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废弃采空区边界煤柱浸水结构演化与损伤劣化机理的模拟试验 被引量：3
1
作者 徐智敏 熊世杰 +4 位作者 袁慧卿 孙亚军 韩宇航 陈天赐 卢伟宁 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1100-1114,共15页
在煤矿生产过程中,为防止老空水害而留设的各类防隔水煤柱在废弃采空区蓄积的具有侵蚀性的矿井水长期带压浸水作用下,其宏观、细观结构不断发生变化并出现损伤劣化现象,导致煤柱的物理力学强度减小、稳定性降低,进而诱发煤柱失稳和突水... 在煤矿生产过程中,为防止老空水害而留设的各类防隔水煤柱在废弃采空区蓄积的具有侵蚀性的矿井水长期带压浸水作用下,其宏观、细观结构不断发生变化并出现损伤劣化现象,导致煤柱的物理力学强度减小、稳定性降低,进而诱发煤柱失稳和突水事故的发生。论文通过自主设计的高压矿井水−煤耦合作用试验装置,开展了煤柱试样在不同水压、模拟矿井水、原样矿井水等条件下的长期浸泡模拟试验,并采用计算机断层扫描(CT)、X射线衍射(XRD)以及高压伺服压缩试验加载系统等手段,分析并研究了煤样长期浸水条件下的结构演化与力学损伤劣化过程和作用机理。研究结果表明:煤样结构在侵蚀性矿井水长期浸泡条件下表现为不规则孔隙−裂隙显著发育、孔隙率由0.25%增大到1.2%、孔隙发育的离散性随浸泡时间逐步降低;煤样在侵蚀溶液长期浸泡条件下的力学损伤劣化效应明显,受浸泡时间和浸泡溶液的pH值影响最为明显;煤样与矿井水在浸泡过程中产生相互作用,具体体现为初期的吸水膨胀作用与后期的溶解消耗作用。根据上述研究成果,论文阐明了废弃矿井及采空区各类边界煤柱在高渗透压、侵蚀性矿井水长期作用下结构演化与损伤劣化的物理−化学耦合作用机理,揭示了废弃采空区边界煤柱带压浸水作用下的动态响应过程与关键阶段:第一阶段以物理吸水膨胀作用为主,表现为抗压强度整体减小而抗拉强度先降低后回升再降低的现象;第二阶段以物理−化学联合作用为主,表现为黏土类矿物部分溶解、消耗导致孔隙率增大,进而诱发物理力学损伤劣化;最后,在“软化系数”的基础上提出了浸水煤柱“损伤系数”的定义和计算公式,并确定了浸水煤柱“损伤系数”的经验数值。研究结果对各类废弃矿井或采空区边界煤柱的稳定性评价和水害的防控具有重要的理论意义和工程实践价值。 展开更多
关键词 废弃矿井 煤柱浸水损伤 CT扫描 结构演化 损伤机理 模拟试验
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基于倾角效应的“支架-围岩”数字孪生模拟试验平台研制与测试 被引量：1
2
作者 解盘石 张颖异 +7 位作者 伍永平 杜玉乾 杨航 黄宝发 林伟典 易磊磊 徐辉 冯春 《煤炭学报》 北大核心 2025年第6期2837-2852,共16页
液压支架与围岩两者间的稳定性关系是长壁工作面开采及其智能化研究的重难点内容之一。大倾角、急倾斜煤层赋存条件复杂,“支架-围岩”稳定性控制难度大,严重制约了该类复杂难采煤层矿井的安全智能开采。为此,在实验室环境下研制了三维... 液压支架与围岩两者间的稳定性关系是长壁工作面开采及其智能化研究的重难点内容之一。大倾角、急倾斜煤层赋存条件复杂,“支架-围岩”稳定性控制难度大,严重制约了该类复杂难采煤层矿井的安全智能开采。为此,在实验室环境下研制了三维大比例模拟试验平台与配套试验液压支架,可最大程度模拟复杂难采煤层工作面的开采环境,工作面“支架-围岩”系统耦合控制、顶板周期来压及冲击来压效果。基于数字孪生技术,构建了“支架-围岩”试验平台孪生系统,可实现对物理空间模拟试验工作面“支架-围岩”系统的精确感知与高效仿真。开展了试验平台性能、异型液压支架研发支撑、“支架-围岩”试验平台孪生系统优化等一系列测试试验,确定了试验平台整体结构的稳定性和性能的可靠性、孪生系统的实用性和准确性,体现了试验平台的多功能性。基于测试试验,发现工作面顶板来压期间,支架在倾角效应下易发生侧向偏转失稳,支架间侧向挤压加剧;工作面顶板、支架、煤壁及底板组成的“支架-围岩”系统是协同承载体,四者任何环节变化都会影响整体的稳定性,也会加剧另外环节的破坏。针对性提出采取液压支架防倒滑装置、加强围岩控制和实时监测预警3项改进措施,来提升复杂煤层工作面“支架-围岩”系统的整体稳定性。 展开更多
关键词 数字孪生 支架-围岩 倾角效应 大比例模拟试验平台 智能化 大倾角煤层
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基于进气阀沉积物模拟试验法的汽油清净性检测适用性研究
