地震荷载下镂空高层建筑坍塌形式及时间分析

为研究镂空建筑在不同峰值加速度的地震荷载影响下产生的坍塌破坏,分析坍塌破坏形式和经历时间,基于颗粒流理论构建模型并实施模拟。所研究建筑结构形式为两栋具有核心筒建筑组成的镂空构造,上部有连桥相连。地震荷载是峰值加速度a分别为0.2g、0.3g和0.4g的正弦波,作用时间为9 s。对该建筑施加上述3种地震荷载,模拟分析坍塌形式和历经时间。结果表明,a=0.2g时,建筑开始坐塌、倾斜及连桥破坏的时间接近,整个坍塌过程经历时间最长。相比之下a=0.3g,a=0.4g时,坐塌要快得多、倾倒和连桥破坏延迟。比较a=0.3g和a=0.4g,后者的连桥破坏、倾斜和坐塌经历时间明显小于前者。因此峰值加速度的线性增加,不一定导致各参量时间同向线性变化,这可能是建筑结构形式造成的。     

弱层台阶边坡可靠度非侵入式随机分析*

为确保复杂结构边坡的安全稳定,针对弱层台阶边坡可靠性开展非侵入式随机分析。以抗剪参数为随机变量,采用局部平均法进行随机场离散,采用随机场和Monte Carlo(SMC)法编制程序进行数值计算,并与Monte Carlo(MC)法结果进行比较。结果表明:利用非侵入式随机分析方法计算可靠度效率更高且易于实现;随机场可以反映岩体力学参数的空间变异性以及参数之间相关特性,更接近于实际情况,弱层对边坡稳定性有重要影响,会导致边坡安全系数降低,且最大位移会显著增大;采用MC法会过度放大边坡的失效概率,而SMC法得到的结果更可靠。该结论可为复杂结构边坡的可靠性分析提供参考。     

SFT下云化因素重要度和因素联合重要度的实现与认识

为了使SFT的概念,特别是DSFT的概念能表示系统实际运行的故障数据的离散性、随机性和模糊性(不确定性),同时为方便应用和简化计算,使用云模型对SFT理论中的概念进行重构。SFT理论的构建是通过特征函数实现的,因此该过程的基础是云化特征函数。基于云化特征函数重构了因素重要度分布和因素联合重要度分布的计算方法,即形成了云化因素重要度分布和云化因素联合重要度分布。这样做的好处是可将故障数据的不确定性较好地保留到最终结果,另一方面也使重要度分布的计算方法和过程更为简单且方便计算。使用这两个概念计算了一个典型系统对于温度和湿度因素的云化重要度分布和联合重要度分布。得到了系统适宜工作和应避免工作的环境区域,进而指导系统的实际运行。     

粉质粘土和粉质砂土对铬渣渗滤液中Cr(Ⅵ)吸附特性

针对铬渣堆场及其渗滤液生态环境污染严重这一热点问题,在对锦州铬渣堆场附近不同土壤取样测定基础上,采用振荡平衡法,测定吸附时间、污染物浓度、pH值、温度等条件改变对粉质粘土和粉质砂土吸附Cr（Ⅵ）的影响,研究2种土壤对Cr（Ⅵ）的吸附特性,获得土壤吸附的等温吸附曲线,建立吸附动力学方程。结果显示,吸附时间、污染物浓度、pH值、温度等都对土壤吸附Cr（Ⅵ）有不同程度的影响。粉质粘土和粉质砂土对Cr（Ⅵ）的吸附可用Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程很好地描述,以Freundlich方程为最佳。粉质粘土和粉质砂土的Elovich型公式、双常数速率公式、抛物线扩散公式3种动力学方程的拟合程度顺序均为：Elovich型公式>双常数速率公式>抛物线扩散公式,粉质粘土相较粉质砂土动力学拟合程度更高且吸附性更好。     

长壁留煤柱采空区系统荷载传递效应研究

为研究长壁留煤柱采空区系统荷载传递规律,采用改进矩阵力法并结合数值模拟对煤柱群-顶板结构荷载传递规律进行研究。以某煤矿长壁留煤柱开采为例,采用改进力法,即支反力F取代等效弯矩Xn,建立了煤柱群-顶板力学模型;结合数值模拟研究局部煤柱承载力衰减对临近煤柱承载力影响规律,以及煤柱群-顶板整体系统塑性区域扩展和应力分布规律。结果表明:1)随局部煤柱承载力衰减,荷载逐渐转移到周围煤柱之上,临近煤柱分担荷载最多,相隔煤柱受到的影响较小;2)若相邻煤柱因转移荷载而压溃,则荷载将进一步向外转移扩散,影响煤柱顶板系统整体稳定性;3)荷载转移率是影响煤柱群-顶板结构稳定性的重要因素,当各个煤柱承载力较为均衡时,荷载转移率较高,与力法分析结果相近。当转移荷载过大时,顶板围岩也参与到分担转移荷载的工作中,顶板围岩系统稳定性影响非常大,很可能在未导致临近煤柱失稳时,该处局部顶板已经发生了垮落,对整体稳定性产生威胁,这不但与荷载转移率有关,也与顶板围岩性质密切相关,也是继局部煤柱失稳后威胁煤柱群-顶板整体系统稳定的原因所在。     

