取，选用小样本分类支持向量机构建基于HOG特征与LBP特征融合的煤矿井下行人检测模型，实现辅助运输车辆前方动态和静态障碍物综合检测；最后，通过欧式距离判断障碍物与安全通行区域的位置关系，判断障碍物入侵情况，得到辅助运输车辆可通行性评估结果。实验结果表明，所提方法能够实现煤矿井下铁轨特征、管道特征、安全通行区域检测，对煤矿井下辅助运输车辆可通行性进行有效评估。

关键词：辅助运输车辆铁轨检测管道检测障碍物检测可通行区域检测

卸载状态下非均质圆形寒区隧道围岩弹塑性统一解

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冰川冻土 2024年第2期46卷 650-661页

作者：梁沈伟王彬荣传新于胜民安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 中煤矿山建设集团有限责任公司博士后科研工作站安徽合肥230091 安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心安徽淮南232001

以统一强度理论作为卸载状态下寒区隧道冻结围岩屈服准则,综合考虑围岩非均质特性和中间主应力效应对冻结围岩强度影响,建立寒区隧道应力位移弹塑性力学模型,联合各区域边界条件,计算获得冻结围岩均质与非均质状态下,弹性解、塑性统一... 详细信息

以统一强度理论作为卸载状态下寒区隧道冻结围岩屈服准则,综合考虑围岩非均质特性和中间主应力效应对冻结围岩强度影响,建立寒区隧道应力位移弹塑性力学模型,联合各区域边界条件,计算获得冻结围岩均质与非均质状态下,弹性解、塑性统一解以及塑性区半径的隐式方程,分别对其应力位移场讨论分析。研究表明:考虑冻结围岩的非均质特性,塑性区环向应力峰值增大40%,塑性区范围相对减少40.4%,内壁位移减少9.3%,弹性极限承载力提高41%,塑性极限承载力提高14%,影响显著。中间主应力效应能充分发挥非均质冻结围岩承载潜能,计算得到的承载力明显增大,塑性半径明显减小。所得结果可为寒区隧道开挖支护设计以及数值模拟,提供理论指导。

关键词：寒区隧道非均质冻结围岩弹塑性分析中间主应力效应统一强度理论

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三间穴临证备考

中华中医药杂志 2024年第2期39卷 656-659页

作者：张艳琳吴松周婷罗志辉顾骁磊陈子琴陈贝陈佳王昆秀陈松湖北中医药大学针灸骨伤学院针灸治未病湖北省协同创新中心武汉430061 中盐金坛盐化有限责任公司博士后科研工作站常州213000 厦门大学人文学院博士后流动站厦门361005

通过对文献古籍中有关三间穴内容的搜集和梳理,从三间穴命名立意,挖掘三间穴特殊穴义,探讨三间穴多样穴性和功效主治,按照疾病机理的不同,分析三间穴主治疾病的异同点,归纳总结其在筋骨痹阻、神志失守、津液失常和六经伤寒方面的广泛运... 详细信息

通过对文献古籍中有关三间穴内容的搜集和梳理,从三间穴命名立意,挖掘三间穴特殊穴义,探讨三间穴多样穴性和功效主治,按照疾病机理的不同,分析三间穴主治疾病的异同点,归纳总结其在筋骨痹阻、神志失守、津液失常和六经伤寒方面的广泛运用,同时引用古文举例论证,并结合临床诊治经验和现代治疗现状分析。文中还进一步探讨了三间穴在疟疾、外痈等方面的特殊表现,并综合提出三间穴主治有待证实、挖掘和探索之处,以进一步丰富三间穴内涵,并拓展其临床主治范围。

关键词：三间穴穴义穴性主治临床文献研究

基于光频域反射技术的采动裂隙演化规律及应用研究

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采矿与安全工程学报 2024年第5期41卷 1000-1010页

作者：王坤孟祥瑞程详赵光明戚敏杰安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学矿业工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学矿业工程博士后流动站安徽淮南232001 淮南矿业(集团)有限责任公司博士后科研工作站安徽淮南232001

为研究深部煤层综采工作面采动卸压覆岩裂隙演化规律,以芦岭煤矿Ⅲ1022综采工作面为工程背景,采用光频域反射技术(OFDR)分析相似模拟试验采动覆岩裂隙演化全过程,结合现场瓦斯抽采情况及光纤监测结果,对采场裂隙时空演化规律进行研究。... 详细信息

