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高阶伪随机信号在对地通讯中的应用

地球物理学报 2024年第8期67卷 3173-3183页

作者：杨洋王林张衡李小平黄敏山东大学岩土与地下工程研究院济南250061 山东大学未来技术学院济南250061 山东能源集团新汶矿业集团有限责任公司山东泰安271233

对地通讯(Through-The-Earth Communication,TTEC)以大地为传播介质,使用低频电磁波来传输信息,在地下工程建设调度、预警、救援中有着重要作用.高阶伪随机信号可同时包含数十个频率,其具有易于实现、频率可控、抗干扰能力强的特点,有... 详细信息

对地通讯(Through-The-Earth Communication,TTEC)以大地为传播介质,使用低频电磁波来传输信息,在地下工程建设调度、预警、救援中有着重要作用.高阶伪随机信号可同时包含数十个频率,其具有易于实现、频率可控、抗干扰能力强的特点,有应用于对地通讯的潜力和价值.鉴于此,本文提出一种基于高阶伪随机信号的对地通讯新方法.通过在高阶伪随机信号中设置静态频组和动态频组,利用静态频组保证多个主频的平均幅值以维持发射稳定性,利用动态频组对通讯信息编码,传输有效信息.在实际工作时,发射端将通讯信息编码转换为高阶伪随机信号,利用长导线源向大地发射,接收端利用电极或者线圈接收电磁信号,经模式识别、时频变换、反向解码转换为有效通讯信息.通过仿真测试和在济南市某煤矿井下试验,完成有效通讯信息的发射、传输、解译等过程,实现了基于高阶伪随机信号的对地通讯方法,验证了方法在地下工程通讯的可行性和可靠性.

关键词：对地通讯高阶伪随机信号多频信号编码信号解码

采用支点位移法施工的斜拉桥钢-UHPC组合梁受力分析

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桥梁建设 2024年第2期54卷 64-69页

作者：李利军张国民山东建筑大学交通工程学院山东济南250101 山东省路桥集团有限公司山东济南250014

为了解采用支点位移法施工对大跨度斜拉桥钢-UHPC组合梁负弯矩区力学性能的改善情况,以主跨442 m的沾临高速公路黄河特大桥主桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立主桥三维有限元模型进行受力分析。计算无应力索长及成桥状态钢-UHPC组合梁... 详细信息

为了解采用支点位移法施工对大跨度斜拉桥钢-UHPC组合梁负弯矩区力学性能的改善情况,以主跨442 m的沾临高速公路黄河特大桥主桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立主桥三维有限元模型进行受力分析。计算无应力索长及成桥状态钢-UHPC组合梁线形,并在二者保持不变的基础上,分别对采用、未采用支点位移法施工的钢-UHPC组合梁成桥及运营状态下的弯矩、梁底应力、UHPC桥面板顶(底)缘应力进行对比分析。结果表明:相比于未采用支点位移法,采用支点位移法施工的钢-UHPC组合梁斜拉桥可减小或者消除辅助墩处组合梁的负弯矩,显著增加辅助墩处负弯矩区UHPC桥面板的压应力储备,达到施加预应力的效果,显著改善了负弯矩区钢-UHPC组合梁的力学性能,应用效果良好。

关键词：斜拉桥钢-UHPC组合梁支点位移法无应力索长成桥线形力学性能有限元法

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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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橡胶颗粒改良流态粉煤灰路基隔振性能研究

铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2261-2271页

作者：厉超李文杰顾玉仑张思峰李书俭张宇轩山东建筑大学交通工程学院山东济南250101 山东省路桥集团有限公司山东济南250014

为解决铁路列车运行引发的路基与地基振害问题,基于阻尼耗能原理设计一种新型橡胶颗粒改良流态粉煤灰(FAR)路基。通过室内配合比试验,制备满足工程路用性能要求的FAR路基材料;采用瞬态激振方法测试FAR路基材料的阻尼比,分析橡胶颗粒掺量... 详细信息