3
作者 马遥 李轶 +4 位作者 张容硕 刘嘉 刘明宇 王博文 褚月 《环境工程技术学报》 北大核心 2025年第2期539-544,共6页
车用汽油清净性是指车用汽油减少或防止在发动机燃油管路、进气系统和燃烧室中形成沉积物的环保属性。为探明进气阀沉积物(IVD)模拟试验法对汽油清净性检测的适用性,研究收集了北京市储油库中未添加汽油清净剂的车用汽油和不同市售车用... 车用汽油清净性是指车用汽油减少或防止在发动机燃油管路、进气系统和燃烧室中形成沉积物的环保属性。为探明进气阀沉积物(IVD)模拟试验法对汽油清净性检测的适用性,研究收集了北京市储油库中未添加汽油清净剂的车用汽油和不同市售车用汽油清净剂作为试验样品,进行IVD模拟试验。结果表明,汽油来源、汽油批次、汽油清净剂品牌、检测实验室和检测设备,对IVD模拟试验的判定结果均无明显影响。并且,IVD模拟试验法可代替M111台架试验法以作为汽油清净性的主要检测和仲裁方法。IVD模拟试验法对汽油清净性检测具有良好的适用性,能够在复杂的检测环境下有效支撑汽油清净性监管工作。 展开更多
关键词 进气阀沉积物模拟试验法 车用汽油 汽油清净性 汽油清净性监管
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岩溶区赤泥尾矿库渗漏-固结过程模拟试验研究 被引量：1
4
作者 卢林胜 陈世万 +4 位作者 蔡良钧 罗勇飞 李建章 田浪 吴攀 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第5期214-227,共14页
【目的】研究岩溶区复杂补水条件下赤泥库渗漏和固结过程,对岩溶区赤泥库渗滤液渗漏防治具有重要意义。【方法】以贵州扎塘赤泥库为例,采用自研的尾矿库固结渗漏模拟试验装置,提出了赤泥固结过程测量方法。开展了赤泥尾矿库自然固结、... 【目的】研究岩溶区复杂补水条件下赤泥库渗漏和固结过程,对岩溶区赤泥库渗滤液渗漏防治具有重要意义。【方法】以贵州扎塘赤泥库为例,采用自研的尾矿库固结渗漏模拟试验装置,提出了赤泥固结过程测量方法。开展了赤泥尾矿库自然固结、地下水侧向渗漏、地表渗漏3种典型工况下,赤泥库固结及渗漏模拟试验。【结果】结果表明:(1)单一渗漏无渗漏工况下,赤泥将在库内逐渐完成固结,渗滤液在较短时间内可完全排泄。(2)在侧向渗漏工况下,赤泥库表现出典型的孔隙-裂隙双重介质性质,地下水沿赤泥库内形成的裂缝快速运移至各部位,为赤泥内孔隙吸水提供水源。在存在侧向渗漏的条件下,赤泥固结程度快速降低,后期固结过程缓慢,达到一个缓慢固结-不固结的平衡态。(3)在降雨渗漏工况下,库内赤泥沿裂缝快速入渗。降雨渗漏过程中赤泥固结程度在降雨初期快速降低后保持平稳,赤泥固结程度受排水影响明显。【结论】总体上,研究了岩溶区复杂补水条件下库内赤泥固结和渗漏特征,为针对性渗滤液渗漏防止提供了支撑。 展开更多
关键词 赤泥 尾矿库 渗漏 模拟试验 固结 降雨 岩溶区 影响因素
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深部高承压“Y”型分支断层底板突水机理模拟试验研究 被引量：1
5
作者 李昂 张文忠 +3 位作者 周永根 王伟东 田胜祺 杨宇轩 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第7期223-233,共11页
普遍分布于淮南矿区的“Y”型分支断层由于其特殊的构造特征,较常规断层更容易发生活化突水,为揭示深部开采高承压水“Y”型分支断层底板突水机理,提出安全开采关键性技术参数,以刘庄煤矿8号煤工作面底板为研究对象,研发了一种新型原岩... 普遍分布于淮南矿区的“Y”型分支断层由于其特殊的构造特征,较常规断层更容易发生活化突水,为揭示深部开采高承压水“Y”型分支断层底板突水机理,提出安全开采关键性技术参数,以刘庄煤矿8号煤工作面底板为研究对象,研发了一种新型原岩相似材料及与之匹配度较高的承压水模拟系统,依托自制的相似试验平台,采用数字图像相关法、水压传感器、水流量监测系统及红外热成像等多种定量及定性监测手段,对开采扰动与承压水导升协同作用下底板突水机理进行模拟研究。结果表明:可循环使用的新型棒体、块体材料与硅胶水囊承压水系统契合良好,能够科学可靠地模拟现场情况;工作面推进63 cm是“Y”型分支断层进入活化阶段的临界点,此后承压水沿主断层向分支断层内导升,水压逐渐增大;当工作面推进至71 cm,底板分支断层完全活化,工作面发生突水,主断层水压降低、水流量增大;采动应力对底板裂隙发育具有显著的影响,分支裂隙呈现出沿垂直方向扩展发育的规律,工作面推过79 cm,底板裂隙逐渐闭合,突水情况得到缓解。结合模拟结果及现场实际情况,探讨了3种“Y”型分支断层底板突水应对治理措施和预案,为类似断层底板防治水研究提供一定的参考。 展开更多
