采动支承压力引起应变型冲击地压能量判据研究

采动支承压力引起的能量积聚及其突发释放是导致应变型冲击地压发生的根源之一。在将工作面前方煤体划分为阻力区、驱动区和无明显影响区的基础上,把应变型冲击地压从孕育到发生全过程分为能量稳定积聚、能量平衡和能量非稳定释放3个阶段,并研究其发生的基本条件;建立了采动支承压力引起应变型冲击地压的能量判据,即认为力学平衡状态破坏时驱动区煤体释放的弹性应变能与阻力区煤体完全破坏消耗能量的比值大于1。从冲击地压防治角度出发,提出了阻力区临界宽度的概念,建立了以阻力区宽度为指标的应变型冲击地压发生判据。现场实测表明,本文所建立的能量判据和指标与实测结果相吻合。其研究成果可为采动支承压力引起应变型冲击地压的预测预报和防冲、减冲工作的实施提供依据。     

相邻基坑有限宽度土条主动土压力的计算

同步开挖的相邻基坑间有限宽度土条不同于以往的邻近既有建筑基坑的有限土条,其破坏方向未知,破坏形式多样,土条两侧的主动土压力计算不能沿用以往的研究成果来扩展应用。借鉴筒仓受力原理应用于相邻基坑间的土条分析计算,通过力学平衡分析和微分方程求解,得出基坑开挖中两侧均为支护结构的有限宽度土条（砂土和黏性土）的主动土压力计算公式,该公式输入参数少、假设条件少,使用方便。对比朗肯主动土压力计算公式和有限元数值模拟计算结果,该计算公式与有限元模拟计算结果基本一致,在相同深度处计算的土压力远小于朗肯土压力。     

大断面综放沿空巷道煤柱合理宽度与围岩控制

确定合理的区段煤柱宽度及巷道支护型式和参数,对于提高资源回采率和巷道安全性及实现综放开采高产高效意义重大。以王家岭煤矿20103区段运输平巷为工程背景,采用FLAC3D数值分析了不同煤柱宽度下围岩主应力差、变形及破坏演化规律,认为合理煤柱宽度为6～10 m,并结合实际地质和生产条件确定试验巷道煤柱宽度为8 m。采用理论分析和现场钻孔窥视方法综合确定基本顶断裂线位于距采空区约7 m处,认为由于综放沿空巷道围岩性质结构和应力分布沿巷道中心线呈明显非对称性,将引发煤柱侧顶板严重下沉和肩角部位煤岩体错位、嵌入、台阶下沉等非对称破坏特征,靠煤柱侧顶板及肩角部位是巷道变形破坏的关键部位。在此研究基础上,针对性地提出了以高强锚梁网、不对称锚梁、锚索桁架为主体的综合控制技术,详细阐明了具体支护措施的控制机制,并进行现场应用。工程实践表明,8 m煤柱宽度合理,该支护技术能够保证窄煤柱沿空巷道围岩稳定,并已在王家岭煤矿大面积推广应用,对类似工程条件的支护技术具有一定的理论意义和实用价值。     

样条函数步长变化对树轮宽度年表与气候相关性的影响初探

利用天山中部北坡头屯河及三屯河流域4个天山云杉采点的树轮样本,研制样条函数不同步长的树轮宽度标准化年表,分析样条函数不同步长对树轮宽度标准化年表与气候的相关性的影响发现:①随着样条函数步长的增加,位于森林中下部林缘的庙尔沟煤矿和三屯河的树轮宽度标准化年表与小渠子气象站上年7月至当年6月的降水量的相关系数曲线均呈现出先增后减小的变化形式,但在局部有差异,最佳步长分别为40 a和30 a。②随着样条函数步长的增加,处于森林上限的东南沟和小渠子的树轮宽度标准化年表与大西沟气象站当年2-3月的月平均气温的相关系数的曲线都呈现光滑的先升后平的对数曲线型,最终确定220 a、185 a分别作为东南沟和小渠子树轮宽度标准化年表的样条函数步长。③通过分析发现最佳的样条函数步长比传统方法给定的样条函数步长和按树轮宽度序列公共区间长度的1/2的样条函数步长所含的气候信息多。     

考虑基坑开挖宽度的杆系有限元算法及试验研究

工程实践表明,狭窄基坑围护结构变形相对较小;而超宽基坑围护结构变形相对较大,并伴有明显的踢脚变形。由于目前常用的杆系有限元算法不能考虑基坑宽度对围护上土压力的影响,使狭窄基坑设计时偏于保守,造成较大浪费;较宽基坑设计时偏于危险,造成基坑施工风险。推导了可以考虑基坑宽度影响的围护结构上土压力折减因子的计算方法,对基坑工程杆系有限元分析的荷载取值进行了调整,改进了目前基坑设计采用的杆系有限元方法。针对24、32、42 m 3种宽度分别进行了离心模型试验。试验结果表明,传统的杆系有限元方法计算结果在考虑基坑宽度影响时明显与试验结果不符。应用所提理论对试验成果进行了分析,证明了方法的合理性。此方法是对目前基坑设计采用的杆系有限元方法的必要修正,值得在基坑设计时推广。     

