煤炭绿色开发地质保障体系的构建

为推进瓦斯抽采钻孔精准智能化发展水平,基于分布式光纤监测和布里渊光学时域分析技术(BOTDA),以山西某矿为工程背景,开展了不同粒径配比下的钻孔堵孔模拟实验;构建了试验矿井堵孔率计算数学模型,揭示了钻孔变形塌孔发育规律,提出了适用于试验矿井的瓦斯抽采钻孔精准监测现场实施技术工艺,并通过现场试验对技术工艺的可行性和准确性进行了验证。结果表明：(1)光纤耦合体应变、模拟煤样堆积质量与钻孔变形塌孔间具有线性关系,随质量增加应变变化趋势相近,呈“陡−缓−陡”三阶段变化。通过分段拟合构建了适用于试验矿井的钻孔堵孔率计算数学模型。(2)通过误差分析,发现随着应变增加最大绝对误差先变大后变小再变大,中期最大绝对误差为19.48 %,后期完全堵孔状态下的质量极值越接近不同配比煤样的平均质量极值误差越小。(3)基于上述数学模型解算,揭示了模拟堵孔过程中煤块首先在钻孔底部呈“凸”状堆积,随后滑向两侧,最后又在顶部聚集的塌孔演化规律,以应变值0、45.95×10⁻⁶、72.19×10⁻⁶为临界值区分塌孔前、中、后期,构建了适用于试验矿井的瓦斯抽采钻孔精准监测技术。通过现场应变监测结果分析,发现在孔周应力、扰动等因素作用下,失稳孔段孔周裂隙更易发育,塌孔程度随时间加剧。结合钻孔沿程堵孔率计算结果,对钻孔沿程变形塌孔情况进行了判断,对比钻孔窥视图可得,该精准监测技术判断结果基本符合实际观测情况。提出的以分布式光纤耦合体和BOTDA技术为基础的钻孔精准监测技术工艺可行、可靠,可为推进瓦斯抽采钻孔精准智能化发展水平提供参考。

     

受控定向钻进技术在福建马坑矿区的应用

重点介绍了福建马坑矿区ZK8321分支孔受控定向钻进技术。施工中运用了国内先进的螺杆钻造斜技术及光纤陀螺测量定向技术,避开上部复杂孔段（松散破碎层、溶洞地层、采空区等）及对勘探工作的影响,达到了施工目的;总结了施工技术难点与措施,分析了施工技术效果,积累了宝贵的施工经验。     

光纤传感的后起之秀——分布式传感

随着对光纤中非线性效应研究的不断深入,光纤分布式传感器得到了广泛的研究和应用.本文介绍了光纤传感的应用领域,综述了基于布里渊散射、拉曼散射及瑞利散射3种散射光实现不同类型光纤分布式传感的原理,最后从光纤分布式传感优势方面对其未来发展方向进行了展望.     

新型珊瑚海水混凝土力学性能试验研究

为了解决全珊瑚海水混凝土(coral aggregate seawater concrete,简称CASC)的脆性问题,采用碱式硫酸镁水泥(basic magnesium sulfate cement,简称BMSC)为胶凝材料和剑麻纤维为增韧材料制备了一种新型全珊瑚海水混凝土(NCASC),系统测定了基本力学性能,并与普通硅酸盐水泥制备的CASC、碱式硫酸镁水泥砂石混凝土(basic magnesium sulfate cement concrete,简称BMSCC)、普通砂石混凝土(ordinary portland cement concrete,简称OPC)以及普通轻骨料混凝土(lightweight aggregate concrete,简称LAC)的力学性能进行对比。结果表明:立方体抗压强度(f_(cu),m)在15~35 MPa范围内的NCASC的轴心抗压强度(f_c,m)、劈裂抗拉强度(f_(sp),m)与f_(cu),m之间具有较显著的线性关系;对于f_(cu),m为15~35 MPa的混凝土,相同强度NCASC的f_c,m高于OPC、LAC及BMSCC,其f_c,m与f_(cu),m比值最大,大致在0.85~0.96之间,NCASC的f_(sp),m比OPC和LAC高,但比BMSCC低,且随着强度的提高,OPC与NCASC的f_(sp),m间的差距在增大,而LAC和BMSCC与NCASC的f_(sp),m间的差距在缩小;在强度等级C15~C55的范围中,NCASC和CASC的f_(sp),m、f_c,m与f_(cu),m之间的关系基本可以采用相同的线性回归方程来描述,利用这两个回归线性方程得到对应于标准强度等级的CASC和NCASC的f_(sp),m和f_c,m数据,为CASC力学性能研究与结构设计提供参考依据。     

Uplift of symmetrical anchor plates by using grid-fixed reinforced reinforcement in cohesionless soil

