大吨位锚杆静压桩在高层建筑纠偏加固中的设计及工程实践 被引量：3

1

作者 王俊淞 李福锋 +2 位作者 李福清 杨砚宗 盛旭圆 《建筑科学》 CSCD 北大核心 2023年第9期155-161,共7页

锚杆静压桩是高层建筑基础加固工程中一种常用的有效的方式,其单桩竖向承载力与压桩结束时的动阻力成正比.随着施工能力的提升,锚杆静压桩的压桩力可达到5000kN以上,能够确保桩端到达可靠的持力层,提高锚杆静压桩的单桩承载力,从而减少... 锚杆静压桩是高层建筑基础加固工程中一种常用的有效的方式,其单桩竖向承载力与压桩结束时的动阻力成正比.随着施工能力的提升,锚杆静压桩的压桩力可达到5000kN以上,能够确保桩端到达可靠的持力层,提高锚杆静压桩的单桩承载力,从而减少用于加固建筑物基础的桩数.但相应的,大吨位锚杆静压桩施工产生的拖带沉降较大,施工中需要采取措施进行控制.以某高层建筑不均匀沉降处理工程为例,介绍了大吨位锚杆静压桩的设计和施工实践.施工过程中通过预应力封桩和间隔压桩等措施控制了拖带沉降的发展.监测结果表明处理后建筑物沉降满足要求.可为其他类似工程提供借鉴. 展开更多

关键词 锚杆静压桩 基础加固 高层建筑

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煤矿井下全空间地震波时频域极化分析及其试验研究 被引量：5

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作者 王勃 曾林峰 +3 位作者 张衍 刘盛东 章俊 陈泓云 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2978-2984,共7页

煤矿井下全空间条件下地震波传播规律是矿井地震勘探的关键基础科学问题,矿井地震近场勘探多类型波场混叠,常规方法难以实现地震波方向的准确计算。提出了一种矿井全空间三分量地震波时频域极化分析方法,采用基本小波函数形态不固定的广... 煤矿井下全空间条件下地震波传播规律是矿井地震勘探的关键基础科学问题,矿井地震近场勘探多类型波场混叠,常规方法难以实现地震波方向的准确计算。提出了一种矿井全空间三分量地震波时频域极化分析方法,采用基本小波函数形态不固定的广义S变换将时间域信号转换成时频域信号,利用Hilbert变换构建解析信号并在每个时频点建立复协方差矩阵,求取复协方差矩阵的特征值及特征向量,进而获取三分量信号的极化方位角、极化倾角。时间域混叠合成信号的时频域极化分析实验结果表明:计算得到合成信号的时频位置与理论时频位置相对应,计算的正/负方位角、倾角与理论值无误差。在时间和频率2个维度上,时频域极化分析可以精准确定混叠情况下多类型信号的极化方向。全空间条件下中心激发-全方位接收的三维时空域高阶三分量模拟实验证实,直达纵波、横波的倾角无偏差、方位角偏差小。根据检波点位置及极化信息对中心震源进行反定位,在200 m直径范围内,根据检波点位置及地震波方位角、倾角聚焦定位的震源点与已知震源点的距离误差仅为0.5486 m。煤矿井下实测数据计算反射槽波的时频域方位角、倾角参数与理论值一致,验证了矿井全空间三分量地震波时频域极化分析方法的有效性,该方法可为地下全空间地震勘探提供参考。 展开更多

关键词 矿井地震勘探 全空间 三分量地震波 地震波方向

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基于多角度投影方法的砂土颗粒三维形态表征

3

作者 谢维强 张晓平 +2 位作者 刘晓丽 周小雄 刘泉声 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期294-302,共9页