为解决铁路列车运行引发的路基与地基振害问题,基于阻尼耗能原理设计一种新型橡胶颗粒改良流态粉煤灰(FAR)路基。通过室内配合比试验,制备满足工程路用性能要求的FAR路基材料;采用瞬态激振方法测试FAR路基材料的阻尼比,分析橡胶颗粒掺量对FAR路基材料阻尼特性的影响规律,揭示FAR路基的阻尼耗能机理;采用COMSOL有限元软件建立轨道-路基-地基三维耦合数值模型,对比研究普通路基与橡胶颗粒掺量为5%、10%和15%的FAR路基动应力和振动加速度的传播规律,分析验证FAR路基的隔振性能。研究结果表明:橡胶颗粒的掺入降低了FAR路基材料的强度和干密度,掺量不超过固体混合料质量的15%时,路基基本物理力学性能可满足铁路工程应用要求。橡胶颗粒的黏弹特性使FAR路基内部动应力发生损耗或衰减,路基阻尼比随橡胶颗粒掺量增加而增大,且橡胶颗粒掺量相同时,橡胶颗粒粒径越小FAR路基的阻尼比越大,推荐采用150目橡胶颗粒。相比普通路基,FAR路基基床底层、路基土体和地基土体的动应力均有减小,衰减幅值为10%~30%,可有效避免路基动弹变形、地基振陷等灾害发生;FAR路基振动主频范围内地面振动加速度级减小2~6 dB,最高达到83 dB,验证了新型FAR路基的良好隔振性能。研究结果可为铁路FAR路基的隔振设计与铁路路基的安全运营提供参考。

关键词：流态粉煤灰橡胶颗粒铁路路基隔振性能阻尼比

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冲击地压主控因素及孕灾机制

煤炭学报 2024年第1期49卷 367-379页

作者：谭云亮张修峰肖自义范德源尹延春陈洋刘学生山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东能源集团有限公司山东济南250101 国家矿山安全监察局山东局山东济南250031

随着我国煤矿逐步向深部开采转移,冲击地压灾害日趋严重。在冲击地压从机理认知走向防冲工程进程中,首要的任务是厘清冲击地压孕灾主控因素,并进行风险程度判识。在上百个冲击地压矿井致灾评价分析基础上,提出了导致冲击地压发生的4类... 详细信息

随着我国煤矿逐步向深部开采转移,冲击地压灾害日趋严重。在冲击地压从机理认知走向防冲工程进程中,首要的任务是厘清冲击地压孕灾主控因素,并进行风险程度判识。在上百个冲击地压矿井致灾评价分析基础上,提出了导致冲击地压发生的4类客观主控因素:煤岩冲击倾向性、开采深度、坚硬顶板、地质构造,以及3类人为主控因素:煤柱、采空区及采掘卸荷,并对各主控因素对冲击地压孕灾的力学机制进行了分析讨论。在客观主控因素方面,煤岩冲击倾向性是煤岩积聚变形能进而诱发冲击破坏的自身属性;开采深度与巷道围岩内积聚的变形能呈正相关关系,是冲击地压发生的必要条件;坚硬顶板大尺度周期断裂形成的冲击动载及动能是诱发冲击地压的“导火索”;地质构造对冲击地压的影响显著,对于断层构造而言,断层两盘将在开采扰动造成的突发卸荷影响下产生相对“回弹”;煤层变薄区等效弹性模量变大,超前支承压力呈“双峰值”分布,使得冲击影响范围扩大。在人为主控因素方面,煤柱作为高应力集中区,其尺寸、倾角及相对位置等将直接影响冲击地压发生的概率和强度;采空区会诱发超前支承压力集中区内围岩积聚弹性能的突然释放,尤其是在采高较大、顶板垮落不充分的情况下;采掘卸荷会导致应力集中区快速“迁移”,引发煤体内弹性应变能的大量释放,是造成冲击地压的重要外因条件。在此基础上,对山东新汶、山东鲁西、内蒙古鄂尔多斯、陕西彬长、新疆和甘肃等矿区冲击地压孕灾主控因素差异性,进行了对比分析,强调按层次对矿井、采区和工作面进行冲击地压主控因素及其影响程度判识重要性,构建了从降能、释能、阻能到抗能的冲击地压治理工程路径。

