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深地煤炭资源安全高效智能化开采关键技术与实践

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煤炭科学技术 2024年第1期52卷 52-64页

作者：李伟孙希奎山东能源集团有限公司山东济南250101

深地煤炭资源地质赋存复杂,智能化开采是深地资源安全、高效、绿色发展的必由之路。智能化开采成套技术与装备能否适应千米深井复杂地质环境、控制围岩稳定并驱动装备跟随煤层自动推进是影响煤炭安全高效开采、减少作业人员、降低劳动... 详细信息

深地煤炭资源地质赋存复杂,智能化开采是深地资源安全、高效、绿色发展的必由之路。智能化开采成套技术与装备能否适应千米深井复杂地质环境、控制围岩稳定并驱动装备跟随煤层自动推进是影响煤炭安全高效开采、减少作业人员、降低劳动强度的关键。山东能源集团聚焦千米深井智能化开采围岩控制理论,提出了以强度耦合、刚度耦合和稳定性耦合为核心的支架-围岩智能耦合关系,并形成与之相适应的智能耦合控制逻辑;为突破超大采高智能综采开采工艺及超高煤壁围岩控制技术瓶颈,提出了超大采高液压支架工作阻力“双因素控制法”,发明了三滚筒采煤机及其配套开采方法,研制了与超大采高智能综采相匹配的液压支架及配套系统;针对超大采高综放开采智能化放煤理论与围岩控制难题,提出超大采高综放支架-围岩耦合协调采放空间控制方法,创新了超大采高综放“马鞍形”开采工艺,研制了7 m超大采高智能综放开采液压支架及配套系统;研发了无反复支撑、快速循环自移的单元式超前支架,解决了回采巷道超前支护距离长、支护技术与装备适应性差的问题;开发了基于惯导和精准地质模型的智能采煤控制系统,解决了深部矿井工作面设备智能控制及困扰连续生产的难题;搭建了千米深井智能化开采综合管控平台,实现了千米深井重大灾害多源异构数据融合与管控。上述核心技术在山东能源集团赵楼煤矿7302工作面、东滩煤矿3308工作面等多个工作面进行了智能化开采示范建设,取得了良好的应用效果,所获成果整体推动了我国深地煤炭资源安全高效智能化开采水平,可以为类似矿井智能化工作面建设提供理论与技术借鉴。

关键词：千米深井智能化开采支架-围岩关系超大采高液压支架智能采煤控制系统多元灾害

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不同连接方式下PVC空腔隔墙抗震性能研究

建筑结构学报 2024年第1期45卷 97-107页

作者：张标侯和涛杨阜航王彦明谢素蓉张兴海李海生房海波山东大学土建与水利学院山东济南250061 山东省绿色建筑智能建造工程技术研究中心山东济南250061 山东沂蒙设计咨询有限公司山东临沂276000 荣华建设集团有限公司山东青岛266000 中建八局第二建设有限公司山东济南250014

为研究采用不同连接方式PVC空腔隔墙的抗震性能,对3个安装PVC空腔隔墙的钢框架结构和1个单独钢框架结构进行对比拟静力试验。试验结果表明:现浇PVC空腔隔墙的初始刚度和峰值荷载较大,由于墙体与钢框架连接处开裂和角部压溃,其在小位移... 详细信息

为研究采用不同连接方式PVC空腔隔墙的抗震性能,对3个安装PVC空腔隔墙的钢框架结构和1个单独钢框架结构进行对比拟静力试验。试验结果表明:现浇PVC空腔隔墙的初始刚度和峰值荷载较大,由于墙体与钢框架连接处开裂和角部压溃,其在小位移下刚度退化明显,大位移下的破坏主要表现为墙体内部劈裂和面外鼓曲;采用L型钢连接件的墙体主要耗能形式为螺栓滑移和连接件屈服变形,在刚度、承载力方面对钢框架提升最小,主要破坏形式为节点处水泥砂浆开裂;采用U型和L型钢连接件连接方式相对安全可靠,能使钢框架和墙体在地震作用下更好地协同工作,可根据承载力需求,推荐使用;采用钢筋连接的墙体发生脆性破坏,延性较差,承载力和耗能能力较差,不推荐使用。最后,基于等效斜压杆原理,提出了PVC空腔隔墙的抗侧刚度简化计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。