砂土颗粒的形态学特征(尺寸和形状)对于评估砂土材料的力学特性至关重要,因此准确地量化其三维形态学特征是研究砂土材料力学特性的前提工作。相比三维测试(表征)方法,二维测试(表征)方法具有测试方式多、程序简单、成本低等优点。为研... 砂土颗粒的形态学特征(尺寸和形状)对于评估砂土材料的力学特性至关重要,因此准确地量化其三维形态学特征是研究砂土材料力学特性的前提工作。相比三维测试(表征)方法,二维测试(表征)方法具有测试方式多、程序简单、成本低等优点。为研究二维图像对砂土颗粒三维形态的表征,利用三维激光扫描技术获取砂土颗粒的三维点云数据;然后利用计算机算法重构砂粒的三维模型,准确快速地自动提取砂粒的三维形态特征;借助算法获取了随机单一投影法、最大最小投影面积法(选自1000张投影)和三正交方向投影法下的砂粒二维形态参数;分析了二维参数与三维参数之间的相关关系,提出了基于砂土颗粒二维形态特征表征三维形态特征的可靠方法。结果表明,砂土颗粒的三维尺寸(长、宽、厚)可使用相应的二维尺寸估算(线性拟合系数R~2=0.735~0.994);3种投影方法中,最大最小投影面积法和三正交方向投影法可准确地估算砂土颗粒的三维形态,为砂土材料的快速定量化表征提供了实用方法。 展开更多

关键词 砂土颗粒 形态特征 三维激光扫描 二维投影 数字图像处理

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激光照射岩石热裂特性与裂隙分布研究

4

作者 王义江 郁东旭 +2 位作者 孙立鹏 朱启银 王建州 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1809-1819,共11页

激光辅助破岩是一种非接触式破岩技术,破岩效果主要受激光功率、照射时间和离焦距离等参数影响。选择石灰岩、砂岩和花岗岩3类岩石,开展了不同照射参数的破岩试验,分析了温度、射孔参数、比能、热裂效能、裂隙分布、矿物组分和微观结构... 激光辅助破岩是一种非接触式破岩技术,破岩效果主要受激光功率、照射时间和离焦距离等参数影响。选择石灰岩、砂岩和花岗岩3类岩石,开展了不同照射参数的破岩试验,分析了温度、射孔参数、比能、热裂效能、裂隙分布、矿物组分和微观结构等变化规律。结果表明,激光照射下3类岩石表面温度均超过2000℃、温度梯度最高可达1500℃/mm,相同位置处花岗岩表面温度和温度梯度最高、砂岩次之、石灰岩最低;3类岩石射孔直径、射孔深度和射孔速率均与照射参数密切相关,砂岩、石灰岩和花岗岩最大射孔速率分别为3.18,2.68,0.8 mm/s。相同照射参数下,比能较热裂效能高1~2个数量级,3类岩石比能排序为:花岗岩>石灰岩>砂岩。照射后岩样均存在数条主裂隙,沿径向延伸至试样边缘,石灰岩和花岗岩次生裂隙发育,砂岩未发现明显次生裂隙。照射后岩石矿物衍射强度和微观结构发生显著改变。 展开更多

关键词 激光破岩 温度分布 比能 热裂效能 裂隙分布

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无黏性松散土石混合体剪切特性的结构效应及强度模型构建

5

作者 任明辉 赵光思 +2 位作者 浦海 尹乾 王涛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1707-1721,共15页

综合室内直剪试验、DEM模拟和理论解析等手段,从多尺度角度揭示和表征了中低体积含石量下土石混合体的剪切破坏机制。试验结果表明,无黏性土石混合体的剪胀规律受控于基质密实度,块石体积含量(VBP)和外部法压的共同作用,其内摩擦角演化... 综合室内直剪试验、DEM模拟和理论解析等手段,从多尺度角度揭示和表征了中低体积含石量下土石混合体的剪切破坏机制。试验结果表明,无黏性土石混合体的剪胀规律受控于基质密实度,块石体积含量(VBP)和外部法压的共同作用,其内摩擦角演化具有显著的非线性特征(VBP<30%),基于莫尔-库仑准则的强度分析会产生块石结构形成的表观黏聚力。DEM模拟揭示块石结构诱发特殊的细微观力学过程,土石接触力的分布不均匀、剪切带的不规则度是土石混合体与砂土剪切行为的关键差异。最后,基于中低含石量下土石混合体的工程地质特征与强度发挥机制的讨论,提出表征块石结构力学含义的新公式,通过理论分析发现Lindquist的修正强度模型是剪切应力传递的简化描述。初步构建物理意义明确的土石混合体新强度模型(等效粗糙度模型),通过对黏性和无黏性两类土石混合体的试验结果对比,验证新模型可有效预测中低含石量下土石混合体的非线性强度包线。 展开更多