关键词：冲击地压主控因素孕灾风险判识递进式防治

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组合药型罩结构对战斗部毁伤性能影响的研究

弹箭与制导学报 2024年

作者：李金福卢连军郭小会席梦阳山东特种工业集团

为研究组合药型罩结构对聚能装药战斗部毁伤性能的影响，基于LS-DYNA软件的任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian-Eulerian， ALE)流固耦合算法，在验证了选用模型及材料参数有效性的基础上对单一EFP药型罩以及不同结构组合药型罩聚... 详细信息

为研究组合药型罩结构对聚能装药战斗部毁伤性能的影响，基于LS-DYNA软件的任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian-Eulerian， ALE)流固耦合算法，在验证了选用模型及材料参数有效性的基础上对单一EFP药型罩以及不同结构组合药型罩聚能装药战斗部侵彻体的形成以及侵彻体对靶板的毁伤情况进行研究。研究结果表明，在单一EFP药型罩的基础上添加顶罩形成的组合药型罩能够在聚能装药的作用下形成头部速度更大、构型更长的侵彻体；在顶罩底径及高度为0.2倍装药直径的条件下，顶罩锥角为30°时，组合药型罩形成的侵彻体头部速度相较于其他结构组合药型罩形成的侵彻体头部速度更大，侵彻体长度更长，但侵彻体直径最小，这与应力波在药型罩内部传播以及药型罩周边微元能否满足侵彻体变长情况有关。靶板在组合药型罩作用下的开坑孔径与通孔孔径正相关，开坑孔径、通孔孔径与侵彻深度负相关。在顶罩底径及高度为0.2倍装药直径的条件下，组合药型罩作用下靶板的的开坑孔径与单一EFP药型罩作用下靶板的开坑孔径相差不大；组合药型罩作用下靶板的通孔孔径约为单一EFP药型罩作用下靶板开坑孔径的0.17～0.2倍；组合药型罩作用下靶板的侵彻深度约为单一EFP药型罩作用下靶板侵彻深度的2.7～3.7倍。根据战斗部威力指标，通过添加合适结构的顶罩形成组合药型罩，可在保证开坑孔径的基础上提高战斗部的侵彻深度。

关键词：组合药型罩顶罩侵彻体毁伤性能数值模拟

活性MgO碳化固化疏浚底泥的影响因素及作用机理

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建筑材料学报 2024年第7期27卷 620-628页

作者：孔祥辉梁允鹏崔帅王潇康张思峰山东建筑大学交通工程学院山东济南250101 山东易方达建设管理集团有限公司山东济南250014

采用MgO碳化技术对疏浚底泥进行固化处理,通过强度试验和微观特性试验,系统分析了活性MgO碳化固化底泥的主要影响因素及微观机理.结果表明:增加活性MgO掺量能生成较多的水化产物和碳化产物,使得底泥强度明显增大;土体含水率与压实度能... 详细信息

采用MgO碳化技术对疏浚底泥进行固化处理,通过强度试验和微观特性试验,系统分析了活性MgO碳化固化底泥的主要影响因素及微观机理.结果表明:增加活性MgO掺量能生成较多的水化产物和碳化产物,使得底泥强度明显增大;土体含水率与压实度能够影响CO_(2)在土体内部的运移,二者增大导致CO_(2)吸附量减少,从而影响底泥的碳化固化效果;长时间的碳化作用导致部分碳化产物发生变质反应,底泥强度随碳化时间的延长呈先增后减趋势;水化产物和碳化产物对土颗粒的包裹、胶结和孔隙填充是活性MgO碳化固化底泥的主要作用机理.