关键词：钢框架 PVC空腔隔墙连接方式拟静力试验抗震性能简化公式

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高速公路多联连续梁桥隔震研究

哈尔滨工程大学学报 2024年第4期45卷 682-690页

作者：李超牟江亭张宇田利山东大学土建与水利学院山东济南250061 山东高速工程建设集团有限公司山东济南250014

针对高速公路多联连续梁桥的抗震问题,本文对铅芯橡胶支座和摩擦摆支座进行了隔震效应分析与设计优化。本文基于多联有限元模型和非线性时程分析方法,分析了多联体系下各墩地震响应的差异,及铅芯橡胶支座和摩擦摆支座的隔震和耗能效果,... 详细信息

针对高速公路多联连续梁桥的抗震问题,本文对铅芯橡胶支座和摩擦摆支座进行了隔震效应分析与设计优化。本文基于多联有限元模型和非线性时程分析方法,分析了多联体系下各墩地震响应的差异,及铅芯橡胶支座和摩擦摆支座的隔震和耗能效果,并对隔震支座的参数布置进行了优化。结果表明:多联桥梁交界墩的地震响应较联内墩一般增大20%以上,交界墩上部结构跨径差异较大时甚至可达75%。铅芯橡胶支座位移限制能力和大震耗能更好,且屈服前刚度越大、屈服强度和屈服后刚度越小,滞回耗能能力越强;摩擦摆支座小震时即可发挥其隔震效果,且滑动摩擦系数越小、曲率半径越大,隔震效果越好。通过在交界墩布置更多隔震支座可在保证一定隔震率的同时改善桥墩受力不均匀的问题,具有一定的工程参考价值。

关键词：高速公路桥多联连续梁桥桥梁隔震隔震支座铅芯橡胶支座摩擦摆支座支座布置优化

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考虑纹理重构的道路养护吸能封层制备调控与功能评价

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中国公路学报 2024年

作者：王朝辉陈谦李彦伟左志武冯雷黄帅长安大学公路学院太行城乡建设集团有限公司山东高速集团有限公司

为进一步开拓吸能材料在道路养护领域的全新应用、赋予预防养护封层兼顾路表功能改善与既有路面结构承载力提升的双重功效，以新型路用吸能材料为载体、“夹芯式”封层结构为框架，考虑纹理重构，设计并制备了道路养护吸能封层；采用图... 详细信息

为进一步开拓吸能材料在道路养护领域的全新应用、赋予预防养护封层兼顾路表功能改善与既有路面结构承载力提升的双重功效，以新型路用吸能材料为载体、“夹芯式”封层结构为框架，考虑纹理重构，设计并制备了道路养护吸能封层；采用图像处理技术和加速加载试验，分析了道路养护吸能封层表面纹理特征与路表功能的衰变规律，明确了其耐久性；借助轮碾连续加载试验，评价了道路养护吸能封层对沥青混凝土板底应变的消减效果，探明了其耐荷缓力功效；基于动态热机械分析，阐释了道路养护吸能封层微观吸能特性及阻尼行为，揭示了其缓力机理；最终为道路养护吸能封层的深入探索与推广应用奠定坚实基础。结果表明：基于封层表面纹理及耐磨、抗滑等表面功能变化规律，确定集料覆盖率为40%，2.36～4.75 mm和1.18～2.36 mm两挡集料的比例为25:75，吸能材料洒布方案为上层1.0 kg/m2+下层2.0 kg/m2；加载磨耗4万次后，道路养护吸能封层表面纹理轻微衰减，表面功能耐久性良好；道路养护吸能封层有效降低沥青混凝土板底部的纵向与横向应变，可使原始拉应变转化为压应变，或者降低原始拉/压应变数值30%～50%以上；吸能封层材料损耗因子(tan δ)维持在0.1～0.3，能够在-50℃～200℃、10-4～108Hz较宽温度域与频率域中表现优异阻尼性能。

关键词：道路工程吸能封层制备缓力纹理机理

黄河口三角洲典型中小河流存在问题及治理思路研究

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人民黄河 2024年第S1期 17-18+20页

作者：刘军元盖海英张宇昕山东新汇建设集团有限公司

为给当前水利部门大力推进的水系连通和中小河流治理工作提供参考，以东营市支脉河治理为例，结合中小河流治理与水系连通的实际，整体解决黄河口三角洲中小河流普遍存在的防洪问题和盐田排水引起的水环境问题。提出的具体治理思路为：... 详细信息