为研究深部煤层综采工作面采动卸压覆岩裂隙演化规律,以芦岭煤矿Ⅲ1022综采工作面为工程背景,采用光频域反射技术(OFDR)分析相似模拟试验采动覆岩裂隙演化全过程,结合现场瓦斯抽采情况及光纤监测结果,对采场裂隙时空演化规律进行研究。研究结果表明:工作面回采过程中,采空区覆岩水平方向光纤拉应变曲线呈左、右两峰,两峰间距表征覆岩实际垮落宽度,两峰峰值处为工作面两侧采动破断线。垂直方向受超前支承压力影响,工作面前方出现压应力集中区域,光纤压应变曲线呈台阶递减状态,采空区顶底板皆出现拉应变凸峰。工作面上隅角风排瓦斯浓度、1#定向钻场拦截孔、5#地面井的卸压瓦斯抽采情况,反演了工作面采动裂隙的演化特征,结合现场光纤监测试验,判断采场覆岩裂隙带发育高度为77.5 m,覆岩裂隙发育层位已至8、9煤层。研究结果为工作面开采工艺设计、邻近层瓦斯运移、抽采的钻孔设计、瓦斯治理等提供理论基础,对矿井安全高效生产起明显促进作用。

关键词：覆岩裂隙演化卸压瓦斯抽采光频域反射技术相似模拟试验现场监测

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水热耦合养护混凝土蠕变特性试验

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：姚韦靖柏梦宇蔡海兵刘涛安徽理工大学矿山建设工程安徽省高校重点实验室芜湖市勘察测绘设计研究院有限责任公司博士后科研工作站安徽理工大学土木建筑学院

为研究不同温度水热耦合养护对混凝土蠕变特性的影响，进行了20 ℃、40 ℃、60 ℃和80 ℃水热耦合养护60 d单轴压缩试验、分级压缩蠕变试验和SEM扫描电镜试验。结果表明：养护20 d内各温度水热耦合养护混凝土强度明显高于正常养护混凝土... 详细信息

为研究不同温度水热耦合养护对混凝土蠕变特性的影响，进行了20 ℃、40 ℃、60 ℃和80 ℃水热耦合养护60 d单轴压缩试验、分级压缩蠕变试验和SEM扫描电镜试验。结果表明：养护20 d内各温度水热耦合养护混凝土强度明显高于正常养护混凝土，60 ℃水热耦合养护混凝土强度提高率最大达54.8%，之后各温度水热耦合养护混凝土强度降低，至养护60 d时均低于正常养护混凝土。随水热耦合温度升高，混凝土蠕变性能先增加后减少，经历60 ℃水热耦合养护后显著提高了混凝土蠕变性能，与正常养护相比，蠕变强度提高了22.24%，蠕变时间延长了23.95 h，瞬时应变和蠕变应变分别下降了6.4%和32%；但经历80 ℃水热耦合养护对混凝土蠕变特性产生较大的负面效应。基于试验结果对Burgers蠕变模型参数进行辨识，所得理论曲线与试验数据吻合较好。

关键词：结构工程水热耦合养护混凝土蠕变本构模型微观结构

不同转速时液力透平水力性能的试验和数值模拟研究

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水电能源科学 2024年第3期42卷 186-190页

作者：王晓晖张兴杰苗森春白小榜兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学土木工程博士后流动站甘肃兰州730050 新乡航空工业(集团)有限公司博士后科研工作站河南新乡453049 重庆水泵厂有限责任公司重庆400000

为揭示不同转速下液力透平的水力性能,以一台比转速为48的离心泵反转作透平(PAT)为例,通过试验研究了液力透平在不同负载下转速随流量、水头变化规律,采用RNGκ-ε湍流模型在不同转速下进行数值计算,分析了各工况下液力透平的水力性能... 详细信息