关键词 土力学 土石混合体 结构效应 剪切破坏 强度准则 应力传递

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煤系软岩中抽水蓄能电站地下厂房大断面硐室支护设计

6

作者 张沛顶 李福清 +7 位作者 管增伦 许国安 苗梅 张照伟 邬敏 张凯 张朋 刘永 《煤炭科技》 2024年第3期68-74,共7页

为实现绿色低碳可持续发展,大屯能源股份有限公司龙东煤矿拟在埋深约300 m的煤系软岩地层中建设抽水蓄能电站,决定该项目可行性的关键问题之一是能否对主厂房大断面硐室进行经济有效的支护。为此,提出了基于规范和灰色关联度分析的支护... 为实现绿色低碳可持续发展,大屯能源股份有限公司龙东煤矿拟在埋深约300 m的煤系软岩地层中建设抽水蓄能电站,决定该项目可行性的关键问题之一是能否对主厂房大断面硐室进行经济有效的支护。为此,提出了基于规范和灰色关联度分析的支护设计方法。首先对该硐室的围岩稳定性进行分级,然后根据相关规范和工程经验提出4种支护备选方案,继而通过数值模拟对其支护效果进行对比分析,最后运用灰色理论的关联度模型综合支护效果和支护成本确定出技术经济效果最优的支护方案,从大断面软岩硐室的支护角度证明了在龙东煤矿建设抽水蓄能电站的可行性。该支护设计方法科学、可行、高效,可为煤系软岩中大断面硐室的支护设计提供参考。 展开更多

关键词 煤系地层 抽水蓄能电站 大断面硐室 围岩分级 支护设计

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基于VMD和GA-SVM的矿井地震自适应噪声压制方法

7

作者 王勃 申思洪任 +2 位作者 蔚立元 刘盛东 曾林峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1530-1538,共9页

煤矿井下地震信号往往呈现出复杂的波场特性且伴随着大量噪音干扰,导致地震信号的初至拾取精度降低,从而影响地震数据的反演与解释。针对复杂干扰环境下采集的低信噪比地震信号,提出了基于变分模态分解(VMD)和遗传算法优化支持向量机(GA... 煤矿井下地震信号往往呈现出复杂的波场特性且伴随着大量噪音干扰,导致地震信号的初至拾取精度降低,从而影响地震数据的反演与解释。针对复杂干扰环境下采集的低信噪比地震信号,提出了基于变分模态分解(VMD)和遗传算法优化支持向量机(GA-SVM)的地震噪声压制与初至提取方法,以提高煤矿井下复杂噪声条件下的地震信号质量。采用变分模态分解对含噪地震信号进行自适应分解,得到数个的变分模态分量(IMF);对VMD分解得到的IMF分量进行特征提取,将提取所得的信号特征作为信号有效性判别的依据;利用遗传算法对支持向量机模型进行优化,得到最优的惩罚因子c与核函数参数g;利用优化后的支持向量机模型对IMF分量进行有效性判别并将有效分量重构成高信噪比信号;通过对人工加噪的地震信号应用噪声压制算法,煤矿井下常见的不同类型噪声被有效地压制,验证了算法的可行性;对矿井巷道实采的地震记录进行噪声压制处理,有效地压制了数据中的干扰噪声,极大程度地提高了地震记录的信噪比,使初至拾取得更加准确。结果表明,基于VMD和GA-SVM的地震噪声压制方法可以很好地提取含噪地震记录中的有效信号,提高初至拾取精度,在矿井复杂干扰条件下具有显著的应用潜力,对解决矿井复杂干扰条件下的地震勘探问题有重要意义。 展开更多

关键词 矿井地震勘探 噪声压制 初至拾取 变分模态分解 遗传算法优化 支持向量机

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关退煤矿软岩地下空间压缩空气储能模型试验系统研制及其应用

8

作者 胡李华 岳群超 +6 位作者 吴云 蔚立元 张凯 李晓昭 曾伟 王磊 曹雅恒 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期853-866,共14页