关键词 “Y”型分支断层 底板突水机理 相似模拟试验 数字图像相关法 红外热成像
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不同密度与配置梭梭林防风效果的风洞模拟试验
6
作者 王湘莲 张友焱 +3 位作者 韩政伟 雷春英 程金花 朱美菲 《生态学报》 北大核心 2025年第11期5413-5425,共13页
梭梭(Haloxylon ammodendron)是我国干旱区防护林营造的关键树种,为了探究梭梭林合理的密度和配置方式以提升林带的防风效果,通过风洞模拟试验,在10 m/s风速条件下,对3种密度和4种配置共计12种梭梭林带模型的风速流场和防风效果进行了研... 梭梭(Haloxylon ammodendron)是我国干旱区防护林营造的关键树种,为了探究梭梭林合理的密度和配置方式以提升林带的防风效果,通过风洞模拟试验,在10 m/s风速条件下,对3种密度和4种配置共计12种梭梭林带模型的风速流场和防风效果进行了研究,旨在为优化干旱区防护林的结构和配置提供科学依据。结果表明:(1)密度相同时,均匀分布的林带风速减速区的面积最大,减速幅度更明显;配置方式相同时,密度的提升并未导致风速减速区面积呈严格的比例变化,不同配置方式下适用的密度水平存在着差异,但差异不显著;林分密度的增加促进了更大范围风速减速区。(2)中低密度条件下选择一行一带或者二行一带的配置方式防风效果较好,高密度条件下,二行一带或者均匀分布显著提升了防风效应。林带的风速变化差异主要体现在冠部,在冠下,林分密度越大,平均风速越小,其中,高密度二行一带的林带的冠下平均风速最小(2.30 m/s)。(3)在30 cm、15 cm和3 cm高度,林带的防风效能整体均表现为随林分密度增加而增强,且高密度二行一带的林带防风效应最好。本研究不仅成功筛选出梭梭林种植的合理密度与配置模式,而且为防风固沙林的建设及其优化配置策略的制定提供了坚实的科学依据。 展开更多
关键词 林分密度 配置方式 梭梭林 防风效应 风洞模拟试验
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基于EFBG的海水入侵地下水盐度监测模拟试验研究
7
作者 方锦辉 郭君仪 +3 位作者 姜洪涛 施斌 孙梦雅 魏广庆 《工程地质学报》 北大核心 2025年第3期1206-1215,共10页
海水入侵是沿海地区不可忽视的重大灾害,将导致水质恶化、土壤盐渍化等问题,因此,地下水盐度的原位及实时监测具有重要意义。本文提出了一种基于FBG(Fiber Bragg Grating)滤波特性的盐度传感器。采用化学腐蚀法腐蚀光纤包层,使FBG对外... 海水入侵是沿海地区不可忽视的重大灾害,将导致水质恶化、土壤盐渍化等问题,因此,地下水盐度的原位及实时监测具有重要意义。本文提出了一种基于FBG(Fiber Bragg Grating)滤波特性的盐度传感器。采用化学腐蚀法腐蚀光纤包层,使FBG对外界折射率敏感,从而实现盐度传感。通过MATLAB软件模拟了不同腐蚀程度的FBG的中心波长与盐度的关系,验证了该方法在理论上的可行性。同时对EFBG(Etched Fiber Bragg Grating)分别进行温度和盐度灵敏度的测试,并引入一根未腐蚀的FBG进行温度补偿,实现盐度和温度的同时测量。试验结果表明:不同腐蚀程度的EFBG的波长漂移量与盐度均成线性关系,在一定范围内腐蚀程度越高,盐度灵敏度系数越大,最大可达29.432 pm/%,证明了EFBG对海水盐度测量具有一定可行性。最后提出了一种适用于地下水盐度原位监测的封装方法,为沿海地区海水入侵的研究提供了一种新的测量手段。 展开更多
关键词 EFBG(Etched fiber Bragg grating) 海水盐度 模拟试验 可行性
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矿井突水巷道涉水人员稳定性物理模拟试验研究
8
作者 武强 姚义 +5 位作者 杜沅泽 李会平 赵颖旺 徐华 刘守强 王潇 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期13-22,共10页
