一、关于包络线的理论分析及现实意义(论文文献综述)
石海天[1](2021)在《爆破荷载下隧道围岩稳定性研究》文中研究说明隧道作为我国交通建设系统重要的一环,在日常生产生活中扮演着不可或缺的角色。在进行露天浅孔的大方量土石方爆破作业时,爆破地震波由爆源中心处传播至邻近隧道,产生爆破震动效应从而使隧道围岩内的应力状态发生改变,特别是在长期爆破荷载的累计作用下,隧道围岩结构易发生失稳破坏,威胁到人们的生命财产安全,所以,研究爆破荷载下围岩的破坏形式以及初期支护的响应特征具有重要意义。本文以浙江三澳核电厂专用进厂隧道工程为研究背景,基于室内岩石力学试验的结果,通过施工现场爆破震动信号监测数据,采用理论研究、现场监测与数值模拟计算等手段,围绕爆破荷载作用前后隧道围岩稳定性的变化情况进行相关研究。本文主要研究内容和成果如下所示:(1)通过对桩号K1+380~K1+400段的X518乡道爆破施工时现场作业环境的调查与研究,设计了对桩号K0+150~K0+192段隧道区间的爆破震动信号监测方案并在施工现场实施了监测,得到了监测点处质点振动速度的峰值、主震频率、震动持续时间等相关参数。对记录到的质点震动速度的峰值进行一阶线性回归分析,得到反映爆破地震波的衰减规律的萨氏公式,为以后的爆破设计提供依据。然后,通过HHT法分析某监测点处一次爆破的实测震动信号,发现所监测到的该段信号的能量分布比较集中,其分布的信号频率段主要为120Hz之内,与隧道结构自振频率的差异较大,不易发生共振现象。爆破作业时采用微差爆破的爆破施工技术,由瞬时能量分布图发现爆破释放的能量集中分布在爆炸后的零秒到50毫秒的时间段内,表明该微差爆破技术的效果不够显着,需要调整相关爆破参数。(2)选取了桩号K0+150~K0+170段隧道,建立FLAC3D模型并依据室内试验得到的相关岩石力学参数并对岩层赋值,将监测点处质点振动垂直方向上的速度作为爆破荷载输入到模型的底部,分别模拟施工初期支护前后隧道在静力状态与动力状态下围岩的位移场、应力场与塑性区的变化状况。单次爆破的荷载对隧道围岩稳定性的影响程度较弱,围岩中发生损伤的区域主要分布在拱墙与底板附近,而目前的支护方案对围岩位移变形的约束能力有限,需要采取更为有效的支护手段。(3)通过对多次爆破后施工现场隧道断面处净空收敛率的监测,发现隧道围岩的形变程度超过的正常水平,不满足安全施工的要求。由此改进了支护方案并重新建模以后,对支护优化后的隧道模型进行了数值模拟分析,数值模拟的结果表明在支护方案优化后,隧道净空的收敛率满足安全阈值的要求。
裴卫昶[2](2021)在《FRP管约束钢骨混凝土方柱的轴压与抗震性能研究》文中进行了进一步梳理为了克服传统钢筋混凝土结构相对耗能能力较弱、抗剪储备不足等问题,钢管、型钢与混凝土组成的组合结构已广泛应用于建筑与桥梁结构中,但在钢-混凝土组合结构中仍未克服钢材的锈蚀问题。纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)因轻质高强、便于施工、耐腐蚀性能好和抗疲劳性能好等特点,近年来逐渐替代钢材应用于新建混凝土结构中。将FRP管与钢骨、混凝土组合形成新型的组合柱,置于外侧的FRP管既可以防止外界侵蚀性环境对内部钢材、混凝土的不利影响,又可给内部混凝土提供约束作用,使核心混凝土三向受压,可提高构件承载能力与变形能力;混凝土在FRP管内不仅可以约束钢骨的屈曲,又可避免FRP管过早发生受压褶皱;由于外部的FRP管和混凝土对内部钢骨存在保护作用,钢骨外侧的混凝土保护层厚度可设置的相对较薄,能更好地发挥钢材的抗弯与抗剪性能,提高构件耗能能力与抗剪储备;同时,钢骨、FRP管还能对内部混凝土形成双重约束作用。这种新型组合柱可使三种材料取长补短,实现材料性能的充分利用。现有研究表明,FRP管约束混凝土圆柱的力学性能优越。但在FRP管约束钢骨混凝土圆柱中,钢骨并不能充分发挥其抗弯抗剪性能。因此本文将FRP管约束钢骨混凝土(FRP-confined Steel Reinforced concrete,FSRC)方柱作为主要研究对象,对其受压性能与抗震性能进行试验和理论分析,考察这种新型组合柱实际应用的可行性。本文主要完成的内容有:(1)对未设钢骨混凝土保护层的三种不同形式的工字钢组合柱:FRP管约束十字钢骨混凝土(FRP confined Cross-shaped-steel Reinforced Concrete,FCRC)方柱、FRP管约束焊接箱型钢骨混凝土方柱和FRP管约束分离式箱型钢骨混凝土方柱进行了16个轴向单调和反复受压试验;试验结果表明FCRC方柱力学性能更优,但无钢骨混凝土保护层会导致FRP管过早断裂,后续将设置较薄钢骨混凝土保护层厚度的FCRC方柱作为主要研究对象。(2)对38个不同FRP管厚度、翼缘厚度、翼缘宽度和钢骨混凝土保护层厚度的FCRC方柱进行了轴向单调及反复受压试验,基于单调受压的试验结果,提出了FCRC方柱混凝土的有效约束系数与有效约束面积。基于试验应变测量的结果,提出了FCRC方柱的轴向应变-环向应变关系。在此基础上,提出了FCRC方柱面向分析的混凝土应力-应变本构模型,并使用ABAQUS对试验结果进行了有限元模拟,验证了有效约束系数和有效约束面积的准确性。基于单调和反复轴向受压的试验结果,提出了反复轴向受压的骨架曲线模型,即单调受压面向设计的本构模型以及适用于OpenSees有限元模拟的加卸载准则。(3)对10个不同轴压比、FRP管厚度、翼缘厚度、翼缘宽度以及截面角度的FCRC方柱进行了低周往复拟静力试验。通过试验结果,对FCRC方柱的骨架曲线、残余位移、耗能能力等抗震性能进行了深入分析与讨论。使用OpenSees对试验结果进行了有限元模拟与分析。最后,对1920种不同工况的FCRC方柱进行了Pushover有限元参数分析;讨论了轴压比、FRP约束、钢骨约束、剪跨比和混凝土强度对FCRC方柱水平荷载-水平位移的影响;提出了FCRC方柱的水平荷载-水平位移恢复力模型;为FCRC方柱抗震性能设计提供了理论依据。
孔晨再[3](2021)在《矿用异步电机故障诊断研究》文中认为随着中国制造2025战略的实施,以及我国智慧矿山建设的不断推进,井下机电设备联系日渐紧密,并向着自动化、智能化的方向快速发展,这对煤矿的安全生产提出更高的要求。异步电机作为煤矿作业的核心驱动力,其能否在恶劣的环境下可靠工作将会直接影响到生产的稳定性。开展井下异步电机故障诊断研究对发现电机早期故障、防止故障范围扩大、保障煤矿的高效生产具有重要意义。本文首先从电磁学角度对异步电机转子断条故障、静态气隙偏心故障、动态气隙偏心故障进行故障机理分析,总结出每种故障状态反应在定子电流中的特征频率;利用ANSYS软件对井下防爆电机进行故障建模,获取仿真定子电流数据。通过对仿真定子电流进行频谱分析,验证了故障机理分析的正确性,同时也为后续算法和仿真提供了数据支撑。其次,由于傅里叶分析难以刻画非平稳信号的局部特性,本文采用改进的经验模态分解法(MEEMD)对故障特征进行提取,利用MEEMD算法将电机定子电流信号分解为一系列本征模态函数(IMF);通过相关系数法,选取故障信息最丰富的IMF分量,并计算其能量熵来构造故障特征向量;将故障特征向量输入前馈型神经网络(BPNN)中进行学习训练并完成故障类型的识别,仿真结果表明本文采用的MEEMD-BPNN算法可实现对异步电机处于正常、转子断条、气隙偏心等状态的准确识别,综合识别率达99.25%。相较于EEMD-BPNN法,MEEMD-BPNN法减少了虚假分量、降低了训练的迭代次数,计算精度提高了 4.25%;相较于MEEMD-SVM法,计算精度提高了 3.75%。最后,以STM32F429芯片为核心,对矿用异步电机故障诊断系统总体方案进行设计,包括信号采集与调理电路、模数转换电路、通信电路等外围硬件电路,并针对硬件模块给出了软件设计思路,采用基于STM32CubeMX软件的代码优化方案,通过其中的AI工具包实现了 BPNN的嵌入式移植,显着提高了开发效率;设计并搭建了故障电机实验平台,通过多个角度对实验数据分析,进一步验证了故障机理以及MEEMD-BPNN算法的可行性。