Uplift response of symmetrical anchor plates with and without grid fixed reinforced （GFR） reinforcement was evaluated in model tests and numerical simulations by Plaxis. Many variations of reinforcement layers were used to reinforce the sandy soil over symmetrical anchor plates. In the current research, different factors such as relative density of sand, embedment ratios, and various GFR parameters including size, number of layers, and the proximity of the layer to the symmetrical anchor plate were investigated in a scale model. The failure mechanism and the associated rupture surface were observed and evaluated. GFR, a tied up system made of fiber reinforcement polymer （FRP） strips and end balls, was connected to the geosynthetic material and anchored into the soil. Test results showed that using GFR reinforcement significantly improved the uplift capacity of anchor plates. It was found that the inclusion of one layer of GFR, which rested directly on the top of the anchor plate, was more effective in enhancing the anchor capacity itself than other methods. It was found that by including GFR the uplift response was improved by 29%. Multi layers of GFR proved more effective in enhancing the uplift capacity than a single GFR reinforcement. This is due to the additional anchorage provided by the GFR at each level of reinforcement. In general, the results show that the uplift capacity of symmetrical anchor plates in loose and dense sand can be significantly increased by the inclusion of GFR. It was also observed that the inclusion of GFR reduced the requirement for a large L/D ratio to achieve the required uplift capacity. The laboratory and numerical analysis results are found to be in agreement in terms of breakout factor and failure mechanism pattern.     

基于增量动力分析和纤维模型的矮塔斜拉桥结构抗震性能研究

基于OpenSees软件及其纤维模型的有限元方法,建立了典型矮塔斜拉桥的非线性数值分析模型,分析各构件的抗震性能指标。采用动力增量分析法（即IDA方法）,对结构进行了非线性动力时程分析,分别探讨了在纵桥向和横桥向地震作用下矮塔斜拉桥结构的构件破坏规律。分析了在不同加速度峰值情况下,矮塔斜拉桥主塔和边墩沿高度变化的应变包络图、主梁内力包络图及支座位移包络图。结果表明：与一般斜拉桥性能要求不同,矮塔斜拉桥的主塔可以发生损伤,塔底和边墩墩底为主要控制截面,支座在纵桥向地震组合作用下较易发生破坏,拉索和主梁是不易损伤的构件,主梁内力包络图的分布情况随着地震峰值的增加发生变化。     

碳纤维布加固钢筋混凝土柱的剪力-位移关系及其破坏位移增大系数分析

编制了碳纤维布加固钢筋混凝土柱的剪力-位移关系全过程分析程序,通过对多种工况下碳纤维布加固钢筋混凝土柱的剪力-位移关系进行大量计算分析,较全面地探讨了碳纤维布配箍特征值、轴压比、剪跨比、箍筋配箍特征值、纵筋配筋率、混凝土强度等参数对碳纤维布加固钢筋混凝土柱的剪力-位移关系及其破坏位移增大系数的影响。在此基础上,给出了碳纤维布加固钢筋混凝土柱破坏位移增大系数的回归计算公式,统计建立了碳纤维布加固钢筋混凝土柱的剪力-位移关系三折线模型中各无量纲特征参数的确定方法。     

钢纤维增强十字形异形柱中节点的抗震性能试验

针对异形柱节点的薄弱特性,通过在节点处掺加钢纤维,对比了钢纤维增强的异形柱中节点和未掺加钢纤维的普通混凝土异形柱中节点的破坏特征、承载力、延性、滞回性能和刚度退化等抗震性能指标。结果表明:钢纤维增强的异形柱节点试件承载力明显提高,节点核心区破坏程度明显较轻,加载后期,刚度保持效果有明显改善,说明钢纤维可以提高异形柱节点的抗震能力。     

纤维水泥土力学性能的试验研究

为了解加入纤维对水泥土力学性能的影响,对素水泥土及纤维水泥土进行了无侧限抗压和疲劳试验。研究结果表明,添加纤维可小幅度提高水泥土的抗压强度;与素水泥土相比,纤维水泥土在达到应力峰值时的应变明显增大,破坏后的残余强度也有所提高;纤维的加入提高了水泥土的延性,减少了裂缝的开展,改善了其力学性能;添加纤维后水泥土抵抗疲劳的能力明显增强;掺入纤维对水泥土抗疲劳能力的提高程度远大于其对水泥土无侧限强度的提高程度;水泥土的应力水平和疲劳寿命之间具有单对数线性关系;在循环荷载作用下水泥土表现为低应力性破裂特征。     

光通信用IOGHzCMOS八分频器设计

在比较反转触发器（TFF）的各种结构基础上,采用一种单时钟信号控制,实现高速分频的电路结构,设计实现了用于光通信中时钟数据恢复电路的八分频器。该八分频器使用动态负载,输出两路互补信号,采用SMIC0．18um1P6MCMOS工艺,使用Cadence公司的Spectre仿真器进行模拟验证,实验结果证明,在电源电压为1．8V的情况下,该八分频器的工作速度10GHz、功耗仅为4．705mW。