考虑矿井水害中多因素影响下涉险人员危险性的科学评价是人员应急疏散救援工作的重要研究内容。目前在水害中涉险人员的危险判断主要依赖经验,带有一定的盲目性,试验研究却鲜有报道。鉴于此,构建矿井突水巷道涉水人员稳定性物理模拟试... 考虑矿井水害中多因素影响下涉险人员危险性的科学评价是人员应急疏散救援工作的重要研究内容。目前在水害中涉险人员的危险判断主要依赖经验,带有一定的盲目性,试验研究却鲜有报道。鉴于此,构建矿井突水巷道涉水人员稳定性物理模拟试验模型,开展不同巷道坡度上多种水流条件下圆柱体模型力学监测、人员涉水站立稳定性和涉水行走速度测试研究。通过试验数据分析,提炼矿井水害应急逃生过程中人员涉水稳定性和涉水行走安全速度潜在关系,以揭示矿井突水巷道中人员涉水逃生和巷道坡度、水流等因素的规律。试验研究结果表明:①圆柱体模型力学监测试验中,随着进入巷道模型来流的单宽流量增大,距坡面5 cm高处传感器其60 s监测力的时均值和最大值均呈正相关性;其中力学监测值以一个范围“带”的方式出现,在均值水平上下波动变化,服从近似正态或正态分布;而45 cm高处的传感器出现被拉伸状态,表明人体在巷道水流作用下会出现滑移失稳的危险可能;②人体站立稳定性测试中,在涉水逃生中同一水流条件人员不同站立姿态下,涉水稳定性差异明显,表明人体的有效迎流面积大小变化对稳定性影响关键且敏感;③巷道10°、15°和20°斜坡上人员涉水行走试验分析中,人员涉水行走平均速度下降为0.2 m/s左右时,人体涉水站立相当困难,可称其为涉水行走安全速度阈值;同时,提出“上游水位×拟合斜率+无水速度截距”式表征涉水行走安全速度与进水水位之间的线性负相关性,并可拟合确定预测函数;④在巷道斜坡上人员进行逆水上坡行走、顺水下坡行走和无水上坡、无水下坡多种测试,通过数据统计分析揭示人员在巷道斜坡上逆水上坡和顺水下坡与坡度的线性负相关性,提出“坡度×拟合斜率+水平速度截距”式拟合确定具体预测函数。开展矿井水害中巷道上涉水人员稳定性物理模拟试验,揭示人员涉水疏散的稳定性和安全速度阈值潜在规律,以期推动水害智能应急救援的理论优化和定量模型研究发展,为矿井水害智能应急救援系统辅助决策等研究建设提供科学支撑。 展开更多
关键词 矿井水害 涉险人员 物理模拟试验 涉水稳定性 涉水行走安全速度
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污水管道混凝土微生物腐蚀机理、影响因素和模拟试验方法综述 被引量：1
9
作者 李克亮 杜建 +1 位作者 陈爱玖 韩小燕 《材料导报》 北大核心 2025年第7期104-114,共11页
微生物腐蚀是全球下水道混凝土结构的巨大挑战之一。本文详细综述了混凝土微生物腐蚀(MICC)的三个阶段(非生物中和作用、微生物定植和混凝土腐蚀破坏),分析了污水组成、环境因素、耦合腐蚀作用、生物因素和管道因素等影响因素对MICC速... 微生物腐蚀是全球下水道混凝土结构的巨大挑战之一。本文详细综述了混凝土微生物腐蚀(MICC)的三个阶段(非生物中和作用、微生物定植和混凝土腐蚀破坏),分析了污水组成、环境因素、耦合腐蚀作用、生物因素和管道因素等影响因素对MICC速率的影响,并强调了各因素之间的相互作用;论述了矿物硫酸试验、生物硫酸试验、强化污水腐蚀试验、实验室模拟试验、全尺寸试验和原位暴露试验等多种MICC模拟试验方法,并对比各种试验方法的主要优缺点。最后归纳了目前MICC研究中存在的关键问题,如生物膜作用和微生物的协同作用、试验标准和评价标准、钢筋的加速腐蚀作用等,指出未来研究方向,为地下污水管道MICC研究提供思路。 展开更多
关键词 污水 管道 混凝土 微生物 腐蚀 模拟试验
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再生水滴灌土壤壬基酚迁移规律土箱模拟试验研究
10
作者 姜婷婷 胡雅琪 +1 位作者 马蒙 吴文勇 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第1期224-230,共7页
再生水灌溉能有效缓解农业水资源短缺,但再生水中的内分泌干扰物会随着灌溉进入土壤。为明确再生水滴灌下土壤中典型内分泌干扰物的时间及空间变化规律,采用土箱试验,研究了再生水滴灌下土壤中壬基酚及其同分异构体的含量与分布,分析了... 再生水灌溉能有效缓解农业水资源短缺,但再生水中的内分泌干扰物会随着灌溉进入土壤。为明确再生水滴灌下土壤中典型内分泌干扰物的时间及空间变化规律,采用土箱试验,研究了再生水滴灌下土壤中壬基酚及其同分异构体的含量与分布,分析了不同深度土壤中壬基酚及其同分异构体的迁移和降解特征,提出了土壤中壬基酚的质量平衡规律。结果表明:在不同土壤深度中壬基酚总体呈现出先增大后减小的变化趋势;在不同深度土层中,壬基酚的同分异构体累积与分布程度不同,其中NP3、NP2、NP11和NP12的含量较多,NP1、NP7和NP8的含量较少;在滴灌条件下,清水灌溉时壬基酚衰减率为48.40%,再生水灌溉时壬基酚的衰减率范围为69.18%~98.50%,且随着再生水中NP浓度的增大,土壤中壬基酚的衰减率呈现增大的趋势。 展开更多