尤金行[4](2021)在《端承式鱼雷锚承载力的模型试验与数值分析》文中研究说明深海浮式平台的系泊系统设计时,需要确定安装于海床中的锚固结构的承载力。鱼雷锚是一种新型深海锚固结构,采用自由下落式安装,安装成本低,其承载力较大。传统鱼雷锚类似于桩,含有对称尾翼,其承载力主要由锚体侧阻力提供,其承载力与贯入深度密切相关。端承式鱼雷锚为一种新型鱼雷锚,在安装结束后,通过特殊机构张开端承板,进而形成端部阻力。论文利用小比尺模型试验与数值计算对端承式鱼雷锚的承载特性与影响因素进行综合分析,并与传统型鱼雷锚进行对比,主要开展以下工作。(一)端承式鱼雷锚承载特性的小比尺模型试验研究。模型试验在干砂中进行,主要分析了承载板面积、埋深、干砂相对密实度、拉拔角度等因素对承载力影响。试验结果表明,在竖向荷载下,当埋深小于某一值时,传统型鱼雷锚的荷载位移曲线变形平缓,无峰值点;端承式鱼雷锚荷载位移曲线具有峰值点。在试验条件相同下,端承式鱼雷锚承载力显着高于传统型。埋深与相对密实度的增加均可提高承载力。在水平荷载下,端承式与传统型鱼雷锚承载特性相近;在倾斜荷载下,端承式鱼雷锚承载板面积大于某一值时,其承载特性明显优于传统型。(二)端承式鱼雷锚与传统型鱼雷锚承载特性数值计算。采用ABAQUS软件,针对埋置于不同深度黏土质海床(均匀土与正常固结土)中的两类锚型,开展了数值计算,主要探讨了承载板位置、埋深、拉拔角度、承载板面积、土体性质等因素对承载力的影响。计算结果表明,在均匀土中,承载板位置对承载力影响较小,水平拉拔时,承载板面积影响较小,竖直拉拔时,承载板位置影响较小,承载板面积影响较大。在正常固结土中,承载板在底部时,可显着提高竖向承载能力。端承式鱼雷锚承载力最大值随承载板面积增大而出现在不同拉拔角度上。埋深增加可显着增加鱼雷锚承载力。在正常固结土中,在水平荷载下,端承式与传统型鱼雷锚旋转中心约在距锚端0.7倍锚长处。端承式鱼雷锚破坏模式为锚端与承载板处的局部剪切破坏,且破裂面向锚杆延伸一定长度。建立了端承式鱼雷锚V-H破坏包络线。
颜丙乾[5](2021)在《三山岛金矿节理岩体变形破坏机理及滨海开采突水防治》文中研究表明随着我国经济社会的快速发展,国家基础工程建设得以广泛实施,在地铁、隧道、水利水电、矿业等重大项目建设中大量涉及岩体开挖过程中的围岩稳定性及突水涌水灾害等工程问题。三山岛金矿是滨海邻水开采的硬岩金属矿山,矿山主要导水构造裂隙为三山岛—三元F3断裂带,研究邻水水压条件下的含断层岩体变形破坏机理及导水渗流演化机制,实现矿山开采围岩失稳及突水涌水灾害超前预警及超前支护对于保障矿山安全高效开采具有重要的现实意义。本文围绕含节理、断层破碎带的矿山滨海邻水开采过程中的节理稳定性及突水涌水问题,以三山岛金矿西山矿区-915中段为工程背景,采用现场调研、力学解析、室内试验、理论推导及数值模拟等方法,深入研究了节理岩体围岩变形破坏规律及顶板突水涌水机理,探讨了断层破碎带附近提高节理岩体稳定性及顶板突水涌水防治措施,主要内容如下:(1)利用测线法对三山岛金矿西山矿区-915中段进行巷道围岩现场调查和测量分析,结果表明该区域的围岩混合花岗岩组节理发育,属于破碎、极破碎岩体,稳定性较差。经过节理产状分析得出该中段节理优势结构面产状为295°∠85°,节理粗糙度大部分为一般粗糙(GR),节理张开度集中在0.25~2.5mm。(2)根据水压作用下不同节理倾角、不同节理贯通率、不同节理类型的节理岩体试件的三轴压缩试验,得出节理数量和节理贯通率对节理岩体力学性能的弱化作用较强,而节理倾角则对节理岩体试件力学参数变化起控制性作用。通过分析不同试件试验过程中的声发射特征与试件强度变化的关系,得出当试件达到峰值应力之前出现声发射能量在较大值范围内变化,在试件达到峰值应力前出现能量突增现象。因此,可将节理岩体试件变形破坏前的声发射能量大幅度突变作为试件变形破坏的先兆信息。(3)通过分析节理岩体试件变形破坏过程中的能量转化过程与应力变化的关系,得出节理岩体试件能量演化规律及损伤破坏能量机制。通过分析节理岩体试件变形破坏过程中的能量转化过程和能量耗散过程与应力变化的关系,得出可将弹性能耗比的变化率在试件达到峰值附近的突变作为试件发生强度失效的判据。根据断裂力学理论得到了水压条件下节理尖端的应力强度因子,考虑节理岩体试件的节理损伤、载荷损伤及水压对损伤的影响,建立了节理岩体损伤本构模型,推导强度失效的应力强度因子判据。而水压促进了节理岩体试件的损伤演化过程,加速了节理岩体试件发生强度失效。(4)通过对水压作用下节理岩体变形破坏时,节理尖端的裂隙演化过程分析及节理岩体试件破坏模式图和节理间未贯通区域破坏模式分析,得出节理岩体试件强度失效机理。节理倾角对主裂隙的扩展方向有着明显的导向作用,同时是节理岩体试件变形破坏类型的主控因素。通过试件破坏过程中的水流量变化监测,可以得出不同节理倾角、不同节理类型的试件强度变化与水流量的变化关系,分析得出节理岩体试件渗透系数演化规律。由于节理倾角对试件的裂隙萌生、演化的影响较大,水压对试件的强度产生弱化作用主要是通过试件内部裂隙产生的导水通道,因此节理岩体试件的渗透系数与节理倾角有很大的关联性。通过对比分析不同节理充填物的节理岩体试件的破坏模式,可以得出注入水泥浆不仅提高了试件整体性,而且有效控制节理岩体试件由于节理倾角产生的剪切裂纹,有效控制了节理岩体试件的剪切破坏。(5)基于COMSOL公司(瑞典)研发的多物理场数值模拟(COMSOL Multiphysics)软件平台,以三山岛金矿F3断层带岩体为研究对象,建立含断层岩体的巷道掘进模型。在巷道掘进工作面向断层打钻孔进行注浆加固,分析研究断层破碎带注浆加固后的渗流及应力分布,可以很好地验证注浆加固对于提高围岩整体性,阻碍导水通道的有效性。而经过研究得出,对于断层破碎带附近的节理围岩,需要在注浆加固的基础上采用局部加强锚喷支护措施,有效防治突水涌水事故的发生。(6)以三山岛金矿西山矿区-915中段巷道节理岩体为研究对象,使用三维有限差分软件FLAC3D建立了反应现场开采及井巷布设等工程的三维巷道模型,对比分析了含节理岩体巷道开挖围岩未支护、锚网喷支护及锚杆+U型钢支护对围岩变形及应力分布的影响规律,得出不同支护方案的支护效果。提出注浆加固+局部加强锚网喷支护方法,对比分析了锚网喷支护和注浆加固+局部加强锚网喷支护方案的支护效果,深入分析了不同节理倾角对巷道围岩稳定性及巷道支护效果的影响,得出注浆加固+局部加强锚网喷支护对于提高支护效果作用明显,巷道围岩最大水平位移及最大垂直位移分别降低了 49.64%和59.75%。因此,对于破碎程度较高的节理岩体巷道围岩,建议采用“注浆加固+局部加强锚网喷支护”方案,不仅提高工作效率而且可以有效保障矿山安全高效开采。
周文浩[6](2021)在《新型灰色预测建模技术及其在大气污染预测中的应用》文中研究表明灰色系统理论是一门研究小样本、贫信息不确定性问题的系统科学,自创立以来受到国内外诸多学者的关注。灰色预测建模技术是灰色系统理论的核心内容之一,也是连接灰色理论与实践应用的纽带。然而,现有的灰色预测建模技术在建模机理和建模方法等方面还存在一定的缺陷,难以适应实际问题的建模需要。为此,本文重点研究了灰色理论在新信息优先建模方法及小样本振荡序列预测这两个领域的实际问题,并将上述研究成果应用于研究具有灰色不确定性特征的大气污染物排放的预测问题。文章主要研究内容和创新点如下:(1)考虑新信息优先的灰色滚动预测模型构建。将新信息优先原理应用到灰色预测建模过程的前、中、后阶段,充分利用系统中新信息的优势,从根本上减小建模预测误差。建模前,引入平均弱化缓冲算子,减小阶段性扰动因素带来的影响;建模过程中,加入新的数据信息,采用滚动预测的机制不断进行新旧信息的更新;建模后,改进了传统灰色预测模型的误差检验方法,以每一次滚动预测得到的第一点数据的误差作为GRPM(1,1)模型的模拟误差。与此同时,对传统灰色GM(1,1)模型进行结构拓展,构建了新型灰色滚动预测模型GRPM(1,1),详细阐述了新模型的建模机理和建模步骤。(2)面向振荡序列的灰色区间预测模型的构建。结合小样本振荡序列的定义和现有区间灰数预测的建模思路,提出了一种“区间范围”思想的新型灰色预测建模方法。通过设计原始振荡序列的上下界包络函数,对难以进行拟合的振荡序列进行区间拓展,然后通过灰数白化方法将其转化为等信息量的“面积序列”和“位置序列”。对拓展之后的序列进行DGM(1,1)预测建模,可得到表征原始振荡序列区域和位置特征的预测值,然后反推得到原始振荡序列的区间范围预测值,进而实现对小样本振荡序列的区间范围预测。(3)我国大气污染物排放预测研究。对我国二氧化硫的排放特征进行综合分析,应用新型灰色滚动预测模型实现了二氧化硫排放量发展趋势的预测分析。新模型利用新信息优先原理,有效解决了由于系统扰动因素导致的信息利用不充分问题,与传统灰色预测模型相比有着更高的建模精度;其次,根据北京市PM2.5浓度数据的月际变化振荡特征,应用新型灰色区间预测模型对其发展趋势进行预测分析,实现了对未来一段时间内北京市PM2.5浓度的区间范围预测,得到了更为科学合理的预测结果。根据实验结果和现有的大气污染现状,提出了相应的控制对策及建议,助力生态环境保护。