压缩空气储能是关退煤矿地下空间资源具有广阔前景的规模化利用方式,但当前对高气压作用下煤矿软岩储气库复合结构受力和变形规律认识不清,严重制约了其发展。为此,研制了一套模拟煤矿软岩地下空间压气储能的大型模型试验系统,该模型试... 压缩空气储能是关退煤矿地下空间资源具有广阔前景的规模化利用方式,但当前对高气压作用下煤矿软岩储气库复合结构受力和变形规律认识不清,严重制约了其发展。为此,研制了一套模拟煤矿软岩地下空间压气储能的大型模型试验系统,该模型试验系统主要由电液伺服大型真三轴加载平台、高压空气加载控制系统、储能硐室复合结构模拟系统及数据监测系统组成。其中,电液伺服大型真三轴加载平台用以模拟初始地应力;高气压加载控制系统由空气压缩机、高压气罐、控制系统、高压管路、压力阀和压力表等组成,用于精准控制充放气;基于相似理论,储能硐室复合结构模拟系统模拟软岩⁃配筋混凝土内衬⁃滑移层⁃密封层组成的复合结构;数据监测系统包括应变、压力和温度等传感器、光纤线缆及配套的数据采集分析仪器、软件,用于监测试验过程中关键参量的演化信息。针对曹庄煤矿压缩空气储能科研需求,开展了不同地应力组合、循环充放气及高压保持等工况下的模型试验。结果表明,该试验系统可以获得不同工况下压气储能硐室复合结构受力和变形规律,是开展进一步研究的有力工具。 展开更多

关键词 压缩空气储能 关退煤矿 软岩 模型试验 地下空间

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激光照射花岗岩抗拉强度及孔隙分布研究

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作者 吴波 刘林 +2 位作者 郁东旭 王建州 王义江 《建井技术》 2024年第4期88-94,74,共8页

激光辅助破岩技术有助于提高超硬、超深地层资源的开采效率。采用控制变量法开展了激光热裂花岗岩试验,分析了温度、射孔参数、比能、热裂效能、抗拉强度和孔隙分布等变化规律。结果表明,激光照射下花岗岩表面温度超过1000℃;花岗岩射... 激光辅助破岩技术有助于提高超硬、超深地层资源的开采效率。采用控制变量法开展了激光热裂花岗岩试验,分析了温度、射孔参数、比能、热裂效能、抗拉强度和孔隙分布等变化规律。结果表明,激光照射下花岗岩表面温度超过1000℃;花岗岩射孔直径、深度和射孔速率随照射参数呈非线性变化,最大射孔直径、深度和速率分别为10.0mm、12.0mm和2.70mm/s;花岗岩最大比能和热裂效能分别为87.8kJ/cm^(3)和39.5kJ/cm^(3)。激光照射后花岗岩单轴破坏模式为脆性破坏,抗拉强度最大降幅为74.11%。激光照射导致岩石内部中小孔隙连通形成大孔隙,并最终导致岩石断裂。 展开更多

关键词 激光辅助破岩 温度分布 热裂效能 抗拉强度 核磁共振

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基于混凝土缺陷超声检测的合成孔径聚焦成像

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作者 汪隆臻 张文亮 +4 位作者 赵骞 孙一帆 缪春辉 刘常鸿 宋雷 《工程地球物理学报》 2024年第3期463-472,共10页

由于混凝土的随机性,超声波在混凝土中传播伴随着强烈的衰减、反射以及散射作用,回波信号信噪比低,带有损伤信息的有效反射信号同背景噪声混叠畸变。传统超声信号处理难以识别缺陷的具体信息,本文引入了频域合成孔径聚焦算法对超声回波... 由于混凝土的随机性,超声波在混凝土中传播伴随着强烈的衰减、反射以及散射作用,回波信号信噪比低,带有损伤信息的有效反射信号同背景噪声混叠畸变。传统超声信号处理难以识别缺陷的具体信息,本文引入了频域合成孔径聚焦算法对超声回波数据进行成像处理,并开展了对混凝土空洞缺陷的数值模拟和试验研究,采用道内平衡处理方法,对混凝土深部信号进行了增强处理,提高了缺陷回波的质量,对多次自发自收数据进行了频域合成孔径成像处理,空洞缺陷的绕射波被收敛,提高了100 kHz超声波的检测成像效果;同时预制了双空洞混凝土试件,使用宽频带窄脉冲探头进行现场混凝土空洞缺陷超声波检测试验,结果与数值模拟结果基本吻合,证明了合成孔径聚焦技术能够使混凝土缺陷的绕射波得到了很好的收敛,有效提高了小孔径超声波探头的分辨率。 展开更多