Minimising errors in estimating fish population and biomass densities using the ‘acoustic volume backscattering strength’ method

The basic acoustical methods for estimating the volume backscattering strength and the absolute biomass density are commonly known. However, the detailed techniques for minimising errors in fitting the calibrated parameters of an echo sounding system in these computations are still not adequately examined and discussed. This paper describes and discusses the following computing techniques involved in the absolute biomass estimation: (i) the fitting of the calibrated time varied gain (TVG) curve, the selection of its operating interval, and the correction of its response; (ii) the compensation for the limitation of the signal bandwidth; (iii) the computation of the equivalent beam width of a transducer using its calibrated beam patterns; and (iv) the accuracy in the conversion from the volume backscattering to the absolute fish density using individual fish target strength measurements.     

航空电磁数据主成分滤波重构的噪声去除方法

主成分分析方法利用低阶主成分重构航空电磁数据,解决了航空电磁探测中噪声与数据在频谱重叠情况下的噪声压制问题,但是参与重构的低阶主成分仍包含高频空间噪声,影响数据成像精度.本文提出的主成分滤波重构去噪方法,根据自适应窗宽平滑算法,设计了主成分低通滤波器组,对参与重构的低阶主成分进行测线滤波,再将滤波后的低阶主成分重构为电磁信号,不仅可以去除低阶主成分中的高频空间噪声,而且去除了高阶主成分包含的不相关噪声.仿真数据的去噪结果表明,主成分滤波重构获得较高的信噪比,较常规测线滤波与主成分重构分别提高了10.96dB和2.52dB;电导率深度成像结果证明了主成分滤波重构方法能够提高地下深部异常体的识别能力.最后通过实测数据的成像结果进一步验证了本文研究的主成分滤波重构去噪方法的有效性.     

基于B-L曲线的河-海划界研究

入海河口是河流向海洋过渡的区域,作为海岸带的一部分,具有独特性与复杂性,基于岸线形态的海岸地貌学指标与众多河口参数具有密切的联系与影响,而以地形节点作为河-海划界方案具备可行性与可操作性。在河流中心线上某点处,定义河流宽度(B)和沿河流中心线到口门处距离(L)的B=f(L)函数来实现河-海划界的定量划分,并对不同类型河口使用该函数曲线寻找地形节点进行河-海划界。结果表明:沙坝或堵塞型河口其地形节点处的河流展宽速率在-0.5~0之间;河道状河口及河网状三角洲其地形节点处的河流展宽速率在0.5~1.2之间;河口湾型河口的地形节点处的河流展宽速率在0.6~1.5之间;喇叭形三角洲河口其地形节点处的河流展宽速率在1.3~4.5之间;鸟足状三角洲和扇形三角洲的入海河口段的河流展宽速率在0~0.2之间,建议以口门处作为地形节点。应用此方法对我国大陆入海河流进行河-海划界,并进行中国大陆河口岸线长度量算,取得良好效果。     

Study of Hydrodynamic Characteristics of A Sharp Eagle Wave Energy Converter

According to Newton''s Second Law and the microwave theory, mechanical analysis of multiple buoys which form Sharp Eagle wave energy converter (WEC) is carried out. The movements of every buoy in three modes couple each other when they are affected with incident waves. Based on the above, mechanical models of the WEC are established, which are concerned with fluid forces, damping forces, hinge forces, and so on. Hydrodynamic parameters of one buoy are obtained by taking the other moving buoy as boundary conditions. Then, by taking those hydrodynamic parameters into the mechanical models, the optimum external damping and optimal capture width ratio are calculated out. Under the condition of the optimum external damping, a plenty of data are obtained, such as the displacements amplitude of each buoy in three modes (sway, heave, pitch), damping forces, hinge forces, and speed of the hydraulic cylinder. Research results provide theoretical references and basis for Sharp Eagle WECs in the design and manufacture.     

Local scour prediction around piers with complex geometry

A laboratory study of local scour at complex piers under steady clear-water conditions is presented. The term complex piers is used to define a bridge pier comprising of a column, pile cap, and pile group. Comprehensive data over the full range of possible pile cap elevations for complex piers with different geometries were obtained using five complex pier models, which were scaled down from existing bridges in Malaysia. The data are used to evaluate existing methodologies for characterizing the effective width of complex piers with varying pile cap location relative to the undisturbed streambed. The effect of pile cap location on scour depth is also addressed. To improve the predictions of local scour at complex piers, the new data and some previous data are used to propose a new method to predict local scour depth at complex piers.