左星星[7](2021)在《面向鲁棒和智能化的多源融合SLAM技术研究》文中研究表明同时定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)是移动机器人应用中的核心技术之一,在学术界和工业界受到了广泛关注。近年来,这一领域蓬勃发展并取得了很多令人瞩目的进展,但SLAM的鲁棒应用仍存在严峻挑战。一方面,复杂的外界环境,如恶劣天气、光照快速变化、剧烈运动、纹理缺失、场景结构退化等,会导致算法性能显着降低甚至失败。另一方面,机器人平台自身对算法的计算量、精度、状态估计的一致性、时效等有特殊的要求。此外,SLAM需要从仅关注低维几何特征过渡到能够理解和利用更高层次的信息,更加智能化。针对上述问题和挑战,本文研究如何通过融合多源信息的方式来提高定位与建图算法的鲁棒性、感知能力和精度,同时保持其实时性。本文采用的可融合信息源包括多模态传感器、高维几何特征、来自环境或者机器人平台的物理信息、以及神经网络推理等。主要内容和研究成果如下:(1)本文提出了先验激光地图辅助的实时视觉惯导里程计(Visual-Inertial Odometry,VIO),旨在融合多模态传感器的异质信息,以实现低成本传感器上的高精度位姿估计。基于标准的MSCKF(Multi-State Constraint Kalman Filter)VIO框架,在线使用低成本的双目相机和IMU传感器,通过稀疏视觉特征点观测和IMU测量来进行局部的位姿估计。本方法从双目图像中恢复半稠密视觉点云,并与先验激光点云地图进行配准以获得来自地图的约束。配准结果作为一种全局测量在滤波器中对估计状态进行更新,从而有效地抑制里程计的位姿漂移。实验结果表明融合先验激光地图可显着提高VIO的位姿估计精度。(2)针对光照快速变化、剧烈运动、弱纹理、结构退化等挑战,本文在滤波器框架中融合了多模态传感器和多种几何特征,提出了 一种紧耦合的轻量级激光雷达-惯导-相机里程计,进行高精度且鲁棒的6DoF(Degreesof Freedom)位姿估计。本方法在线标定不同传感器之间的时空外参,并联合估计视觉点特征和高维激光平面特征,拓展了算法的适用性。为了对激光雷达点云进行可靠的数据关联并避免缓慢的迭代更新,提出了一种高效且可靠的滑动窗口平面特征跟踪算法,并以概率的方式剔除异常的数据关联。本文还对激光雷达-惯导-相机系统,尤其是激光雷达-惯导子系统,进行了详细的可观性分析并确定了导致其外参不可观的退化情况。实验结果表明本方法能提供高精度的一致状态估计,且具有很强的鲁棒性。(3)针对地面机器人的高精度位姿估计,本文提出了融合环境中运动流形的位姿估计器,并研究了运动流形的参数化表示及估计方法。运动流形是一种物理信息,用于表示地面机器人运动所在的表面。基于优化的滑动窗口估计器框架,本文设计了一个为地面机器人定制的高精度位姿估计器,融合了轮速计和感知外部环境的传感器测量,同时估计导航状态和运动流形。与使用轮速计测量只能进行3DoF平面运动积分的传统方法相比,本研究提出了仅使用轮速计测量进行6DoF运动积分的方法。此外,本文还提出了周期性地重参数化运动流形的方法,显着降低了位姿估计误差。(4)为了提高应用在滑移转向机器人上定位与建图算法的鲁棒性和精度,降低由机械结构变形、地形变化、轮胎压力变化、机器人重心变化、轮子打滑等因素带来的算法性能下降的风险,本文融合了机器人平台自身的运动学特性(物理信息),提出了一种针对滑移转向机器人的运动学参数和位姿估计方法。本文采用基于瞬时旋转中心的机器人运动学模型,在基于优化的滑动窗口估计器中融合轮速计、单目相机和可选的IMU进行状态估计。针对不同的传感器和设计配置,进行了深入的可观性分析,为实现合理的算法设计提供了理论支撑。实验结果表明运动学模型的引入显着提高了算法的鲁棒性和精度,有利于机器人长期执行任务。(5)针对在某些应用中深度传感器缺失的问题,本文提出了一种融合神经网络推理的视觉惯导定位与建图方法。本文使用了能推理出稠密深度的神经网络,并与VIO紧耦合,实现了实时的定位与建图。针对从单目图像无法恢复出真正尺度的稠密深度问题,本方法把来自VIO的稀疏深度和单目图像输入到轻量级条件变分自编码器(CVAE)中,预测出有尺度的稠密深度。同时,为了快速调整稠密深度,CVAE把高维度的稠密深度编码成低维度的潜变量(称为深度码)。在基于滤波的VIO中,本方法仅使用稀疏测量来更新深度码和导航状态,以提高推理出的稠密深度质量。为保证实时性,本文提出基于有限差分的神经网络雅可比计算方法,其速度比基于链式法则的雅可比计算方法快一个数量级,且仅使用第一估计雅可比(FEJ),无需进行重线性化。此外,由于深度神经网络耦合了不会发生过拟合的状态估计器,本方法在完全未知的数据集上有很强的泛化性。针对以上核心问题和研究成果,本文在真实场景数据集上和仿真环境中进行了大量的实验评估和验证,实验结果显示出所提理论和算法的有效性和优越性。本文中提出的部分算法模块已应用在商业产品中,显现出重要的实用价值。本文的创新性研究,有助于提高机器人定位与建图技术的鲁棒性和智能化,对其在复杂现实环境中的实际部署具有积极意义。
殷鹏飞[8](2020)在《川南龙马溪组页岩力学特性及水力压裂机理研究》文中研究指明页岩气是继煤层气、致密砂岩气之后重要的非常规天然气资源,具有开采寿命长、生产周期长、烃类运移距离较短及含气面积大等特点,是目前重要的清洁能源发展方向。水力压裂是将页岩气从页岩中开采出来的一种成熟有效的方法。为了实现天然气在页岩基质中的高效运移,需要采用水力压裂在页岩中形成复杂裂缝网络,这需要对复杂裂缝形成的机理,包括页岩的岩性、物性、力学性质、脆性特征以及水力裂缝扩展延伸机制等方面进行深入系统的研究。本文以四川盆地南缘长宁页岩气产区的页岩为研究对象,采用室内试验、理论分析和离散元数值模拟的方法对页岩各向异性力学行为、脆性评价、渗透特性以及水力裂缝扩展机理等相关课题展开了具体研究。主要研究内容和结论如下:(1)对采集于四川长宁页岩气产区的黑色页岩进行了物理及微观特性分析,通过对不同层理倾角页岩开展常规三轴压缩试验、巴西劈裂试验、三轴循环加卸载试验和卸围压试验,分析了页岩在不同应力加载路径下的强度变形特征,揭示了页岩各向异性破坏行为机理,并提出了一种新的预测层状岩石巴西劈裂破坏行为的准则,该破坏准则能很好地描述含层理结构岩石在不同加载倾角下的破坏特征。(2)基于页岩试样室内试验结果,采用多种脆性评价方法对页岩试样的脆性特征进行了分析研究,并以此为基础,提出了两种新的分别基于应力-应变曲线峰后特征和能量平衡特征的脆性评价指数,新指数能清晰地反映页岩试样在不同层理倾角和不同围压下的脆性变化规律,并以此揭示了页岩脆性程度与其破坏模式之间的定性关系。(3)对不同层理倾角的完整页岩试样和含裂隙面的页岩试样进行了渗透率试验研究,得到的两组页岩渗透率随有效应力增大呈指数函数减小。进一步地,基于理论分析描述了流体在含层理或夹层结构层状岩石中的流动规律,揭示了影响页岩等效渗透率的主控因素,以此建立了能描述岩石渗透率各向异性特征的理论模型,推导了能描述含裂隙面页岩等效渗透率与裂隙面渗透率之间关系的表达式,分别建立了含裂隙面页岩等效渗透率和裂隙面渗透率与有效应力之间的关系。(4)基于室内试验结果进行了PFC2D细观参数分析和标定,建立了页岩数值模型,开展了页岩各向异性力学特性的模拟研究,从细观层面揭示了页岩在不同应力加载路径下的变形破坏机理。进一步地,基于改进的PFC2D流-固耦合算法,开展了页岩水力压裂裂缝扩展机理与分段压裂数值模拟研究,分析了层理倾角、层理面强度、地应力水平对水力裂缝扩展特征的影响规律,揭示了不同侧压力系数和不同层理倾角下页岩试样中水力裂缝与层理面的相互作用机理,得到了水平井分段压裂中水力裂缝网络在垂直面和水平面内的分布形态,由此提出了设计射孔最优间距的参考方法。该论文有图165幅,表34个,参考文献381篇。