关键词 合成孔径聚焦成像 超声检测 混凝土 缺陷检测

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基于1D-CNN的混凝土内部缺陷超声信号的智能识别

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作者 汪隆臻 葛维 +6 位作者 赵骞 李坚林 刘常鸿 黄伟民 缪春辉 张洁 宋雷 《混凝土》 CAS 北大核心 2024年第5期75-81,共7页

混凝土内部是否存在缺陷对混凝土工程的安全起着决定性作用。超声无损检测技术是应用最广泛的一种混凝土内部缺陷无损检测技术,依靠工程检测和传统的缺陷识别方法难以满足对混凝土内部缺陷的判别。本研究提出一种一维卷积神经网络模型,... 混凝土内部是否存在缺陷对混凝土工程的安全起着决定性作用。超声无损检测技术是应用最广泛的一种混凝土内部缺陷无损检测技术,依靠工程检测和传统的缺陷识别方法难以满足对混凝土内部缺陷的判别。本研究提出一种一维卷积神经网络模型,基于不同混凝土缺陷的有限元仿真数据库,直接将原始超声信号输入模型中,并且通过添加高斯白噪声来验证一维卷积神经网络模型的准确性和鲁棒性。再通过物理试验验证该模型的识别效果,该模型的识别准确率达到83%以上,且优于其他机器学习模型,验证了该模型对混凝土内部缺陷智能识别的有效性。 展开更多

关键词 混凝土内部缺陷 超声信号 卷积神经网络 智能识别

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基于p阶线性模型的地埋管换热器流体温度分布研究

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作者 赵鹏 张东海 +3 位作者 李晓昭 张古彬 寇亚飞 高蓬辉 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期51-59,共9页

利用自主研发的分层热响应测试系统,获取沿深度方向上(竖向)管内流体温度实测数据,对比p阶线性分布模型计算结果和实测数据,研究两种典型工况条件下分层岩土介质中管内流体竖向分布规律和最佳p值。结果表明:恒热流工况时,p=-5阶线性分... 利用自主研发的分层热响应测试系统,获取沿深度方向上(竖向)管内流体温度实测数据,对比p阶线性分布模型计算结果和实测数据,研究两种典型工况条件下分层岩土介质中管内流体竖向分布规律和最佳p值。结果表明:恒热流工况时,p=-5阶线性分布模型能够准确预测管内流体温度分布;恒温工况时,最佳p值随流量的变化而变化,其关系为:|p|=7.361ln V+6.684。 展开更多

关键词 地热能 地埋管换热器 岩土传热 地质结构分层 参数估值

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超声辅助激光熔覆IN 625高温合金涂层组织及性能研究

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作者 牛庆伟 郝敬宾 +3 位作者 纪皓文 付天池 杨海峰 刘昊 《精密成形工程》 北大核心 2024年第2期137-148,共12页

目的针对激光熔覆制备IN 625高温合金涂层时易产生缺陷和元素偏析进而导致合金性能下降的问题,提高增材制造IN 625高温合金的力学性能。方法在激光熔覆IN 625涂层的过程中施加超声振动辅助,通过物相检测和微观组织观测研究超声功率对涂... 目的针对激光熔覆制备IN 625高温合金涂层时易产生缺陷和元素偏析进而导致合金性能下降的问题,提高增材制造IN 625高温合金的力学性能。方法在激光熔覆IN 625涂层的过程中施加超声振动辅助,通过物相检测和微观组织观测研究超声功率对涂层物相种类和晶体尺寸的影响;通过分析析出相含量、分布方式及析出形态,研究超声功率对元素偏析的影响;通过对显微硬度、高温耐磨性进行测试,研究超声功率对涂层力学性能的影响。结果施加超声前的涂层组织主要为方向杂乱的粗大枝晶,施加超声后的涂层物相组成未发生明显变化,但枝晶内亚晶排列紧密且尺寸明显减小;施加超声振动后的涂层析出相尺寸减小、含量下降,其中Laves相含量在施加超声后降幅较大,表明超声振动可以抑制Nb、Mo等元素的偏析;施加超声振动后涂层的显微硬度提高,磨损率明显下降,磨损机制由原来的表面疲劳磨损、黏着磨损和磨粒磨损的复杂磨损转变为磨粒磨损、黏着磨损的简单磨损。结论施加超声辅助可以有效细化IN 625涂层组织,并抑制Laves相的析出,提高涂层的硬度和耐磨性。 展开更多