关键词 内分泌干扰物 再生水 土壤 壬基酚 滴灌 迁移 土箱模拟试验
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研学融合背景下石灰石光面爆破模拟试验教学探索
11
作者 付金伟 郝常顺 +1 位作者 刘淑丽 汪德才 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第8期99-105,132,共8页
为解决工程现场爆破教学成本高、安全风险大及展示困难等问题,提出一种高效且可重复的模拟试验方案。通过对不同炮孔布置的石灰石光面爆破试验,分析破坏模式、裂纹扩展规律和爆破漏斗特征,为数值模型开发提供实验依据。利用颗粒流软件... 为解决工程现场爆破教学成本高、安全风险大及展示困难等问题,提出一种高效且可重复的模拟试验方案。通过对不同炮孔布置的石灰石光面爆破试验,分析破坏模式、裂纹扩展规律和爆破漏斗特征,为数值模型开发提供实验依据。利用颗粒流软件建立数值模型,设定爆炸荷载与边界条件,并通过仿真试验验证模型准确性。将该模型应用于教学,模拟围压、局部应力与颗粒运动,帮助学生深入理解炮孔布置参数对破坏模式、裂纹数量及能量分布的影响规律,为爆破工程教学改革提供新思路和新方法。 展开更多
关键词 光面爆破 模拟试验 钻孔布置 PFC仿真 能量分布
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基于三轴压缩模拟试验的页岩低阻成因机制
12
作者 高天 刘睿 +6 位作者 徐璐 陈增裕 李佳明 龙思宇 廖强 刘鹏 李鹏艳 《地质科技通报》 北大核心 2025年第2期224-237,共14页
川南地区五峰-龙马溪组页岩气储层在多个地区出现低电阻异常现象。统计显示,低阻页岩(<10Ω·m)与构造断裂带在空间分布上存在叠合关系。为揭示页岩电阻率与构造断裂带之间的关联机制,基于薄片鉴定、X射线衍射分析、激光拉曼光... 川南地区五峰-龙马溪组页岩气储层在多个地区出现低电阻异常现象。统计显示,低阻页岩(<10Ω·m)与构造断裂带在空间分布上存在叠合关系。为揭示页岩电阻率与构造断裂带之间的关联机制,基于薄片鉴定、X射线衍射分析、激光拉曼光谱分析、全岩沥青反射率测定以及常规物性分析等手段,确定了页岩试样的岩石学特征和地球化学特征;基于三轴压缩物理模拟试验确定了变形过程中页岩试样电阻率的变化特征,明确了裂缝发育及盐水的侵入对页岩低阻现象的影响。结果表明:黏土矿物、黄铁矿和高热演化程度有机质相对均一的页岩试样,在饱和不同浓度盐水后,电阻率显著降低,且电阻率降低幅度(95.07%~98.70%)与盐水质量浓度之间存在正相关关系;饱和盐水的页岩试样受压破裂后电阻率进一步降低,范围介于5.7~25.7Ω·m之间(平均值为13.3Ω·m),且页岩试样饱和盐水后的电阻率与其破裂后的电阻率符合正相关线性关系。页岩内部裂缝系统的发育后导电流体的侵入,是页岩电阻率降低的主要控制因素。页岩受压破裂后电阻率的降低幅度受到入侵溶液浓度和裂缝发育程度的双重影响。研究成果解释并补充了构造断裂带对页岩电阻率的影响机制,丰富了低阻页岩成因机制理论,对低阻页岩层段的勘探开发具有重要意义。 展开更多
关键词 低阻页岩 低阻成因 裂缝 地层水 四川盆地 五峰-龙马溪组 三轴压缩模拟试验
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基于反目标法的引信复杂终点弹道等效模拟试验系统 被引量：1
13
作者 娄文忠 何博 +5 位作者 袁勇 李志鹏 山亮 冯恒振 张明荣 朱豪坤 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4554-4564,共11页