为给当前水利部门大力推进的水系连通和中小河流治理工作提供参考，以东营市支脉河治理为例，结合中小河流治理与水系连通的实际，整体解决黄河口三角洲中小河流普遍存在的防洪问题和盐田排水引起的水环境问题。提出的具体治理思路为：针对支脉河存在堤防薄弱、桥梁阻水、敞口支沟未控等问题，一是对不满足要求的堤防进行加高培厚，对敞口支沟新建涵闸，对支脉河沿线涵闸、阻水桥梁进行拆除改建和维修加固，提高流域水灾害抵御能力；二是通过对现状小清河与支脉河之间的排沟进行疏挖，实现小清河与支脉河的连通，引小清河淡水进支脉河，解决其水质问题，汛期通过连通工程相机为小清河分洪，减轻小清河下游行洪压力，保障区域水安全。

关键词：水系连通中小河流治理水安全支脉河黄河口三角洲

基于MatDEM的松散地基喷浆加固浆液扩散规律

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山东大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 106-114,121页

作者：郭静赵振华马梦媛史长远姚占勇赵秋红姚凯济南城市建设集团有限公司山东济南250014 济南黄河路桥建设集团有限公司山东济南250013 山东大学齐鲁交通学院山东济南250002

为分析松散地基喷浆加固过程中浆液扩散规律,借助MatDEM软件生成模拟土层,基于孔隙密度流原理实现喷浆过程可视化,生成土体颗粒位移场。从现有成桩直径预测公式出发,分析基于极限侵蚀距离的成桩直径预测公式的可靠性,基于模拟结果,通过... 详细信息

为分析松散地基喷浆加固过程中浆液扩散规律,借助MatDEM软件生成模拟土层,基于孔隙密度流原理实现喷浆过程可视化,生成土体颗粒位移场。从现有成桩直径预测公式出发,分析基于极限侵蚀距离的成桩直径预测公式的可靠性,基于模拟结果,通过分析喷浆压力、颗粒粒径等对修正参数的影响,对成桩直径预测公式进行修正,将现场试验中双管法旋喷喷浆施工参数及原位土体力学参数带入修正后成桩直径预测公式计算,与现场试验桩体开挖后实测直径进行对比,验证了修正公式的可靠性。

关键词： MatDEM 高压喷浆孔隙密度流基础加固公式修正

基于联邦加权学习算法的三维激光隧道裂缝探测研究

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隧道建设（中英文） 2024年第S1期44卷 478-484页

作者：袁月明刘洪亮闫宗伟张梓琦郭佩凡张子睿杨光山东高速建设管理集团有限公司山东济南250000 山东大学山东济南250100 山东高速临滕公路有限公司山东临沂273400

为解决采用三维激光扫描仪探测隧道裂缝的识别精度低、抗干扰能力差的问题,提出基于联邦加权学习算法的裂缝探测研究新思路。基于隧道激光点云数据,首先使用优化联邦加权学习算法,并采用异步和残差测试自适应调整算法,以此整体达到精准... 详细信息

为解决采用三维激光扫描仪探测隧道裂缝的识别精度低、抗干扰能力差的问题,提出基于联邦加权学习算法的裂缝探测研究新思路。基于隧道激光点云数据,首先使用优化联邦加权学习算法,并采用异步和残差测试自适应调整算法,以此整体达到精准探测隧道裂缝的目的。在临滕高速隧道进行试验,围绕裂缝探测的可靠性、准确度和测量精度等指标,将本文算法与传统算法进行对比分析,结果表明本文提出的新方法能有效提高隧道裂缝探测的可靠性及准确率,对探测裂缝宽度的精度上也有较好的性能。当探测结果中出现灰尘、钢筋裸露等干扰因素时,新算法较传统算法在可靠性上仍有明显优势,仍能达到95%以上的识别准确度和低于10%的识别误识率,这些确保了算法应用效果的鲁棒性。通过工程现场的实践,本算法识别出的裂缝宽度与人工测量值之间最小偏差仅为0.06 mm,验证了其良好的裂缝识别精度。

关键词：激光点云数据隧道裂缝探测联邦加权学习算法识别准确度算法性能对比