关键词 激光熔覆 超声振动 高温合金涂层 摩擦磨损 元素偏析

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激光照射花岗岩热裂规律及力学性质试验研究 被引量：1

14

作者 王义江 郁东旭 +3 位作者 王泽桂 褚召祥 赵光思 周国庆 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期701-712,共12页

硬岩隧道掘进慢、成本高是传统机械破岩难以突破的瓶颈,亟需新型高效破岩技术.激光辅助破岩是一种非接触式破岩方法,激光功率、离焦距离和照射时间是影响破岩的重要参数.采用标准圆柱花岗岩试样进行了不同激光照射参数下的破岩试验,研... 硬岩隧道掘进慢、成本高是传统机械破岩难以突破的瓶颈,亟需新型高效破岩技术.激光辅助破岩是一种非接触式破岩方法,激光功率、离焦距离和照射时间是影响破岩的重要参数.采用标准圆柱花岗岩试样进行了不同激光照射参数下的破岩试验,研究了温度、比能、热裂效能、强度、组分和裂隙等变化规律.结果表明,激光照射引起岩样表面温度骤升,且温度沿径向迅速衰减,光束附近岩石表面温度梯度高达1200℃/mm.激光照射岩石的射孔速率为0.1~0.7 mm/s,比能为38~151 kJ/cm^(3),热裂效能为459~2680 J/cm^(3).激光照射后岩样抗压强度最大降幅达69%,且岩样组分、矿物胶结及微观结构均发生显著变化,岩样内部裂隙发育、连通性好.激光辅助破岩有助于提高硬岩隧道的掘进效率. 展开更多

关键词 花岗岩 激光辅助破岩 热裂效能 抗压强度 裂隙分布

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基于生成模型的地磁室内高精度定位算法研究

15

作者 马帅 裴科 +5 位作者 祁华艳 李航 曹雯 王洪梅 熊海良 李世银 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期211-222,共12页

针对目前构建精细的地磁指纹库需要耗费大量人力成本的瓶颈,提出了条件变分自动编码器和条件对抗生成网络2种生成模型,能够在收集少量数据样本的基础上,对给定位置进行伪标签指纹的生成。同时,针对单点地磁指纹定位精度低的问题,设计了... 针对目前构建精细的地磁指纹库需要耗费大量人力成本的瓶颈,提出了条件变分自动编码器和条件对抗生成网络2种生成模型,能够在收集少量数据样本的基础上,对给定位置进行伪标签指纹的生成。同时,针对单点地磁指纹定位精度低的问题,设计了一种基于注意力机制的卷积神经网络-门控循环单元的地磁序列定位算法,能够有效利用指纹的空间和时间特性,实现精准定位。此外,还设计并搭建了实时、便携的移动端数据采集和定位系统。通过实际测试表明,利用所提模型可有效构建可用的地磁指纹库,所提算法平均误差可达0.16 m。 展开更多

关键词 深度学习 地磁定位 生成模型 地磁序列

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破碎岩石锚固结构承载力学特性模型试验研究

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作者 孟波 靖洪文 +3 位作者 吴疆宇 李晓昭 董津源 尹乾 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3020-3030,共11页

