加卸载应力作用下煤岩渗透率演化模型研究

为研究开采过程中煤岩力学行为及渗透率演化规律,运用含瓦斯煤热-流-固耦合渗流伺服试验系统,进行了不同加卸载条件下原煤力学及渗流试验,分析了加卸载应力作用对煤岩变形及渗流规律的影响,得到了剪胀角随塑性剪切应变的变化关系,发现了塑性剪切应变在1.6%左右会出现剪胀角急剧变化的现象。根据试验现象和结果,考虑煤岩结构对渗透率的影响,对煤岩在弹性阶段和屈服损伤后的结构进行简化,基于火柴棍模型及渗流理论分析,从应变的角度出发,探讨了加卸载应力对煤岩渗透率的影响,建立了两个不同阶段的渗透率模型（即弹性阶段和损伤阶段）,基于不同阶段的渗透率模型和剪胀角规律,构建了煤岩全过程渗透率模型。所构建的渗透率模型与试验结果对比吻合效果较好,验证了该模型的适用性,可以为实现煤与瓦斯共采提供一定的理论依据。     

山区公路弃渣颗粒组成与休止角的统计分组特征及工程应用

山区公路土石混合弃渣颗粒组成的复杂性和人工堆积特征造成其工程特性难以准确测定和量化分类。利用工程大数据统计分析为量化分类提供标准和界限依据,细化弃渣分类为弃渣工程科学设计及安全防护提供支撑。依托山区高速公路多个核心弃渣场多部位多阶段土石混合弃渣的颗粒组成和天然休止角测量,形成土石混合弃渣基本特征大数据;利用工程数据统计分析山区公路弃渣的颗粒组成与休止角的分组特征,所得主要结论如下：（1）山区公路弃渣具有显著的分组特征,利用粗细比k将弃渣分为土类弃渣（k＜0.3）、土石混合弃渣（ k为 0.3～1.4）和石类弃渣（k＞1.4）。（2）山区公路土石混合弃渣细粒占比较低,以粗粒为主。弃渣粗细比为N（0.85,0.338 9）正态分布,休止角为N（37.64,3.057 8）正态分布,土类弃渣休止角＜32.6º,土石混合弃渣休止角为 32.6º～42.7º,石类弃渣休止角＞42.7º,分类及参数建议解决了取样代表性难题和结果离散性问题。（3）根据无黏性土边坡稳定性系数计算公式,结合弃渣分类和不同等级弃渣场安全系数标准,计算得到不同类弃渣控制坡率,土类弃渣控制坡率 ≤1:2,土石混合弃渣控制坡率 ≤1:1.75,石类弃渣控制坡率 ≤1:1.5,经跟踪检验,发现建议坡率下弃渣边坡中长期稳定可以得到有效保障。上述研究可以为山区公路弃渣场动态设计提供基础数据,具有较强的工程类比价值,有利于形成地区经验值。     

预钻式原位岩体剪切测量系统研制与试验分析

预钻式岩体剪切测量系统可以测量矿山原位岩体的内摩擦角和黏聚力,与传统室内试验和现场测试相比,该测试方法可以最大限度保持岩体本质状态,方便快捷获取测试数据。首先阐述了系统整体设计思路,并成功研制出预钻式原位岩体剪切仪设备,搭建了数据采集存储软件平台;其次,基于剪切仪的工作原理,通过配套完整的测量系统试验装置,制定了试验数据处理方法和试验步骤;最后为验证系统方法的工程适用性,对测量系统进行了标定试验,并在混凝土平台进行了岩体侵入试验与剪切试验。剪切试验结果与室内直剪试验相比,内摩擦角小24.77%~41.33%,黏聚力小13.11%~32.84%。针对试验结果的差异性,从仪器设备和试验方式进行了分析,指出试验误差主要来源于设备剪切加载方式的变化和岩体直剪试验方法的不同。研究结果为矿山原位岩体力学参数的准确测量提供了新的思路和方法,也为后续系统的改进设计提供借鉴参考。      

土质斜坡存在唯一最小安全系数的数据作图论证及原因分析

本文通过数据作图法揭示了土体黏聚力和内摩擦角对斜坡安全系数作用的不同规律,并论证了一般土质斜坡存在唯一最小安全系数及其原因。本文在土质斜坡中划分了大量的潜在滑移面,并定义了每一个潜在滑移面所拥有的4类安全系数FOSc×φ、FOSc、FOSφ和FOSc+φ。基于极限平衡的条分法计算了滑移面的4类安全系数,并使用数据作图法揭示和确定了这4类安全系数值随潜在滑移面深度d变化的4条特征和规律。由土体黏聚力和内摩擦角共同作用的安全系数FOSc×φ包络线随d的增加先单调下降,到达一段最小值区间后,再单调上升。因此,它必然存在一个总体最小值。仅由土体黏聚力贡献的FOSc包络线随d的增加先快速、再缓慢单调下降。仅由土体内摩擦角贡献的安全系数FOSφ包络线随d的增加线性上升。FOSc与FOSφ之和FOSc+φ数值几乎等同于FOSc×φ数值。这4条规律揭示了土体黏聚力和内摩擦角对斜坡安全系数作用的不同规律,并论证了一般斜坡存在最小安全系数及其原因。本文进一步论证和揭示了这4条特征和规律适用于5种经典有限条分法的计算结果,适用于考虑地下孔隙水压强作用的计算结果,和考虑斜坡土体分层不均质影响的计算结果。特别地,地下孔隙水会加深拥有最小安全系数的潜在滑移面深度。土体黏聚力对斜坡安全系数贡献随潜在滑移面深度增大而减小,土体内摩擦角对斜坡安全系数贡献随潜在滑移面深度增大而增大。这两种强度随深度的相反贡献规律导致了一般土质斜坡存在唯一最小安全系数。     