孙明社[9](2020)在《山岭隧道复合式衬砌结构设计优化研究》文中指出自大瑶山隧道引入新奥法以来,复合式衬砌在我国山岭隧道工程中得到广泛的应用。但是,从众多已建成的隧道工程来看,复合式衬砌的设计理念存在较大的差别,其结构设计仍普遍采用基于经验的工程类比方法,关于复合式衬砌结构的设计还存在着若干基础性问题有待深入研究。本文以山岭隧道复合式衬砌为研究对象,利用现场试验、理论分析和数值模拟等方法,对初期支护、衬砌以及防水层分别进行了研究。依据复合式衬砌结构的实际受力状态,探讨了复合式衬砌结构设计优化的可行性。基于位移反分析技术,提出了确定衬砌合理施作时机及其分担围岩压力比例的计算方法。在现行规范衬砌截面安全检算公式的基础上,探讨了利用衬砌截面极限承载力曲线评价其安全性的方法。通过理论分析和数值模拟,研究了防水层对复合式衬砌结构受力特性的影响。主要研究内容和成果如下:(1)依托新建蒙西至华中地区铁路运煤通道工程,通过现场试验研究了Ⅳ、Ⅴ级围岩中初期支护和衬砌的实际受力状态,探讨了复合式衬砌结构设计优化的可行性。结果表明:隧道地质条件不同,初期支护背后的压力差别较大,现场实测的围岩压力与按现行规范计算的压力值并不一致,尤其是水平向压力;衬砌背后的压力相差不大,压力值较小,沿隧道环向分布均匀。喷混凝土承担了初期支护轴力的70%~90%;格栅钢架需要和喷混凝土结合,随着喷混凝土强度的增加而承载,在隧道拱部位置作用显着;相比于增大格栅密度,增加喷混凝土厚度对约束围岩变形的效果较好。衬砌主筋和混凝土的应力度都没有超过30%,衬砌处于安全状态且安全储备较高。一般情况下采用初期支护加强,衬砌厚度减薄以及素混凝土衬砌的复合式衬砌结构设计方案具有一定的可行性。(2)基于初期支护的变形监测数据,采用位移反分析技术,评价初期支护的安全性。提出了由初期支护的剩余变形反分析对应的围岩应力场,并将该应力场作用在初期支护和衬砌上进行正分析计算衬砌应力,用以确定衬砌的合理施作时机及其分担围岩压力比例的方法。以现场试验隧道工程为例,通过对比衬砌内力、围岩压力的现场监测和反分析计算结果,验证了位移反分析技术在确定衬砌施作时机及计算衬砌分担围岩压力比例中的有效性。(3)依据现行隧道规范中衬砌截面的安全检算公式,提出衬砌截面安全包络线的概念,可以简便直观地判断衬砌截面是否安全。探讨了利用衬砌截面极限承载力曲线计算安全系数,进而评价衬砌安全性的方法。考虑材料非线性的衬砌截面极限承载力曲线,可以统一地评价素混凝土和钢筋混凝土衬砌截面的安全性。基于极限状态设计公式的高速铁路隧道标准衬砌的截面极限承载力曲线,可以为衬砌设计提供一定的参考。(4)防水层的组合作用越强,复合式衬砌的曲率和挠度也就越小,然而曲率和挠度的减小是以增大衬砌截面受拉区为代价的;组合作用越强,对衬砌的约束作用就越大,施工期温度荷载作用下衬砌的温度拉应力也越大;强组合作用导致衬砌截面出现纯拉应力的几率增大,截面存在产生贯通裂缝的可能。防水层在优化防水效果的同时,应尽量降低初期支护和衬砌界面处的组合作用。喷膜防水层提高了复合式衬砌的整体承载能力,但其产生的组合作用可能导致衬砌截面产生纯拉应力,不利于结构安全;挂板防水层能够减小对衬砌的约束作用,降低衬砌截面产生贯通裂缝的可能。
刘炳南[10](2020)在《矿井供电系统单相接地故障选线算法的研究与实现》文中进行了进一步梳理本课题是山西省青年科技研究基金“矿井供电系统杂散电流分布规律及防治方法研究”(项目编号:201701D221240)的子课题,是针对目前我国矿井供电系统单相接地故障选择性保护中存在的故障选线准确度低、可靠性差等问题提出的。随着综合机械化采煤工艺的广泛推广及应用,矿井负荷容量与供电距离持续增大,供电电压等级大幅提高,使得单相接地故障几率也显着提高。同时,由于矿井大容量负荷的频繁启停,变频调速装置的大量使用,致使单相接地保护装置误动、拒动、越级跳闸等现象频繁发生。因此,研究矿井供电系统单相接地故障特性,探索高灵敏性、高可靠性和高时效性的单相接地故障选线算法,对确保矿井供电系统的安全运行具有非常重要的现实意义。本文以晋煤集团某矿井供电系统为研究对象,采用RTDS(Real Time Digital Simulator)实时数字仿真系统,搭建了典型矿井供电系统仿真模型,研究了矿井供电系统单相接地故障暂态与稳态特性,提出了基于改进的MEEMD单相接地故障选线算法并对其进行了仿真验证。具体研究内容如下:通过广泛调研和基础理论学习,在总结矿井供电系统发生单相接地故障的主要原因,以及现有单相接地故障选线算法优缺点的基础上,针对晋煤集团某典型矿井供电系统,搭建了基于RTDS的矿井供电系统仿真模型,研究了不同故障因素对单相接地故障暂态与稳态特征的影响。针对目前矿井供电系统单相接地故障选线装置错选、漏选的问题,研究了CEEMD分解、MEEMD分解和小波包变换三种算法,并对它们的单相接地故障选线进行了仿真测试,结果表明:对理想信号进行单相接地故障选线时,三种选线算法均能表现出较好的选线准确率;对非理想信号进行故障选线时,MEEMD分解选线准确率最高,其次是小波包变换,而CEEMD分解选线准确率最低。针对MEEMD分解时噪声分量剔除不充分的问题,提出了改进的MEEMD分解算法和基于改进的MEEMD单相接地故障选线算法。该算法在对改进的MEEMD分解得到的IMF分量进行重构及Hilbert变换的基础上,以计算得到的瞬时相角与能量占比为双判据进行单相接地故障选线。基于RTDS的仿真测试结果表明:改进的MEEMD分解较MEEMD分解具有更高的时频分解特性;基于改进的MEEMD单相接地故障选线算法选线准确率更高。以RTDS实时数字仿真系统及所构建矿井供电系统模型为基础,搭建了基于RTDS、博电功率放大器以及TMS320F28335的选线算法硬件测试平台,对基于改进MEEMD分解的单相接地故障选线算法进行了测试,结果表明:该算法在单相接地故障特征不明显情况下仍可完成正确选线,具有良好的选线可靠性和准确性,为确保矿井供电系统的安全、可靠运行提供了理论和技术保障。
二、关于包络线的理论分析及现实意义(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、关于包络线的理论分析及现实意义(论文提纲范文)
(1)爆破荷载下隧道围岩稳定性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 爆破地震波传播规律的研究现状 |
1.2.2 隧道围岩稳定性研究现状 |
1.2.3 隧道围岩数值模拟的研究现状 |
1.3 研究内容方法以及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究方法 |
1.3.3 技术路线 |
第二章 工程地质情况分析 |
2.1 隧道概况 |
2.1.1 隧道自然地理概况 |
2.1.2 水文地质条件 |
2.1.3 工程地质条件 |
2.2 室内岩石力学试验研究 |
2.2.1 试验依据与试验目的 |
2.2.2 试样制备 |
2.2.3 试验设备 |
2.2.4 试验原理 |
2.2.5 试验结果及分析 |
2.2.6 岩体力学参数分析 |
2.3 章节小结 |
第三章 爆破震动信号监测与分析 |
3.1 爆破震动测试原理 |
3.2 爆破震动测试内容 |
3.3 爆破震动数据采集 |
3.3.1 爆破监测系统的选择 |
3.3.2 爆破测振仪的选择 |