关键词：疏浚底泥活性MgO 碳化影响因素微观机理

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高温气冷堆主氦风机变阻力工况调试方法

强激光与粒子束 2024年第7期36卷 99-105页

作者：叶林严义杰徐伟强赵峰陈光建李超朱英杰中国华能集团华能山东石岛湾核电有限公司山东威海264300

高温气冷堆主氦风机调试期间,由于一回路阻力低于设计工况,因而主氦风机无法完成全转速范围性能测试。基于主氦风机的理论特性与相似原理开发主氦风机不同阻力工况调试参数的推算方法。结合主氦风机单体试验工况点,准确推算主氦风机冷... 详细信息

高温气冷堆主氦风机调试期间,由于一回路阻力低于设计工况,因而主氦风机无法完成全转速范围性能测试。基于主氦风机的理论特性与相似原理开发主氦风机不同阻力工况调试参数的推算方法。结合主氦风机单体试验工况点,准确推算主氦风机冷态与热态性能试验的工况点参数,并指导完成高温气冷堆主氦风机全转速、满功率性能测试。通过对主氦风机调试与出厂试验结果的对比分析,验证本推算方法的可行性,并给出空气介质与氦气介质工况转换的修正因子。通过主氦风机调试与运行数据的对比分析,可以看出本文提供的主氦风机调试工况具有足够的包络性,能够覆盖高温气冷堆运行期间主氦风机的所有运行工况,证明了本文提供的变阻力工况主氦风机调试方法满足高温气冷堆主氦风机性能验证需求,可用于指导后续高温气冷堆的主氦风机调试工作。

关键词：变阻力工况相似原理主氦风机性能测试高温气冷堆

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煤体成分及微结构与卸荷弹射相关性分析

采矿与安全工程学报 2024年第3期41卷 570-578页

作者：成云海许文涛李峰辉张修峰胡兆锋安徽理工大学矿业工程学院安徽淮南232001 山东能源集团山东济南250014 山东新巨龙能源有限责任公司山东菏泽274918

选取内蒙古自治区鄂尔多斯煤田煤层(易弹射煤样,简称T⁃e)与山东菏泽煤田煤层(不易弹射煤样,简称T⁃d)进行对比分析,从煤的固有属性出发,开展真三轴压缩条件下高应力卸荷力学试验,分析煤的强度特征、破坏过程以及破坏断口的微观破裂特征... 详细信息

选取内蒙古自治区鄂尔多斯煤田煤层(易弹射煤样,简称T⁃e)与山东菏泽煤田煤层(不易弹射煤样,简称T⁃d)进行对比分析,从煤的固有属性出发,开展真三轴压缩条件下高应力卸荷力学试验,分析煤的强度特征、破坏过程以及破坏断口的微观破裂特征与弹射程度差异相关性。结果表明:T⁃d中O含量少,Al含量高,细化晶粒,断裂及抗拉强度和冲击韧性显著增强,是影响弹射差异的成分因素;T⁃e内部存在明显的裂缝、层理结构等微结构,具有微结构发育、强骨架特征,是影响弹射差异的结构原因;煤固有属性的差异导致不同的力学显现,T⁃e峰值强度低、弹性模量较小,应变率大,在张拉和剪切应力相互作用下,宏⁃微观破坏呈现出复合破坏特征,破坏充分且剧烈,弹射明显;T⁃e的AE事件数及累积的能量剧烈增加,呈现3阶段特征,不稳定波动阶段表现为高能量释放。研究内容为探究煤体内在因素与卸荷弹射破坏相关性提供一种研究思路,为评价煤层冲击倾向性提供一种新的实验佐证,为针对性防治弹射提供一种防冲依据。

关键词：弹射微结构真三轴卸荷冲击地压