不停车倒杆式回转器的设计

就不停车倒杆的原理及实现不停车倒杆的两个重要条件即卡盘夹紧力和卡盘油缸工作压力及工作行程作了较全面的介绍，并介绍了使用效果。     

钻机升降机凸轮式增力机构分析

从钻机升降机制动钻具时的工作特点和人机工程学的角度对操作手把凸轮的增力特性进行了分析。给出了凸轮的理想增力比曲线，并利用计算机绘制了3种国产钻机所用的凸轮的增力比曲线，从加工工艺性、结构及工作特性等方面进行综合分析比较，与理论曲线对比，得出了较理想的凸轮形状;根据人机工程学的理论讨论了工作过程中操作手把的转动角度及操作者施力大小的合理取值范围。     

复合水力化增透技术在低渗突出煤层瓦斯抽采中的应用

为增加低渗突出煤层的透气性,提高煤层瓦斯抽采率,提出"钻扩一体化+水力压裂"复合水力化增透技术。介绍了该技术的原理及工艺系统组成等,并在重庆南川宏能煤矿进行了工程试验。试验结果表明,与采用单一"水力压裂"和单一"钻扩一体化"水力化技术的钻孔相比,采用复合水力化增透技术的钻孔,其瓦斯抽采纯量较前二者分别提高了3.37倍和2.80倍,瓦斯抽采体积分数分别提高了3.35倍和2.64倍。      

一种扩大头型土锚的试验研究

摘 要　 介绍国内外增加锚杆锚固力的方法。对完成的一种压张式扩孔钻具和现场试验情况 进行了分析‚结果表明‚这种方法显著提高了锚杆锚固力。     

近代矿物学研究的一个新领域—机械力矿物学

从机械力化学效应着手,较为全面地介绍了机械力化学的概念和矿物在超细粉碎过程,在机械力趋动下所发生的一系列变化。这些变化可概括为表面效应、晶体结构效应和组分传输三大效应;提出建立“机械力矿物学”新概念,讨论了它的研究内容及其在材料科学和地质学中的应用与意义。     

浅论地震力

通过对地震产生原因及地震力与地质构造关系的分析,得出结论:地震力就其性质分为纵波力、横波力、拉夫力和瑞雷力;就其组合形式分为线状力、面状力和体状力。运用该理论对韧性剪切带进行了讨论,将韧性剪切带明确划分为韧性强变形带和韧性断层等两类三亚类。板块之间的碰撞也是靠地震来实现的,因为它移动的速率很小,平均每年1～2cm,不可能直接产生强烈的碰撞,但它可在某处产生巨大的能量储备,一旦能量达到一定的极限就会产生地震,在很短的时间内产生巨大的构造力。力是通过波的方式进行传导的,而波又是靠介质质点(矿物或集合体)碰撞进行的。因此地震力是与地震波的类型相对应的。     

岩石变形中三种方式的外力

外力是由外部施加于物体上的作用力,由点向外不断发出的力组成一束力,称为线状力;由一束束线状力集中成面状作用力,称为面状力;再由一个个面状力集中成较大规模的力,称为体状力。在中深变质岩区线状力形成L构造岩,面状力形成S构造岩,体状力形成大型的杆状构造和窗棱构造等。力是通过波的方式进行传导的,波分纵波和横波。纵波传播时,岩石的密度会加密和变疏,体积的大小发生变化,这样就有空间利于矿物生长和滑移。     

单根锚杆锚固机理的研究

提出锚杆锚固力可分为托锚力，剪锚力和挤胀力三部分的新概念及其含义，分析了锚杆拉拔试验得到的拉拔力与锚固力的关系，认为最大拉拔力不是锚杆锚固力，而是锚杆可能达到了大托锚力，分析了单根锚杆的三种破坏形式。     

挤扩支盘成型机及其应用

挤扩支盘成型机是用于挤扩多支盘砼灌注桩施工的一种新型设备,其成桩机理是靠高压能量的油泵推动油缸活塞运动而工作的。所施工的支盘桩为一种不等截面桩,与等截面桩相比,单个支盘的承载力为原桩的６．２５倍。介绍了其主要技术参数、施工工艺流程、成桩特点及应用方法。     