3.3.3 爆破监测点的布置 |
3.3.4 仪器安装设置 |
3.4 爆破震动测试结果 |
3.5 爆破震动信号的线性回归分析 |
3.6 爆破震动信号分析 |
3.6.1 HHT法介绍 |
3.6.2 运用HHT法分析爆破震动信号 |
3.7 章节小结 |
第四章 爆破荷载下邻近隧道围岩稳定性的数值模拟研究 |
4.1 数值模拟软件介绍 |
4.2 数值分析流程 |
4.3 隧道FLAC3D模型的建立 |
4.3.1 本构模型及结构单元的选用 |
4.3.2 岩层锚杆参数 |
4.3.3 初始应力 |
4.3.4 边界条件的确定 |
4.3.5 力学阻尼 |
4.3.6 模型假定 |
4.3.7 计算模型 |
4.4 数值模拟结果分析 |
4.4.1 静力分析 |
4.4.2 动力分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 支护方案的优化与隧道围岩稳定性的监测 |
5.1 邻近隧道围岩形变监测分析 |
5.1.1 现场监控量测目的及意义 |
5.1.2 监测的内容与方法 |
5.1.3 监测方案的制定原则 |
5.2 监测数据结果分析 |
5.2.1 拱顶沉降监测结果分析 |
5.2.2 周边区域收敛监测结果分析 |
5.3 喷锚支护的方案优化 |
5.4 支护方案优化后的数值模拟分析 |
5.4.1 静力分析 |
5.4.2 动力分析 |
5.5 章节小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 进一步的工作与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
(2)FRP管约束钢骨混凝土方柱的轴压与抗震性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 钢-混凝土组合柱 |
1.2.2 FRP约束混凝土柱轴压性能 |
1.2.3 FRP约束钢骨混凝土柱抗震试验 |
1.2.4 FRP约束混凝土有限元模型 |
1.2.5 已有研究的不足 |
1.3 本文主要研究内容及技术路线 |
第2章 基于轴压试验的FRP管约束钢骨混凝土方柱截面选择 |
2.1 引言 |
2.2 试验方案 |
2.2.1 试验工况 |
2.2.2 材料性能 |
2.2.3 加载量测装置 |
2.3 试验结果与分析 |
2.3.1 破坏模式及环向应变分析 |
2.3.2 单调受压试验结果 |
2.3.3 反复受压试验结果 |
2.4 本章小结 |
第3章 FCRC方柱单调受压性能与约束机理分析 |
3.1 引言 |
3.2 试验方案 |
3.2.1 试验工况 |
3.2.2 加载量测装置 |
3.2.3 材料性能 |
3.3 试验结果 |
3.3.1 破坏模式 |
3.3.2 试验结果分析 |
3.4 FCRC方柱约束机理分析 |
3.4.1 有效约束区域 |
3.4.2 有效约束应力 |
3.4.3 约束系数的适用范围 |
3.4.4 面向分析的混凝土本构模型 |
3.4.5 有限元模型验证 |
3.5 本章小结 |
第4章 FCRC方柱反复受压性能与滞回本构模型 |
4.1 引言 |
4.2 试验方案 |
4.2.1 试验工况 |
4.2.2 试验材性与加载方案 |
4.3 试验结果分析 |
4.3.1 破坏模式 |
4.3.2 荷载-变形关系 |
4.3.3 残余应变-卸载应变关系 |
4.3.4 再加载模量与卸载模量 |
4.3.5 FRP管应变分析 |
4.3.6 钢骨应变分析 |
4.4 反复受压滞回本构模型 |
4.4.1 面向设计的混凝土本构(骨架曲线)模型 |
4.4.2 加卸载准则 |
4.5 本章小结 |
第5章 FCRC方柱拟静力试验 |
5.1 引言 |
5.2 试验方案 |
5.2.1 试验工况 |
5.2.2 加载装置 |
5.2.3 加载制度 |
5.3 破坏模式 |
5.3.1 FCRC试件 |
5.3.2 CRC试件 |
5.4 试验结果分析 |
5.4.1 荷载-位移滞回曲线 |
5.4.2 骨架曲线 |
5.4.3 残余位移角 |
5.4.4 能量耗散 |
5.4.5 等效粘滞阻尼系数 |
5.5 本章小结 |
第6章 FCRC方柱有限元分析及荷载-位移恢复力模型 |
6.1 引言 |
6.2 有限元模型 |
6.2.1 截面划分与单元 |
6.2.2 材料本构模型 |
6.3 模型验证结果 |
6.4 FCRC方柱水平荷载-水平位移模型 |
6.4.1 有限元分析参数 |
6.4.2 参数统计分析 |
6.4.3 参数回归分析 |
6.5 FCRC方柱水平荷载-水平位移恢复力模型 |
6.6 FCRC方柱抗震设计算例 |
6.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(3)矿用异步电机故障诊断研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 矿用异步电机转子故障诊断研究现状 |
1.2.2 矿用异步电机故障特征特提取方法现状 |
1.2.3 矿用异步电机故障类型识别方法现状 |
1.3 研究目标及主要内容 |
2 矿用异步电机故障特征机理分析 |
2.1 概述 |
2.2 笼型异步电机基本结构 |
2.3 转子断条故障特征分析 |
2.4 气隙偏心故障特征分析 |
2.5 基于ANSYS Maxwell的电机建模与有限元仿真验证 |
2.5.1 有限元分析方法概述 |
2.5.2 故障电机的建模方法 |
2.5.3 定子电流仿真结果分析 |
2.6 本章小结 |
3 基于MEEMD的异步电机故障特征提取 |
3.1 概述 |
3.2 经验模态分解理论 |
3.2.1 EMD理论 |
3.2.2 EEMD理论 |
3.2.3 CEEMD理论 |
3.2.4 MEEMD理论 |
3.2.5 各经验模态分解法仿真分析 |
3.3 相关系数法理论 |
3.4 能量熵理论 |
3.5 基于MEEMD-能量熵的故障特征向量构造仿真 |
3.5.1 矿用异步电机定子电流数据的MEEMD分解 |
3.5.2 基于能量熵的故障特征向量构成 |
3.6 本章小结 |
4 基于BPNN的异步电机故障类型识别 |
4.1 概述 |
4.2 人工神经网络理论 |
4.3 前馈神经网络理论 |
4.3.1 BPNN的结构 |
4.3.2 BPNN的原理 |
4.4 基于BPNN的故障类型识别仿真 |
4.4.1 BPNN的设计 |
4.4.2 故障识别结果 |
4.4.3 相关算法对比分析 |
4.6 本章小结 |
5 矿用异步电机故障诊断系统设计 |
5.1 概述 |
5.2 系统硬件设计 |
5.2.1 核心处理模块的选择 |
5.2.2 信号采集与调理电路的设计 |
5.2.3 模数转换电路的设计 |
5.2.4 串口通信电路的设计 |
5.2.5 硬件电路的设计结果 |
5.3 系统软件设计 |
5.3.1 主程序设计 |
5.3.2 数据采样模块程序设计 |
5.3.3 基于STM32Cube MX的数据处理模块程序设计 |
5.4 本章小结 |
6 实验分析 |
6.1 概述 |
6.2 实验平台搭建 |
6.3 实验数据分析 |
6.3.1 基于频谱的数据分析 |
6.3.2 基于MEEMD-BPNN的数据分析 |
6.3.3 基于STM32Cube MX的数据分析 |
6.4 本章小节 |
7 总结与展望 |
7.1 工作总结 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(4)端承式鱼雷锚承载力的模型试验与数值分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 鱼雷锚承载力国内外研究现状 |
1.2.1 现场原位试验与模型试验 |
1.2.2 数值模拟 |
1.2.3 理论分析 |
1.3 其他锚型承载力研究 |
1.4 本文研究内容 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 论文结构 |