面向全域机动作战愈加要求引信具有复杂终点弹道高发火可靠性需求,针对当前正向碰靶试验具有试验着角有限、发火信号不可实时采集以及试验周期长和成本高等问题,开展基于反目标法的引信复杂终点弹道等效模拟试验系统研究。基于有限元仿... 面向全域机动作战愈加要求引信具有复杂终点弹道高发火可靠性需求,针对当前正向碰靶试验具有试验着角有限、发火信号不可实时采集以及试验周期长和成本高等问题,开展基于反目标法的引信复杂终点弹道等效模拟试验系统研究。基于有限元仿真,以30 mm小口径炮弹引信为对象,对比正向碰靶与反目标法引信关键模块受到的轴向冲击特性的相似性,基于弹塑性力学建立了圆柱形靶板反向碰击引信产生冲击特性的理论模型,模型采用微面力法进行数值求解,并通过仿真结果对比验证,基于20 mm轻气炮搭建了等效模拟试验系统模型,并对两种触发开关的响应特性进行实时采集研究。试验结果表明,现用于小口径炮弹引信的某触发开关对正碰2 mm铝合金靶板的响应时间约为58.2μs,对比正向炮射试验引信碰击2 mm铝合金靶板发生“表炸”的推算结果,验证了基于反目标法的等效模拟试验系统的可行性。 展开更多
关键词 等效模拟试验系统 反目标法 引信 终点弹道 测试方法
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深部煤岩冲击地压多功能物理模拟试验系统研制与应用
14
作者 彭守建 许庆峰 +4 位作者 许江 程亮 周斌 杨燕 焦峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4417-4428,共12页
为了深入研究深部地层煤岩体冲击地压及岩爆灾害致灾规律,自主研制了深部煤岩冲击地压多功能物理模拟试验系统。该系统主要由真三轴荷载加载系统、剪切加载扰动系统、油源与增压器系统、试件制作与输运系统、试验控制与数据采集系统构... 为了深入研究深部地层煤岩体冲击地压及岩爆灾害致灾规律,自主研制了深部煤岩冲击地压多功能物理模拟试验系统。该系统主要由真三轴荷载加载系统、剪切加载扰动系统、油源与增压器系统、试件制作与输运系统、试验控制与数据采集系统构成。基于该系统开展了300 mm×300 mm×600 mm的粉砂岩及相似材料试验研究。试验结果表明:测试及功能试验证明系统具有良好的准确性和稳定性,能够较高质量的完成真三轴荷载试验,位移及力传感器测试精度良好,同时该系统能完成临空面冲击破坏试验和剪切扰动试验,破坏效果直观显著;巷道破坏现象与红外热成像云图呈现了较为一致的规律,破碎区域能量释放,温度云图颜色加深。整个应力加载阶段整体平均红外辐射温度逐渐增加,进入扰动加载期温度急剧增加;在临近全面破坏时巷道内部裂纹贯通,大量围岩从巷道壁面抛出,声发射计数和能量突增,并且保持在较高水平,声发射累计能量呈指数型增长。电磁辐射能量主要发生在扰动加载阶段的破裂期与全面破坏期,在全面破坏期呈现了明显的能量幅值急剧增加的现象,与声发射能量增幅较为相似,证明了冲击失稳破坏能量的剧烈释放。 展开更多
关键词 冲击地压 物理模拟试验系统 剪切扰动 圆形巷道 声发射 红外热成像
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浅埋薄基岩顶板采动突水溃砂固流耦合相似模拟试验研究 被引量：4
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作者 张贵彬 王荣强 +3 位作者 马俊鹏 吕文茂 张文泉 王海龙 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期165-175,共11页
突水溃砂作为一种新型的矿井地质灾害,具有隐蔽、突发、难监测、破坏强等特点,因此,探究覆岩采动劣化特征及突水溃砂致灾机理对松散层水害防控具有指导意义。首先,通过相似材料配比与测试试验,研究了不同材料配比对材料强度、渗透特性... 突水溃砂作为一种新型的矿井地质灾害,具有隐蔽、突发、难监测、破坏强等特点,因此,探究覆岩采动劣化特征及突水溃砂致灾机理对松散层水害防控具有指导意义。首先,通过相似材料配比与测试试验,研究了不同材料配比对材料强度、渗透特性的影响机制,并研制出一种适宜于模拟松软岩层的新型固流耦合相似材料;然后,借助采动煤层顶板涌水溃砂灾害模拟系统,进行了浅埋薄基岩、中厚基岩的单一含水结构盖层以及薄基岩含隔双层结构盖层条件下开采的相似模拟试验,分析了不同地层结构的采动裂缝空间劣化-贯通及水砂起动、运移、涌溃灾变特征,揭示了浅埋薄基岩采动突水溃砂致灾机理。试验结果表明:新型固流耦合相似材料兼具耐水、抗崩解、抗软化、低渗透、低强度、低塑性的特性,且渗透系数随碳酸钙含量的增加呈负指数衰减,单轴抗压强度呈现二次多项式增长的特点;初次来压和第一次周期来压阶段是浅埋薄基岩采动覆岩劣化诱发突水溃砂的高发期,采动裂缝平面呈“OX”分布,随基岩与松散层底部黏土层的厚度增加,覆岩由拉剪破坏逐渐转变为拉张破坏,裂缝形态由“垂向直通形”转变为“倒楔形多层交错叠加组合”,裂缝开度减小,通畅度变差,可降低诱发突水溃砂风险几率与危害程度;通道开度(宽度)与砂体粒径的相对关系(简称“裂粒比”)以及通道通畅度是决定突水溃砂发生与否及致灾程度的关键。 展开更多