基于力平衡的安全系数统一求解格式

基于力平衡求解安全系数的极限平衡条分法在边稳定分析和设计中得到了广泛地应用。然而,由于条间力假设的不同,各种方法的计算格式也不同,既不便于程序的编写,也不便于人们理解各自方法的优缺点。首次将现有基于力平衡求解安全系数的极限平衡条分法对条间力的假定表示成统一形式,根据力的平衡,导出了简单明了的条间力递推方程。根据条间力递推方程,建立了传统意义下基于力平衡的安全系数统一求解格式,使计算原理更为清晰,计算过程更为简单。在此基础上,如果将严格Janbu法所满足的条块力矩平衡方程表示成条间力的假定,严格Janbu法也可采用基于力平衡的安全系数统一求解格式。     

径向活塞式液压卡盘动态特性仿真与试验

卡盘是煤矿坑道钻机重要部件,卡盘的性能直接影响钻进的效率和质量。针对胶筒液压卡盘存在的问题,研究一种新型径向活塞式液压卡盘,通过分析径向活塞卡盘夹紧和松开系统的结构与工作原理,运用变质量液压学原理和动力学理论建立其运动过程的数学模型,并在AMESim环境下,进行了卡盘液压控制与机械系统的动力学协同仿真。在所建立的多机耦合模型基础上,详细分析了夹紧系统的响应和夹紧力特性,并搭建测试试验台进行了试验验证。研究结果表明:径向卡盘关键部件碟簧对系统特性的影响较大,通过优化碟簧性能参数,径向卡盘夹紧时间为0.325 s,松开时间为0.275 s,与胶筒卡盘夹紧时间0.325 s相当,与松开时间0.300 s接近,可与在用的胶筒卡盘互换,满足钻机功能需求,仿真结果与试验结果一致表明径向卡盘模型准确可信,为新型径向活塞卡盘系列化设计及改进提供了理论依据。      

全液压顶驱钻机背钳的设计及运动仿真分析

针对大陆科学钻探接卸钻杆进行上卸扣操作复杂繁琐、夹持稳定性差等问题,设计了一种适应于科学钻探全液压顶驱钻机的新型背钳装置。该装置具有夹持力大、对钻杆损伤小、工作性能稳定、双向浮动等特点,解决了钻进过程中频繁倒杆问题,快速完成上卸扣操作作业,极大地缩短了辅助作业时间。并利用ADAMS动力学仿真软件,对夹紧机构进行了运动仿真分析,验证了机构设计的合理性。     

BG型钻杆排放设备的设计与应用

传统接卸钻杆多采用人工对扣、拖拽摆放方式,效率较低,工人劳动强度大。针对目前流行的可抬头式全液压钻机,设计了一种BG型自动钻杆排放设备,该设备通过机械手与夹持器2个机构与抬头式动力头配合完成钻杆的自动化接卸、摆放。详细介绍了机械手结构设计与回转驱动选型、夹持器结构设计与夹持油缸选型以及液压系统的设计思路,从理论上确定设备的可靠性。最后通过现场试验验证了BG型自动钻杆排放设备的实用性。     

A new analytical solution based on joint relaxation for analyzing symmetrical block stability

The magnitude of clamping forces has a significant influence on the estimated ultimate pullout force of a block. The Crawford–Bray equation, which is fundamental in considering clamping forces, is only a function of horizontal stress and block height. Further research to incorporate the influence of induced stress in block stability analysis was considered, but all the previous analytical solutions for analyzing block stability assume a continuum medium to estimate clamping forces and do not allow joint deformations to occur before block movement due to gravity. Assuming a continuous medium to estimate clamping forces leads to an overestimation of block stability and therefore unsafe design. In this paper, an attempt has been made to deepen the understanding of the block failure mechanism and correct the estimated magnitude of clamping forces in a discontinuous medium. A conceptual model is proposed based on the loading–unloading of the block from an in‐situ state to failure. Based on this model, an analytical solution has been developed that calculates clamping forces in a discontinuous medium. The validity and model uncertainty of the solution were checked for different conditions. The new analytical solution is both precise and accurate and can be used as a design tool to estimate block stability. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

大尺度墩柱上的波浪力的Nystr?m数值模型

墩柱结构是一种常见的工程建筑物,正确求解作用在墩柱上的波浪力具有重要的意义。主要考虑大尺度墩柱上的波浪力的计算,应用线性水波绕射理论来计算作用在大尺度墩柱上的波浪力。应用线性小振幅波理论把水波绕射问题转化为一个二维的Helmholtz方程来求解,再应用Nyst?m方法来求解二维的Helmholtz方程,通过求得的数值解与解析解的对比,表明给出的数值模型有很高的精度。     