为揭示破碎岩石锚固结构承载失稳机制,探索支护构件与破碎岩石相互作用下锚固结构内部应力演化规律,通过自主研制的试验系统开展不同预紧力下破碎岩石锚固结构的自稳及再承载模型试验,研究破碎岩石锚固结构承载力学特性与变形破坏特征,... 为揭示破碎岩石锚固结构承载失稳机制,探索支护构件与破碎岩石相互作用下锚固结构内部应力演化规律,通过自主研制的试验系统开展不同预紧力下破碎岩石锚固结构的自稳及再承载模型试验,研究破碎岩石锚固结构承载力学特性与变形破坏特征,分析破碎岩石锚固结构自稳及再承载全过程预紧力对结构内部压力和锚杆锚托力时空响应的影响规律,探讨破碎岩石锚固结构自稳及再承载失稳机制,并从强化破碎岩石锚固结构内部力链网络角度出发,提出以恒高预紧力、强均压护表、高刚度及合理支护密度为核心的巷道冒顶防控理念。结果表明:破碎岩石锚固结构自稳的临界锚杆预紧力约为3 N·m,其自稳过程内部压力在上层中部出现突增,并向四周扩散维持稳定,而在下层中部出现突降,这与结构内部力链网络重分布密切相关。随着锚杆预紧力的增大,锚固结构内部压力突增更显著、锚托力突降数值有所减小,表明高预紧力的破碎岩石锚固结构容易形成强力链网络,低预紧力的破碎岩石锚固结构力链网络较弱且离散显著,难以自稳及承载。破碎岩石锚固结构承载过程中出现频繁的大幅应力跌落,预紧力越大的模型应力跌落数值越大,且最大承载位移往往大于其峰值位移,对应的荷载也低于峰值荷载。破碎岩石锚固结构承载过程中内部压力显现基本与自稳过程一致,并与其变形破坏模式相对应,下层中心位置形成的穹窿顶空腔破坏了力链网络,致使岩块沿模型中心向四周扩散迅速冒落。锚杆锚托力则随着承载变形的增大而持续降低,临近结构中轴线的锚杆锚托力降低数值要远大于远离结构中轴线的锚杆。高锚托力是保证破碎岩石锚固结构力链网络的必要条件,预紧力越高,锚杆锚托力突降数值越大,但在突降后仍能承受较长时间的荷载。 展开更多

关键词 岩石力学 破碎岩石锚固结构 锚杆支护 变形破坏 承载力学特性 力链网络

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稳定振荡条件下高性能脉动热管工作特性研究

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作者 凌云志 李晓昭 +4 位作者 张小松 赵鹏 陈婷婷 冯珺垲 林欣茹 《工程热物理学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期3426-3432,共7页

电子设备小型化与高性能化的趋势给现有的热管理系统带来了巨大的挑战。脉动热管作为热管理系统具有性能优越,高自由度的优势。本文研究了将稳定振荡运行的脉动热管作为核心部件用于电子设备热管理领域的微观作用机理和性能变化。研究发... 电子设备小型化与高性能化的趋势给现有的热管理系统带来了巨大的挑战。脉动热管作为热管理系统具有性能优越,高自由度的优势。本文研究了将稳定振荡运行的脉动热管作为核心部件用于电子设备热管理领域的微观作用机理和性能变化。研究发现,脉动热管在稳定振荡阶段运行可以有效避免停滞现象从而实现最佳的热性能。通过对稳定振荡条件下脉动热管的工作特性进行可视化研究发现,该阶段的支配流型为柱塞流或弹状流。作为主要特征的泰勒气泡其位移趋向于正弦运动,而速度分布主要为往复流特征,平均速度接近于0,在高热流密度条件下,速度分布的往复流特征被打破并出现脉动流特征,冷却效率小幅提高。 展开更多

关键词 脉动热管 工作特性 稳定振荡运行 可视化研究

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高吸能比大变形锚索让压结构优化研究

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作者 刘斌斌 贾邦国 杨润达 《煤炭工程》 北大核心 2023年第8期103-107,共5页

为了提高巷道锚索吸能让压结构的吸能效率及其变形稳定性,采用力学测试和有限元数值仿真两种方法对粗腰鼓形、直管、楔形槽、长槽以及直管V形槽5种不同吸能让压结构进行研究。研究表明形状及结构特征决定了峰值抗压强度、极限变形量、... 为了提高巷道锚索吸能让压结构的吸能效率及其变形稳定性,采用力学测试和有限元数值仿真两种方法对粗腰鼓形、直管、楔形槽、长槽以及直管V形槽5种不同吸能让压结构进行研究。研究表明形状及结构特征决定了峰值抗压强度、极限变形量、吸能效率以及结构整体稳定性。5 mm壁厚直管吸能结构虽然相对于粗腰鼓形、楔形槽及长槽结构吸能效率分别提高48%、66%和56%,但受压过程中容易发生局部应力集中,进而偏压诱发变形不均匀和结构失稳。内侧设有变形诱导V形槽的直管结构吸能效率为45.29 kJ/g,相对于直管吸能让压结构吸能效率仅仅降低6%,受到V形槽的变形诱导作用,避免了局部应力集中导致的偏压问题,比直管吸能让压结构变形更加稳定,将V形槽吸能让压结构应用于现场锚索,巷道变形得到了有效控制。 展开更多

关键词 高吸能比 巷道支护 锚索 大变形 让压结构

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