2 端承式鱼雷锚承载力模型试验研究 |
2.1 小比尺模型试验试验材料与试验设备 |
2.1.1 试验材料的物理力学性质 |
2.1.2 模型锚及试验装置 |
2.1.3 传感器标定 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 试验分组 |
2.2.2 试样制备及试验过程 |
2.3 试验结果与分析 |
2.3.1 竖向荷载位移曲线分析 |
2.3.2 倾斜与水平向拉拔荷载位移曲线 |
2.3.3 埋深影响分析 |
2.3.4 相对密实度影响分析 |
2.3.5 承载板面积影响分析 |
2.4 本章小结 |
3 端承式鱼雷锚承载特性数值计算 |
3.1 建立鱼雷锚承载力数值计算模型 |
3.1.1 ABAQUS软件介绍 |
3.1.2 土体本构关系 |
3.1.3 建立拉拔荷载下鱼雷锚承载力数值计算模型 |
3.1.4 鱼雷锚承载力数值计算模型的验证 |
3.2 均匀黏性土中鱼雷锚承载力计算结果分析 |
3.2.1 承载板位置对承载力影响分析 |
3.2.2 拉拔荷载角度对承载力影响分析 |
3.2.3 承载板面积对承载力影响分析 |
3.3 正常固结土中端承式鱼雷锚承载力计算结果分析 |
3.3.1 承载板位置对承载力影响分析 |
3.3.2 拉拔角度对承载力影响分析 |
3.3.3 承载板面积对承载力影响分析 |
3.3.4 埋深对承载力影响分析 |
3.4 正常固结土中水平加载时鱼雷锚旋转中心 |
3.5 等效塑性应变 |
3.6 鱼雷锚破坏模式初步分析 |
3.7 V-H包络线 |
3.8 本章小结 |
4 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文及专利情况 |
致谢 |
(5)三山岛金矿节理岩体变形破坏机理及滨海开采突水防治(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 前言 |
2 绪论 |
2.1 研究背景和意义 |
2.2 文献综述 |
2.2.1 节理岩体变形规律及破坏机理 |
2.2.2 节理岩体多场耦合数值模拟方法 |
2.2.3 节理岩体工程稳定性及突水涌水防治 |
2.3 研究内容及技术路线 |
2.3.1 论文主要研究内容 |
2.3.2 技术路线 |
3 三山岛金矿顶板稳定性特征及矿山水文地质条件 |
3.1 三山岛金矿工程简介 |
3.1.1 三山岛金矿地质条件 |
3.1.2 现场围岩失稳破坏典型特征 |
3.2 三山岛金矿西山矿区-915中段工程地质概况及现场工程布置 |
3.2.1 西山矿区-915中段现场工程布置 |
3.2.2 西山矿区-915中段工程地质概况 |
3.3 三山岛金矿西山矿区-915中段节理产状 |
3.3.1 节理裂隙调查内容 |
3.3.2 围岩节理裂隙调查统计分析 |
3.4 围岩及隔水层稳定性分析 |
3.5 本章小结 |
4 节理岩体变形破坏机理物理模拟试验研究 |
4.1 预制节理岩体试件制备 |
4.1.1 试件制备 |
4.1.2 单节理非贯通试件贯通率计算 |
4.1.3 含贯通节理岩体的粘结 |
4.2 试验方案与试验设备 |
4.2.1 试验方案 |
4.2.2 试验设备 |
4.3 节理岩体试件试验过程 |
4.4 不同围压的完整岩体试件应力特征 |
4.5 节理岩体试件各向异性力学特性 |
4.5.1 应力-应变曲线特征分析 |
4.5.2 变形参数统计分析 |
4.5.3 强度参数统计分析 |
4.5.4 强度特征分析 |
4.6 不同岩体试件声发射特性 |
4.7 本章小结 |
5 节理岩体试件能量演化规律及损伤模型构建 |
5.1 节理岩体试件能量演化规律研究 |
5.1.1 岩石破坏过程能量计算原理 |
5.1.2 能量演化规律分析 |
5.1.3 节理岩体试件损伤破坏能量机制 |
5.2 节理岩体试件损伤本构模型推导 |
5.2.1 节理尖端应力场分析 |
5.2.2 节理岩体试件损伤模型建立 |
5.2.3 损伤变量的张量化 |
5.2.4 渗压作用下应力强度因子计算 |
5.2.5 渗压作用下节理岩体试件损伤模型 |
5.3 算例分析 |
5.4 本章小结 |
6 水压作用下节理岩体变形破坏机理及节理尖端裂纹控制 |
6.1 不同岩体试件的水流量变化及水压劣化作用 |
6.2 节理岩体试件变形破坏模式分析 |
6.2.1 节理岩体试件的节理扩展理论 |
6.2.2 节理尖端及裂隙扩展模式 |
6.2.3 节理间未贯通区域破坏模式 |
6.2.4 节理岩体试件的破坏模式 |
6.3 节理充填物对节理岩体试件力学性能的强化作用 |
6.3.1 含预制节理岩体试件不同充填物充填 |
6.3.2 节理岩体试件节理填充物对试件强度参数的影响 |
6.3.3 节理充填物对节理岩体试件破坏模式的影响 |
6.4 本章小结 |
7 含断层围岩稳定性及突水防治优化措施 |
7.1 三山岛金矿含断层岩体开采水文地质条件 |
7.2 突水涌水点泄水、堵水措施 |
7.2.1 矿区主要导水通道F_3断裂带 |
7.2.2 预注浆堵水及加固设计 |
7.3 COMSOL多物理场软件数值模拟建模 |
7.3.1 COMSOL多物理场软件平台简介 |
7.3.2 含断层岩体数值模拟建模参数 |
7.4 断层破碎带注浆加固研究 |
7.4.1 断层带注浆加固模型的建立 |
7.4.2 注浆加固模拟分析结果及工程应用 |
7.5 巷道围岩局部加强锚喷支护措施 |
7.5.1 断层带附近节理岩体局部加强锚喷支护方法 |
7.5.2 局部加强锚喷支护巷道围岩稳定性及突水防治效果 |
7.6 本章小结 |
8 三山岛金矿深部破碎围岩巷道支护效果研究 |
8.1 数值模拟模型建立 |
8.2 支护方案数值模拟分析 |
8.3 不同支护方案的支护效果分析 |
8.3.1 巷道围岩应力分析 |
8.3.2 巷道围岩位移分析 |
8.4 巷道围岩局部加强支护措施 |
8.4.1 节理倾角对围岩稳定性影响分析 |
8.4.2 现有支护方法对巷道围岩稳定性的作用效果 |
8.4.3 基于不同角度节理分布特征的局部加强支护措施 |
8.5 西山矿区-915中段巷道围岩综合支护措施 |
8.6 本章小结 |
9 结论与展望 |
9.1 主要结论 |
9.2 创新点 |
9.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(6)新型灰色预测建模技术及其在大气污染预测中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 灰色预测建模技术研究现状 |
1.2.2 大气污染预测研究现状 |
1.2.3 研究现状评述 |
1.3 主要研究内容及创新点 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 创新之处 |
1.4 研究方法与技术路线 |
1.5 本章小结 |
第2章 灰色预测建模理论基础 |
2.1 灰色生成 |
2.2 经典灰色预测模型 |
2.2.1 GM(1,1)模型 |
2.2.2 DGM(1,1)模型 |
2.2.3 GM(1,1)与DGM(1,1)的关系 |
2.3 灰色预测模型的误差检验方法 |
2.4 本章小结 |
第3章 考虑新信息优先的灰色滚动预测模型 |
3.1 灰色滚动预测模型 |
3.1.1 平均弱化缓冲算子 |
3.1.2 GRPM(1,1)模型的基本形式 |
3.1.3 GRPM(1,1)模型参数估计 |
3.1.4 GRPM(1,1)模型的推导 |
3.2 GRPM(1,1)的建模流程及误差检验 |
3.2.1 GRPM(1,1)的建模机理 |
3.2.2 GRPM(1,1)的建模条件 |
3.2.3 GRPM(1,1)的误差检验方法 |
3.3 中国二氧化硫排放量的灰色滚动预测 |
3.3.1 数据及其来源 |
3.3.2 数据预处理 |
3.3.3 建模条件检验 |
3.3.4 中国二氧化硫排放量的灰色预测建模 |