关键词 薄基岩 采动裂缝 地层结构 突水溃砂 相似材料 模拟试验
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液体姿轨控发动机高空模拟试验测量系统的设计与评估 被引量：1
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作者 徐勇 郭红杰 +3 位作者 何允钦 黄俊杰 超力德 梁国柱 《宇航学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期2038-2052,共15页
为了提高液体姿轨控发动机高空模拟试验测量系统的性能,归纳提出了液体火箭发动机高空模拟试验测量系统一般性设计方法和完善的测量系统综合静态特性评估方法。设计了基于客户/服务器模式的液体姿轨控发动机中高空模拟试验测量系统,并... 为了提高液体姿轨控发动机高空模拟试验测量系统的性能,归纳提出了液体火箭发动机高空模拟试验测量系统一般性设计方法和完善的测量系统综合静态特性评估方法。设计了基于客户/服务器模式的液体姿轨控发动机中高空模拟试验测量系统,并对系统主要性能进行了评估。该系统拥有96路高精度速变参数测量、72路缓变参数测量、8路振动参数测量的能力;研制了一种测量信号调理电路以提高硬件的功能完备性和适应性。现场校准结果显示,速变参数和缓变参数测量通道的总不确定度分别是0.057%±0.009%与0.19%±0.032%,准确度等级范围分别是0.05~0.1级和0.15~0.4级;测量关键部位的真空度、流量、压力、温度和推力等参数的通道与传感/变送器的扩展不确定度分别是0.51%、0.14%、0.22%、0.51%和0.10%。经试验,真空舱真空度、推进剂流量、室压、推进剂温度和推力等关键参数的实际扩展不确定度分别为0.078%、0.12%、0.033%、0.26%和0.028%,表明测量硬件和测量软件满足液体姿轨控发动机高空模拟试验参数的高精度测量需求。本研究可为其它试验需求的液体火箭发动机试验测量系统设计提供参考。 展开更多
关键词 液体姿轨控发动机 高空模拟试验 测量系统 设计与评估
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动载扰动巷道再现冲击地压模拟试验研究 被引量：2
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作者 杨磊 高富强 +2 位作者 卢志国 娄金福 王晓卿 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第3期53-62,共10页
为解决巷道冲击地压模拟试验难以再现的问题,研发了一套简便的动载扰动巷道冲击地压模拟试验系统和相应的低强度类煤岩模拟材料,并开展了验证性试验。试验结果表明:系统成功在实验室再现冲击地压,且操作简单便捷,动静载施加灵活,模型材... 为解决巷道冲击地压模拟试验难以再现的问题,研发了一套简便的动载扰动巷道冲击地压模拟试验系统和相应的低强度类煤岩模拟材料,并开展了验证性试验。试验结果表明:系统成功在实验室再现冲击地压,且操作简单便捷,动静载施加灵活,模型材料满足需求;借助多源信息监测系统,实现了动载扰动下巷道冲击地压的全过程模拟与监测。研发的低强度类煤岩材料,以模型石膏粉、GRG石膏粉、水解树脂与水为主要原料,强度控制在6~9 MPa,制样与试验周期缩短至21 d。静态加载过程中的围岩应变与声发射信号互相吻合,能够反映模型试样经历的压密、弹性变形与微破裂发展等阶段;动载扰动对巷道围岩的变形破坏影响存在方向性,顶板的变形响应最为显著,在巷道周向产生较大的应变振荡与塑性弯曲变形,但冲击显现主要发生在巷道两帮,两次动载扰动在巷道同一区域均成功诱发了巷道的冲击地压现象,且第2次动载扰动引发的冲击显现程度趋于强烈,揭示了动载扰动对冲击发生的影响作用。研究结果表明该试验系统与模型材料稳定可靠,能够较好地模拟动载扰动下巷道的冲击失稳过程,可为研究巷道动静载组合致冲机理、动载扰动巷道的支护防控机制等提供参考。 展开更多
关键词 巷道 冲击地压 动载扰动 试验系统 物理模拟试验
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大型深海超高压模拟试验装置的研制及应用 被引量：2