岩石空心圆柱扭剪仪试验能力

针对自行研制的岩石空心圆柱扭剪仪可独立控制4个加载参数（轴力、扭力、内围压和外围压）的功能,通过数学和力学分析,系统地整理出几种易于实现且符合实际工程的应力路径及加载方式：在轴力与内围压满足一定关系的前提下,可以获取岩石的抗拉强度,提供一种新型测量岩石抗拉强度的方法;通过控制内外围压及轴力,可以进行常规三轴试验与真三轴试验,克服了现阶段岩石真三轴试验中试验装置复杂、试样加载面摩擦大的缺点;在轴力与内、外围压分别满足一定关系时,可以分别实现平均应力p不变与中主应力系数b不变的应力路径,用于研究应力主轴旋转对岩石力学性质的影响。上述应力路径的实现对岩石力学性质的研究以及现阶段岩石室内试验的发展具有重要意义。     

内孤立波环境下圆柱和方柱受力特征——II.数值模拟

柱体受内波作用力的数值模拟大多针对圆柱展开,方柱在内波环境下受力特性研究较少。借助三维数值波浪水槽,采用大涡模拟（LES）技术研究了内孤立波的产生、传播及其对不同形状柱体的受力特性。对比分析了内孤立波波幅对圆柱和方柱受力的影响规律。研究表明,在分层流环境下,随着内孤立波波幅的增大,圆柱和方柱所受的水平作用力均增大;相同波幅情况下,无论在上层或下层水体,方柱表面的压力分布更不均匀,迎流面与背流面的压差更大,从而导致方柱相较于圆柱会受到更大的水平作用力。     

多向波浪作用下大尺度墩柱所受波浪力的试验研究

波浪力是作用在离岸建筑物上的主要荷载,准确预测作用在结构上的波浪力在实际工程设计中极其重要,它决定着该结构是否能够安全可靠地工作。目前的研究大多集中在单向波浪作用下结构物所受的波浪力,而真实的波浪是三维多向不规则波浪。基于物理模型实验,系统地研究了多向不规则波浪作用下大尺度墩柱所受波浪力的特性。结果表明波浪的方向分布对波浪荷载具有明显的影响,尤其是对横向力,在方向分布宽度较大时,作用在墩柱上的横向力可达此时作用在墩柱上正向力的40%,这在实际工程设计中不能忽略。     

内孤立波环境下圆柱和方柱受力特征——Ⅰ.物理实验

随着近岸海洋的开发,海洋石油钻井平台底部的柱状支撑以及海洋中石油管线等水下结构物的安全问题受到的关注日益增多。而内孤立波对水下结构物的安全有着不可忽视的影响,这就决定了内孤立波对柱体受力的研究在工程实践中具有重要意义。国内外就内孤立波对柱体作用力的物理试验研究较少,而在分层流环境下圆柱和方柱受力规律的对比研究更鲜有报道。在大型重力式分层流试验水槽中,借助一套新型且专用于分层流环境下的内孤立波造波及水动力测力系统,进行了内孤立波环境下柱体受力规律的试验研究。对比分析了不同内孤立波波幅对圆柱和方柱受力的作用规律。研究表明,在分层流环境下,随着内孤立波波幅的增大,圆柱和方柱所受的水平作用力均增大;相同波幅情况下,方柱相较于圆柱会受到更大的水平力。研究成果可为分层流环境中柱体设计及安全评价提供科学依据。     

岩石空心圆柱扭剪试验系统研制

针对深部工程岩体开挖时围岩内部应力状态复杂变化的特点,研制了可实现主应力量值变化和应力主轴旋转等复杂应力路径的岩石空心圆柱扭剪试验系统,可用于开展复杂应力作用下岩石的强度、变形和破坏形态的室内试验研究。介绍了该试验系统的基本结构、工作原理及技术参数。该试验系统具有如下特点：（1）通过利用空心圆柱试样与上、下压头的特点,克服了岩石试样扭矩施加的技术困难,将施加轴向力和扭矩的两个加载轴合二为一,彻底解决了轴向力加载与扭矩施加机构之间相互影响的技术难题。（2）通过采用新型自平衡加载三轴室,实现了轴向力、扭矩、内围压和外围压4种荷载的独立施加和控制。（3）采用应力与流量的加载控制方式,并通过软件集成,实现了主应力量值改变和应力主轴旋转耦合应力路径的准确模拟以及加载过程的稳定控制。（4）该试验系统结构简单,功能多样,操作方便。采用该试验系统进行了初步试验,验证了试验系统的可行性与实用性,表明该试验系统具有实现应力主轴旋转及主应力量值改变的复杂应力路径的功能。