3.3.5 模型对比与分析 |
3.3.6 中国二氧化硫排放量发展趋势预测 |
3.4 控制二氧化硫排放的措施及建议 |
3.5 本章小结 |
第4章 面向振荡序列的灰色区间预测模型 |
4.1 灰色区间预测模型 |
4.1.1 振荡序列及其区间拓展 |
4.1.2 区间灰数序列的等息转换 |
4.1.3 灰色区间预测模型的构建 |
4.2 北京市PM_(2.5) 浓度的灰色区间预测 |
4.2.1 建模数据及来源 |
4.2.2 北京市PM_(2.5) 浓度序列的区间灰数拓展 |
4.2.3 北京市PM_(2.5) 浓度序列的灰色区间建模 |
4.2.4 模型对比与分析 |
4.2.5 北京市PM_(2.5) 浓度变化趋势预测 |
4.3 PM_(2.5) 治理对策及建议 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间科研情况 |
(7)面向鲁棒和智能化的多源融合SLAM技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
缩写、术语和数学符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 研究目标与面临的挑战 |
1.3 本文内容与结构 |
第2章 相关文献综述 |
2.1 SLAM技术研究现状 |
2.1.1 视觉SLAM |
2.1.2 激光雷达SLAM |
2.1.3 惯导辅助的的SLAM |
2.2 多源融合SLAM研究综述 |
2.2.1 融合多模态传感器测量 |
2.2.2 融合高维几何特征 |
2.2.3 融合物理信息 |
2.2.4 融合神经网络推理 |
2.3 本章小结 |
第3章 融合先验激光地图的视觉惯导定位 |
3.1 引言 |
3.2 多状态约束卡尔曼滤波的视觉惯导里程计 |
3.2.1 状态预测 |
3.2.2 用测量值进行状态更新 |
3.3 先验激光地图辅助的视觉惯导里程计 |
3.3.1 状态向量与状态预测 |
3.3.2 状态更新 |
3.4 对视觉图像的处理 |
3.4.1 视觉半稠密重建 |
3.4.2 多帧深度匹配及局部视觉点云重建 |
3.4.3 基于NDT的点云配准产生地图约束 |
3.5 实验结果 |
3.5.1 蒙特卡罗仿真实验 |
3.5.2 真实世界实验 |
3.6 本章小结 |
第4章 融合多传感器的激光雷达-惯导-相机里程计 |
4.1 引言 |
4.2 系统建模 |
4.2.1 状态向量 |
4.2.2 状态向量的扩增 |
4.2.3 稀疏LiDAR平面特征的测量 |
4.3 基于滑动窗口的LiDAR平面特征跟踪 |
4.3.1 原始LiDAR数据的运动补偿 |
4.3.2 平面特征跟踪 |
4.3.3 基于法向量的平面特征数据关联 |
4.3.4 平面特征的初始化 |
4.4 系统可观性分析 |
4.4.1 可观性分析中的状态向量及系统状态转移矩阵 |
4.4.2 系统可观性矩阵 |
4.4.3 对LiDAR-IMU标定的退化情况分析 |
4.5 实验结果 |
4.5.1 仿真实验 |
4.5.2 真实场景实验 |
4.6 本章小结 |
第5章 融合环境物理信息的运动流形位姿估计 |
5.1 引言 |
5.2 传感器测量模型 |
5.3 运动流形理论与方法 |
5.3.1 运动流形的数学表示 |
5.3.2 6DoF运动积分的分析 |
5.3.3 运动流形辅助的6DoF运动积分 |
5.3.4 基于运动流形的状态预测 |
5.4 运动流形的重参数化 |
5.4.1 运动流形参数化中的问题 |
5.4.2 解析的重参数化过程 |
5.5 运动流形辅助的位姿估计系统 |
5.5.1 系统状态向量及代价函数 |
5.5.2 运动流形对位姿的显式约束 |
5.6 实验结果 |
5.6.1 仿真实验 |
5.6.2 真实场景实验 |
5.6.3 算法的运行时间分析 |
5.7 本章小结 |
第6章 融合机器人物理信息的运动学参数与位姿估计 |
6.1 引言 |
6.2 基于ICR的运动学模型 |
6.3 基于视觉的运动学参数和位姿估计 |
6.3.1 系统状态向量及代价函数 |
6.3.2 基于ICR的运动学约束 |
6.3.3 运动学参数的初始化 |
6.4 系统可观性分析 |
6.4.1 可观性分析思路 |
6.4.2 “抽象”测量模型 |
6.4.3 相机-轮速计系统中ξ的可观性分析 |
6.4.4 相机-轮速计系统中ξ_(ICR)的可观性分析 |
6.4.5 相机-轮速计-IMU系统中ξ的可观性分析 |
6.4.6 在线外参标定的相机-轮速计-IMU系统中ξ的可观性分析 |
6.5 实验结果 |
6.5.1 真实场景实验 |
6.5.2 仿真实验 |
6.6 本章小结 |
第7章 融合神经网络推理的视觉惯导定位与建图 |
7.1 引言 |
7.2 快速的深度图推理和编码 |
7.3 概率VIO与可优化的稠密深度 |
7.3.1 可优化的稠密深度与惯性导航 |
7.3.2 高效的神经网络雅可比计算 |
7.4 实验结果 |
7.4.1 稠密深度预测的评估 |
7.4.2 近似的神经网络雅可比计算方法精度评估 |
7.4.3 在EuRoC数据集上对完整系统的评估 |
7.5 本章小结 |
第8章 总结与展望 |
8.1 全文总结 |
8.2 未来工作展望 |
参考文献 |
附录A |
A LIC-Fusion中可观性矩阵推导细节 |
A.1 点到面距离测量相关的雅可比矩阵 |
A.2 系统可观性分析中的推导细节 |
附录B |
B 运动流形理论和算法相关推导细节 |
B.1 推断出的角速度的雅可比 |
B.2 旋转误差状态微分方程 |
B.3 运动流形重参数化的推导细节 |
作者简历 |
攻读博士学位期间的主要研究成果 |
(8)川南龙马溪组页岩力学特性及水力压裂机理研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 主要研究目标与内容 |
1.4 研究方法及技术路线 |
2 页岩的物理及微观特性研究 |
2.1 页岩取样 |
2.2 试验测试系统 |
2.3 页岩物理及微观特性分析 |
2.4 本章小结 |
3 页岩的强度、变形及破坏特性试验研究 |
3.1 页岩常规三轴压缩试验研究 |
3.2 页岩巴西劈裂试验研究 |
3.3 页岩三轴循环加卸载试验研究 |
3.4 页岩三轴卸围压试验研究 |
3.5 本章小结 |
4 基于室内试验的页岩脆性评价方法研究 |
4.1 页岩脆性评价的方法 |
4.2 基于不同评价方法的页岩脆性特征分析 |
4.3 页岩脆性特征与破坏模式的关系讨论 |
4.4 本章小结 |
5 完整和含裂隙页岩渗透特性试验研究 |
5.1 试验原理和程序 |
5.2 完整页岩渗透特性分析 |
5.3 裂隙页岩渗透特性分析 |
5.4 本章小结 |
6 页岩的强度、变形及破坏机理离散元模拟研究 |
6.1 PFC2D程序简介 |
6.2 页岩数值模型的建立及细观参数标定 |
6.3 页岩常规三轴压缩模拟结果分析 |
6.4 页岩循环加卸载模拟结果分析 |
6.5 页岩卸围压模拟结果分析 |
6.6 本章小结 |
7 页岩水力裂缝扩展机理及应用研究 |
7.1 PFC2D中流-固耦合的实现 |
7.2 页岩水力压裂裂缝扩展机理研究 |
7.3 页岩储层水平井分段压裂应用研究 |
7.4 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(9)山岭隧道复合式衬砌结构设计优化研究(论文提纲范文)
致谢 |
中文摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 隧道的围岩压力 |
1.2.2 衬砌的施作时机 |
1.2.3 衬砌的承载特性 |
1.2.4 衬砌的安全性评价 |
1.2.5 复合式衬砌防水层的作用 |
1.3 研究中存在的主要问题 |
1.4 论文主要研究内容 |
1.5 论文研究方法与技术路线 |
2 复合式衬砌结构现场试验研究 |