冷热交替作用致煤样裂隙结构损伤试验

为研究有约束煤样和自由煤样冷热交替作用下的裂隙扩展规律,采用液氮作为制冷剂对煤样进行冷热交替作用试验,使用激光显微镜观测冷热交替作用前后煤样表面原生裂隙扩展情况,利用声波测试仪表征煤样内部原生裂隙扩展情况,通过压缩试验机测量试验后煤样的承载能力。结果表明:1)冷热交替作用可以使煤样裂隙结构发生进一步损伤,裂隙宽度增大,煤样承载能力随裂隙结构损伤程度加深而减小;2)单周期冷热交替作用过程中,全浸泡煤样表面裂隙扩展最明显,而有约束煤样表面裂隙扩展最小;3)多周期冷热交替作用过程中,全浸泡和无约束注液氮煤样温度应力产生的结构损伤通过周期累积,在5周期时达到强度极限,发生破坏,而有约束煤样裂隙结构变化不明显。     

细尾矿砂非饱和渗流稳态含水率二维解析解

为准确描述非饱和细尾矿砂内部含水率的空间分布规律,采用解析方法求解了非饱和尾矿砂的二维Richards方程,探讨了解析求解过程中方程和求解区域简化的思路,介绍了非饱和细尾矿砂含水率空间分布的实验结果,采用混沌粒子群优化算法计算了求解过程中引入的常数。研究结果表明:解析解具有无穷级数的形式,且级数的系数具有很好的收敛性,非饱和细尾矿砂含水率在水平和竖直方向上的分布均近似服从指数函数,混沌粒子群优化算法的误差收敛性明显,利用解析模型得到的各点含水率计算值与实验测量值均符合的比较好。所得解析公式能够很好地描述非饱和细尾矿砂内部含水率的空间分布规律。     

大型露天煤矿绿色开采评价体系研究

为解决露天煤矿开采给环境带来的诸多不利影响,以露天煤矿绿色开采为理念,从固体环境、水体环境、气体环境和生态环境4个方面构建了露天煤矿绿色开采评价体系。通过数学方法和数学模型对影响露天煤矿的基本指标进行量化处理和权重分配,得出露天煤矿开采"绿色度"指标值。建立了露天煤矿绿色开采评价标准,并利用所建立的评价指标体系和评价模型对黑岱沟露天煤矿进行了应用研究。     

基于包络线的云相似度及其在安全评价中的应用

在安全评价中,专家给出的数据一般带有定性和定量、模糊性和随机性、不确定性等特点。为了表示这些特点,并将这些信息进行分析、合并,进而达到化简的目的,提出一种基于包络线的云模型方法。该方法用云模型表示专家对某一问题给定的数据,形成多位专家对该问题的多个云模型。同时根据云模型形态特点,构建云模型的上下包络线,并对包络线之间的云滴区域进行积分。最终通过积分区域重叠部分与积分区域的比例关系来判断云模型的相似程度,达到将这些专家信息化简的目的。给出了4种基于相似度的评价语义化简规则。应用该方法分析巷道冒顶风险中稳定岩层距巷道顶板表面距离的中度风险语义。结果表明,两位专家对于该问题的看法既有联系又有区别。最后给出了该算法的优点。     

SFT下的云化故障概率分布变化趋势研究

为了扩展空间故障树SFT的应用性,特别是处理具有离散性、随机性和模糊性(不确定性)的实际运行中系统产生的故障数据,利用云模型重构系统故障概率分布变化趋势的计算方法。通过故障概率分布变化趋势可得到系统故障概率随某一因素变化情况。建立云化故障概率分布变化趋势方法的目的在于,对于可靠性数据普遍存在的不确定性可使用云模型进行表示;构建的故障概率分布函数是连续的,可进行函数求导以方便得到变化趋势。将云化故障概率分布变化趋势方法应用于经典实例,得到了一些定性和定量结果。论述了该方法在理论和实际应用上的价值。