钢框架内填竖缝RC墙结构的性态指标

为研究钢框架内填竖缝RC墙结构（Steel frame with slit RC wall,简称"SRCW"）在不同地震水平下的性态指标,结合我国现行抗震规范,对已完成的8榀SRCW试验数据进行了统计分析,基于修正的Park-Ang模型及损伤指数与性态指标的对应关系,提出了以层间位移角表征的SRCW结构的性态指标矩阵。分析结果表明:SRCW结构在显著屈服和倒塌时的层间位移角均值分别为0.63%和2.36%。SRCW结构在正常使用、基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏和倒塌状态下的层间位移角限值分别为1/170、1/130、1/100、1/70、1/50和1/40,研究成果可为SRCW结构开展基于性态的抗震设计及地震易损性分析提供参考。     

西藏泽当蛇绿岩中角闪辉长岩矿物学特征及其成因启示

西藏泽当蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带东段,由地幔橄榄岩、辉长岩、玄武岩等组成,地幔橄榄岩中发育有少量辉石岩、辉长岩、异剥钙榴岩、斜长花岗岩和角闪辉长岩。本文研究的角闪辉长岩侵入于泽当地幔橄榄岩的辉石岩中,主要由角闪石、葡萄石+绿纤石和少量Fe-Ti氧化物组成。岩石中角闪石呈自形,伟晶结构,褐色,均一的干涉色,与交代成因的角闪石相比具有较高的Al2O3(7.0%~11.0%)、Ti O2(1.0%~2.5%)和Na2O(1.0%~1.9%)含量,指示其为岩浆成因;Fe-Ti氧化物以磁铁矿为主(Ti O2=1.2%~13.2%;Fe2O3=40.6%~61.4%;Fe O=31.1%~43.6%),与钛铁矿(Ti O2=36.2%~50.8%;Fe2O3=2.5%~24.6%;Fe O=33.0%~43.7%)经常呈矿物对共生或出溶钛铁矿,磁铁矿—钛铁矿计算矿物平衡氧逸度(-logfo2)为12.4~22.8,约为NNO+1,比正常MORB氧化程度高,指示岩浆结晶时具有较高的水逸度。其锆石εHf(t)值为11.0~19.8,显示亏损地幔源区特征。岩石地球化学分析显示其具有高的Al2O3(20.4%~22.4%)、Ti O2(1.0%~1.5%),低的Mg O(4.1%~5.5%)含量类似高铝玄武岩的特征。泽当角闪辉长岩可能由亏损地幔部分熔融形成的含水岩浆经过演化(分离结晶作用等)形成的低镁高铝类似高铝玄武岩的岩浆结晶形成。然而样品严重亏损轻稀土(LREE),与常见于岛弧区的高铝玄武岩不同,可能为蛇纹石化的洋壳或地幔橄榄岩在俯冲早期脱水使得地幔楔发生部分熔融导致。对泽当蛇绿岩中侵入岩及地幔橄榄岩进行更详细的调查研究将对揭示泽当蛇绿岩的形成环境构造背景提供更多的线索。     

钻探用四角管塔地面安拆技术研究

四角管塔地面安拆装置可实现在地面完成安装、拆卸四角钻塔的工作。从塔架顶层开始安装,顶层安装好后用升降机顶起一定高度,再安装下面一层。由上而下一层一层安装,工人可在地面完成安拆工作,避免工人高空安装、拆卸,提高安装效率,减少安装成本,降低安拆风险。     

例谈地理课堂学习场的存在及可控性

科学发展到今天,场的存在已经是不可否认的科学事实,场论亦被广泛应用于多个学科,如心理学、社会学、哲学等,并取得一定的进展。我们都知道物理上有电场、磁场、引力场,这种"场",看不见、摸不着,但是它确实存在!而且有巨大的影响!我也坚信,在教育领域,同样存在着课堂学习场。在课堂学习上,一定也有这种"场"的存在,虽然我们不能直观地看到、摸到,但是它一定存在,而且对学生的学习和老师的教学有着巨大的影响,甚至决定着课堂学习的走向。     

顾及方向遮蔽性的反距离权重插值法

针对反距离权重(IDW)空间插值在实际应用中存在的缺陷,本文对IDW插值算法进行了优化改进,提出了调和反距离权重(AIDW)空间插值方式。该插值方式在传统IDW的算式中增加了反映样点方位的调和权重系数K,其插值过程综合考虑了样点距离和样点方位对插值点的共同影响。理论分析和实例应用表明:AIDW插值方式可减小或克服样点分布不均的IDW插值缺陷,使离散点的空间插值结果更趋于合理,其等值线绘制亦可有效避免传统IDW插值中的孤立圆及同心圆现象,使等值线的绘制更接近于人工作业。     

基于六角格的划界方案线资源分配评价方法

针对传统陆地边界划界中方案评价存在的层次性较差、详细程度不高、评价模型的针对性不强、赋权方式过于主观等突出问题,提出基于六角格的划界方案线资源分配评价方法。文中方法以六角格陆地边界环境模型为基础,包括资源分配定量评价和资源分配综合评价两部分。其中资源分配定量评价主要以统计图表的方式直观地展示出方案线两侧的资源分配结果;资源分配综合评价选取基于熵权_AHP的模糊综合评价方法,能够定性得出多条方案线的优劣次序。通过实验,证明这两种方法有效可行,能够较好地解决陆地边界划界中方案线的评估问题,辅助决策者优选出最佳方案线。