2.1 依托工程 |
2.2 复合式衬砌现场试验设计 |
2.2.1 试验工况 |
2.2.2 监测项目及测点布置 |
2.3 初期支护背后压力的监测结果及分析 |
2.3.1 岩质单线隧道初期支护背后的压力 |
2.3.2 岩质双线隧道初期支护背后的压力 |
2.3.3 黄土双线隧道初期支护背后的压力 |
2.4 衬砌背后压力的监测结果及分析 |
2.4.1 岩质双线隧道衬砌背后的压力 |
2.4.2 黄土双线隧道衬砌背后的压力 |
2.5 初期支护内力的监测结果及分析 |
2.5.1 岩质单线隧道初期支护的内力 |
2.5.2 岩质双线隧道初期支护的内力 |
2.5.3 黄土双线隧道初期支护的内力 |
2.6 衬砌内力的监测结果及分析 |
2.6.1 岩质单线隧道衬砌的内力 |
2.6.2 岩质双线隧道衬砌的内力 |
2.6.3 黄土双线隧道衬砌的内力 |
2.7 本章小结 |
3 基于位移反分析方法的复合式衬砌结构设计研究 |
3.1 引言 |
3.2 位移反分析方法及其有限元实现 |
3.2.1 位移反分析方法 |
3.2.2 位移反分析的基本方程 |
3.3 初期支护的安全性评价 |
3.3.1 初期支护的变形监测结果 |
3.3.2 位移反分析计算模型 |
3.3.3 位移反分析计算结果及分析 |
3.4 衬砌施作时机的研究 |
3.4.1 衬砌施作时机的确定方法 |
3.4.2 工程实例应用 |
3.4.3 现场监测与反分析结果的比较 |
3.5 衬砌分担围岩压力比例的研究 |
3.5.1 衬砌分担围岩压力比例的计算方法 |
3.5.2 初期支护和衬砌背后压力的计算 |
3.5.3 衬砌分担围岩压力比例的计算 |
3.6 本章小结 |
4 基于M-N曲线的衬砌截面安全性评价研究 |
4.1 规范中衬砌截面的安全性评价 |
4.1.1 衬砌截面的最小安全系数 |
4.1.2 素混凝土衬砌截面的安全检算 |
4.1.3 钢筋混凝土衬砌截面的安全检算 |
4.2 基于规范的衬砌截面M-N曲线 |
4.2.1 衬砌截面的安全包络线 |
4.2.2 衬砌截面的极限承载力曲线 |
4.2.3 衬砌截面安全检算公式的特点 |
4.3 考虑材料非线性的衬砌截面M-N曲线 |
4.3.1 基本假定 |
4.3.2 衬砌截面的极限承载力基本方程 |
4.3.3 衬砌截面的极限承载力曲线 |
4.4 基于极限状态设计法的衬砌截面M-N曲线 |
4.4.1 衬砌截面的安全检算 |
4.4.2 衬砌截面的极限承载力曲线 |
4.4.3 高速铁路隧道衬砌截面极限承载力曲线 |
4.5 衬砌截面M-N曲线的工程应用 |
4.5.1 衬砌内力的现场监测结果分析 |
4.5.2 衬砌截面的抗弯安全系数 |
4.5.3 衬砌截面的抗弯安全性评价 |
4.6 本章小结 |
5 复合式衬砌防水层作用研究 |
5.1 防水层的主要类型 |
5.1.1 挂板防水层 |
5.1.2 喷膜防水层 |
5.2 防水层的力学作用机理 |
5.2.1 防水层的组合作用 |
5.2.2 组合结构的荷载分担机理 |
5.3 施工期温度荷载作用下防水层的作用 |
5.3.1 施工期荷载作用 |
5.3.2 有限元数值计算模型 |
5.3.3 有限元数值计算条件 |
5.3.4 温度场计算结果及分析 |
5.3.5 应力场计算结果及分析 |
5.3.6 衬砌温度应力的影响因素分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 论文主要工作和结论 |
6.2 论文主要创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
附录A 复合式衬砌格栅钢架示意图 |
附录B 衬砌截面开裂区高度的计算 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(10)矿井供电系统单相接地故障选线算法的研究与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进程 |
1.2.1 国外研究进程 |
1.2.2 国内研究进程 |
1.3 国内外主流选线算法比较 |
1.3.1 稳态分量法 |
1.3.2 暂态分量法 |
1.3.3 注入信号法 |
1.3.4 多判据融合选线法 |
1.4 矿井供电系统故障选线难点 |
1.5 本文研究目标及主要研究内容 |
第二章 矿井供电系统单相接地故障理论分析及模型搭建 |
2.1 单相接地故障稳态分析 |
2.1.1 中性点不接地系统 |
2.1.2 中性点经消弧线圈接地系统 |
2.2 单相接地故障暂态分析 |
2.2.1 暂态电容电流 |
2.2.2 暂态电感电流 |
2.2.3 暂态接地电流 |
2.3 基于RTDS的故障模型搭建及仿真验证 |
2.3.1 基于RSCAD的仿真建模过程 |
2.3.2 仿真模型搭建 |
2.3.3 模型参数设置 |
2.3.4 单相接地故障零序电流波形仿真分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 几种主流选线算法对比及仿真验证 |
3.1 CEEMD分解基本理论 |
3.1.1 EMD分解 |
3.1.2 EEMD分解 |
3.1.3 CEEMD分解 |
3.2 MEEMD分解 |
3.3 小波包变换 |
3.3.1 小波变换 |
3.3.2 小波包变换 |
3.4 主流选线算法比较测试 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于改进的MEEMD选线算法及仿真验证 |
4.1 改进的MEEMD分解基本理论 |
4.2 MEEMD算法改进前后时频域仿真分析 |
4.2.1 时域仿真分析 |
4.2.2 频域仿真分析 |
4.3 基于改进的MEEMD单相接地故障选线算法 |
4.4 选线算法仿真分析与选线效果验证 |
4.4.1 选线算法仿真分析 |
4.4.2 选线效果验证 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于DSP与 RTDS的硬件测试平台搭建及算法测试 |
5.1 基于DSP的算法测试硬件电路设计 |
5.1.1 DSP核心芯片 |
5.1.2 DSP最小系统 |
5.1.3 信号采样电路 |
5.2 仿真平台简介 |
5.2.1 GTAO板卡简介 |
5.2.2 功率放大器简介 |
5.3 基于RTDS的硬件测试平台 |
5.4 选线算法的硬件测试 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 研究结论 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
作者在攻读硕士学位期间的研究成果 |
致谢 |
四、关于包络线的理论分析及现实意义(论文参考文献)
- [1]爆破荷载下隧道围岩稳定性研究[D]. 石海天. 江西理工大学, 2021(01)
- [2]FRP管约束钢骨混凝土方柱的轴压与抗震性能研究[D]. 裴卫昶. 哈尔滨工业大学, 2021
- [3]矿用异步电机故障诊断研究[D]. 孔晨再. 西安科技大学, 2021(02)
- [4]端承式鱼雷锚承载力的模型试验与数值分析[D]. 尤金行. 大连理工大学, 2021(01)
- [5]三山岛金矿节理岩体变形破坏机理及滨海开采突水防治[D]. 颜丙乾. 北京科技大学, 2021
- [6]新型灰色预测建模技术及其在大气污染预测中的应用[D]. 周文浩. 重庆工商大学, 2021(09)
- [7]面向鲁棒和智能化的多源融合SLAM技术研究[D]. 左星星. 浙江大学, 2021(01)
- [8]川南龙马溪组页岩力学特性及水力压裂机理研究[D]. 殷鹏飞. 中国矿业大学, 2020
- [9]山岭隧道复合式衬砌结构设计优化研究[D]. 孙明社. 北京交通大学, 2020(02)
- [10]矿井供电系统单相接地故障选线算法的研究与实现[D]. 刘炳南. 太原理工大学, 2020(07)