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作者 林觉智 蒋磊 杨槐 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期282-288,共7页
深海超高压模拟试验装置是海洋装备与关键技术材料进行压力测试的必要实验系统。传统一体式筒体结构的深海超高压模拟试验装置已经无法满足“全海深”背景下大容积和大压力的测试需求。基于预应力钢丝缠绕技术,研制了一套大型深海超高... 深海超高压模拟试验装置是海洋装备与关键技术材料进行压力测试的必要实验系统。传统一体式筒体结构的深海超高压模拟试验装置已经无法满足“全海深”背景下大容积和大压力的测试需求。基于预应力钢丝缠绕技术,研制了一套大型深海超高压模拟试验装置,该套装置筒体内径2.8m,筒深4.0m,最高工作压力180MPa,能够实现筒内环境数据采集及压力比例自动控制。运用该装置圆满完成了我国全海深载人潜水器“奋斗者”号固体浮力材料和载人球壳的压力试验,为2020年11月10日“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜10909m奠定了非常重要基础。相对于传统深海超高压模拟试验装置,该装置具有更高的承压性能和安全性能,突破了预应力钢丝缠绕框架式主机结构设计及研制、比例加卸压控制技术、大孔径密封结构设计及在线超高压检测系统设计等关键技术研究,为我国研制大容积、大压力的深海环境模拟技术与装备提供重要参考。 展开更多
关键词 深海超高压模拟试验装置 压力测试 全海深 预应力钢丝缠绕 载人潜水器
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可变流通面积喷嘴在发动机数控系统半物理模拟试验中的应用
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作者 邢耀东 朱桢叶 +1 位作者 薛成城 杨帆 《航空发动机》 北大核心 2024年第6期120-124,共5页
为了提升航空发动机数控系统半物理模拟试验的置信度,在试验过程中开展了燃烧室反压模拟研究。基于发动机的燃烧室喷嘴流量、压差特性,提出了一种基于可变流通面积喷嘴的试验方案。喷嘴采用机械活门式结构,通过型孔设计,保证流过喷嘴的... 为了提升航空发动机数控系统半物理模拟试验的置信度,在试验过程中开展了燃烧室反压模拟研究。基于发动机的燃烧室喷嘴流量、压差特性,提出了一种基于可变流通面积喷嘴的试验方案。喷嘴采用机械活门式结构,通过型孔设计,保证流过喷嘴的压差、流量满足试验要求。设计、加工了2支可变面积喷嘴,在半物理模拟试验台进行了验证。通过与发动机试车数据比较,结果表明:数控系统在进行半物理模拟试验时,主要工作压力数据与发动机试车时的基本一致,证明该方法是一种工程实用的燃烧室反压模拟方法。与传统的反压模拟方案相比,可变当量喷嘴结构简单,不需要复杂的燃烧室反压调节、控制系统。该方法适用于不同型号发动机控制系统半物理模拟试验。 展开更多
关键词 可变流通面积喷嘴 半物理模拟试验 数控系统 反压模拟 航空发动机
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西南某电站岸坡深裂缝形成机制的物理模拟试验 被引量：8
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作者 王小群 王兰生 徐进 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期389-392,共4页
对于岸坡裂隙研究 ,已经比较成熟 ,而对于岸坡正常卸荷带以内发育的深大裂缝 ,至今仍未有较为成熟的结论。在西南某电站工程坝址区岸坡中 ,发育着大量的深大裂缝 ,直接危及到工程布置与安全。本文在详实的野外工作基础上 ,对其形成机制... 对于岸坡裂隙研究 ,已经比较成熟 ,而对于岸坡正常卸荷带以内发育的深大裂缝 ,至今仍未有较为成熟的结论。在西南某电站工程坝址区岸坡中 ,发育着大量的深大裂缝 ,直接危及到工程布置与安全。本文在详实的野外工作基础上 ,对其形成机制进行了室内模拟试验 ,得出了较为可信的结论 ,同时为验证野外初步判断给出了有力的证据。 展开更多
关键词 水电站 深裂缝 物理模拟试验 室内模拟试验 坝址
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