为揭示不同转速下液力透平的水力性能,以一台比转速为48的离心泵反转作透平(PAT)为例,通过试验研究了液力透平在不同负载下转速随流量、水头变化规律,采用RNGκ-ε湍流模型在不同转速下进行数值计算,分析了各工况下液力透平的水力性能和内流特性。结果表明,随着转速的逐渐增大,透平高效区变宽,高效点明显向大流量偏移。来流参数(流量、压力)对转速有一定的影响,转速随流量呈线性变化,随水头呈幂函数变化。流量越小,叶轮内压力和速度流线分布均匀性越差,透平效率越低。高转速下,叶轮内流动相对稳定,该现象与透平外特性结果相吻合。该研究对低比转速泵反转液力透平高效、稳定运行具有重要参考意义。

关键词：液力透平转速旋涡水力性能来流参数

秸秆/聚丙烯纤维-玻化微珠保温混凝土基本性能正交试验

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长江科学院院报 2024年第6期41卷 156-163页

作者：姚韦靖韩金秀方冉庞建勇安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽理工大学矿山建设工程安徽省高校重点实验室安徽淮南232001 芜湖市勘察测绘设计研究院有限责任公司博士后科研工作站安徽芜湖241000

应用正交试验法开展了16组秸秆/聚丙烯纤维-玻化微珠保温混凝土和3组玻化微珠保温混凝土基本性能试验。完成了秸秆粉末体积率VS、玻化微珠代砂率VG和聚丙烯纤维体积率VP这3种因素对秸秆/聚丙烯纤维-玻化微珠保温混凝土立方体抗压、劈裂... 详细信息

应用正交试验法开展了16组秸秆/聚丙烯纤维-玻化微珠保温混凝土和3组玻化微珠保温混凝土基本性能试验。完成了秸秆粉末体积率VS、玻化微珠代砂率VG和聚丙烯纤维体积率VP这3种因素对秸秆/聚丙烯纤维-玻化微珠保温混凝土立方体抗压、劈裂抗拉强度极差和方差分析。结果表明:玻化微珠掺入可有效提高混凝土隔热保温性、工作性,但会造成强度损失。玻化微珠对混凝土抗压强度减小最为显著,最大损失幅度为24.64%,秸秆粉末和聚丙烯纤维对抗压强度影响可忽略;聚丙烯纤维对混凝土抗拉强度提高极为显著,最大提升幅度为16.72%,同时显著提高拉压比。基于试验数据建立了秸秆/聚丙烯纤维-玻化微珠保温混凝土抗压和抗拉强度预测模型,预测效果较好。

关键词：保温混凝土秸秆聚丙烯纤维玻化微珠力学性能正交试验强度预测模型

放煤过程中液压支架顶梁动态载荷演化特征试验研究

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工矿自动化 2024年第9期50卷 75-81页

作者：霍昱名胡文硕高鹏闫川太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 安徽省皖北煤电集团有限责任公司博士后科研工作站安徽宿州234000 太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030024

接触式煤矸识别需要研究综放开采液压支架顶梁承载特性,但现有研究大多重点关注放煤前后的支架承载特性或在给定载荷情况下支架的力学响应特征,忽略了对放煤过程中载荷变化的深入探究。针对上述问题,搭建了放顶煤支架动态载荷相似模拟... 详细信息

接触式煤矸识别需要研究综放开采液压支架顶梁承载特性,但现有研究大多重点关注放煤前后的支架承载特性或在给定载荷情况下支架的力学响应特征,忽略了对放煤过程中载荷变化的深入探究。针对上述问题,搭建了放顶煤支架动态载荷相似模拟试验平台,借助散体颗粒模拟破碎煤矸块体,反演了综放工作面放煤过程,利用薄膜压力传感器采集支架顶梁压力,分析了放煤过程中顶梁动态载荷演化特征。试验结果表明:①顶煤的放出对支架顶梁载荷产生了较为明显的影响,即随着顶煤放出,支架顶梁载荷整体呈先增大后减小最终稳定的演化规律。②沿顶梁长度方向,支架顶梁距离掩护梁越远的位置受顶煤放出的影响越小,主要表现在距离掩护梁越远,顶梁载荷峰值相较初始值的增幅越小,且达到载荷峰值所需的时间越长。③沿顶梁宽度方向,由于顶煤的放出过程受到了约束边界或流动过程不均衡性的限制,顶梁不同位置的载荷峰值具有差异性,顶梁载荷峰值相较初始值的增幅最大值达到了最小值的2.4倍。

关键词：综放开采煤矸识别放顶煤液压支架顶梁动态载荷相似模拟压力传感器

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