西安科技大学学科带头人简介

煤矿软岩巷道顶底板剪切变形破坏机理

通过石嘴山一矿38区+600 m轨道巷表面收敛监测及变形破坏的研究,总结出了变形破坏特征。以矿山压力假说为前提,对巷道围岩典型破坏特征作出理论推断,建立巷道顶底板的力学模型,并应用关键层理论、块体理论、弹性力学对巷道变形破坏进行理论分析与求解,得出了巷道顶底板发生剪切破坏判定条件,并用FLAC3D数值模拟验证其正确性,为深部巷道支护提供了新的理论依据。

破碎围岩条件下开采扰动区LSMA的动力失稳

破碎围岩环境下大断面巷道开挖必然形成大尺度采空区(large scale of mined-out-area,LSMA),其围岩介质的变形与失稳行为及过程很复杂,主要涉及到开采扰动区(excavation dis-turbed zone,EDZ)范围内围岩力学性态及强度劣化特征、顶部岩层非稳态下沉与水平挤压变形耦合作用诱致动力失稳、深层围岩离层演化至局部化冒落失稳等,且其变形从微尺度演化为大尺度(寸)过程具有复杂的非线性特征,这为灾害治理带来挑战。基于现场调查,利用表面变形与深部离层规律综合监测与锚杆(索)力学性态试验及测试,结合室内物理相似模拟和数值模拟试验,深入分析复杂地质条件下松软破碎围岩局部化变形与演化失稳机理,为工程防灾和减灾提供科学依据。

综采综放采区地质条件综合评价系统研究

综采综放采区地质条件综合评价的目的是根据评价单元条件对相关开采工艺的适应程度进行综合评价。该评价系统的指标体系包括地质条件(煤层、煤质、地质构造和岩浆岩)和开采技术条件(工程地质条件、水文地质条件等),评语集可按评价因素的分级来确定。因评价指标体系具有层次性和模糊性的特点,多级模糊综合评价法是较为适用的评价计算方法。因素的权重可采用专家调查法与层次分析法相结合的方法确定。文中利用上述模型建立了综采综放地质条件综合评价系统,并对即将开拓的某矿5#,7#采区进行评价计算。结果表明,5#采区能进行综采综放开采,7#采区较适合综采综放开采。从而为煤炭资源高产高效、安全开采提供了科学指导。

多元线性回归在矿体开采中的应用

运用正交有限元原理,对影响矿体开采的主要结构参数进行正交试验分析,用三维有限单元法求得矿体开采在数值模拟极限状态下的顶板极限厚度,并采用多元线性回归的方法推得矿体顶板极限厚度与主要开采结构参数之间的关系式,然后用工程实例验证了推得关系式的可靠性。

综放面近距离跨采下山分区加固技术

底板巷道围岩加固是近距离跨采应研究的一个关键技术。文中针对龙固煤矿7201工作面赋存特点,根据跨采采动应力对下山影响范围,提出了对跨采下山以小孔径锚索进行"分区加固"的方案。采用非线性数值分析软件UDEC,系统地分析了跨采下山围岩变形机理及支护物应力、应变变化特征。对加固区域巷道围岩收敛进行的观测表明,当工作面与下山垂距为10 m时是巷道水平应力变化的敏感区,以此作为"分区加固"的指标是合理的,加固效果明显,可为类似条件提供参考。

相似模拟实验中光纤光栅传感测试的温度补偿

为了提高光纤光栅的测试水平,研究了相似模拟实验中光纤光栅传感测试的温度补偿方法。采用了不受力温度补偿法。将温度补偿光栅埋设于模型外的相似材料模块中。模型开采过程中模块仅感受温度的变化,不受任何外力;模型内的测试光栅同时感受温度和应变的变化。实验表明,在外界温度变化的情况下,温度的影响作用明显,因此,剔除温度的影响很有必要。使用不受力法可以消除温度的影响,解决了相似模拟实验中光栅测试的交叉敏感问题,提高了测试的精度。

基于蚁群算法和神经网络的位移反分析

运用蚁群算法和人工神经网络构造了位移反分析的蚁群人工神经网络模型,并基于正交试验获得的训练样本对网络进行学习,以此训练好的神经网络模型来描述岩体力学参数和位移之间的关系。该方法以神经网络为基础,用蚁群算法来学习神经网络的权系数。利用反演结果,建立快速拉格朗日快速计算法(FLAC)模型,对地表沉陷进行预测。结果表明:用蚁群算法训练神经网络,可兼有神经网络广泛映射能力和蚁群算法快速全局收敛的性能。

框剪结构协同分析的状态空间法

在楼板刚性和连续化假定下,基于并联铁摩辛柯梁模型,引入建筑结构状态变量的概念,导出高层框架-剪力墙结构协同分析的控制微分方程,将方程进行无量纲化,建立框架-剪力墙结构协同分析的状态空间表达式,并采用精细积分法求出其高精度数值解,最终得到框-剪结构协同工作的变形和内力。建立的并联铁摩辛柯梁模型具有通用性,采用的计算方法精度较高,有很强的适用性,可以推广到其他结构的静力和动力计算中。

天然黄铁矿吸附废水中Cd(Ⅱ)的实验研究

分批次实验研究了平衡时间、溶液pH值、Cd(Ⅱ)初始浓度、粒径对天然黄铁矿吸附废水中Cd(Ⅱ)的影响。实验前利用XRD衍射确定黄铁矿的特征,并确定了黄铁矿零电荷点pHPZC为6.4。在吸附平衡时间30 min,pH值6.0,即接近零电荷点时对Cd(Ⅱ)的吸附量最大。初始浓度、黄铁矿粒径对吸附Cd(Ⅱ)的影响表明,最大吸附量分别在Cd(Ⅱ)浓度为350 mg/L和粒径为200目时。实验数据与Freundlich等温线拟合良好。初步探讨了黄铁矿吸附Cd(Ⅱ)的机理。研究表明,天然黄铁矿可以有效除去有毒有害重金属Cd(Ⅱ),是处理工业废水的优良吸附剂。

沁南地区煤层气的解吸特征实验研究

通过对沁南地区煤的等温吸附解吸实验,获得30℃时不同压力点煤的含气量数据,并对实验数据进行数学拟合分析,同时考虑两者之间量纲,进而归纳出沁南地区煤层气的解吸量与压力的关系呈幂指数函数关系。

综合模糊识别下的黄土边坡断面优化

根据影响黄土路堑边坡断面设计的经济性、安全可靠性、抗冲刷性、施工技术的成熟性及环保性等5个指标,建立边坡断面设计各指标的模糊判断矩阵,将定性指标转换为模糊值。有效组合主、客观权重,建立了基于主客观权重综合模糊识别的边坡断面优化决策模型。计算结果表明:该模型能避免决策或评价结果的主观随意性,减少了目标的客观权重与实际情况之间的误差,符合人工决策的一般过程,较易体现专家的意见和边坡的客观实际情况,有利于提高路堑边坡断面优化的决策精度。

含偶氮染料工业废水处理的实验

对南墅石墨矿尾矿进行回收,得到天然金红石精矿。通过粉碎、分级等手段制备了天然金红石光催化材料。用制备的天然金红石光催化材料处理含偶氮染料工业废水。结果表明:在紫外光照射条件下处理4 h后,其对偶氮染料工业废水的脱色率达到88.37%。对比实验表明其对偶氮染料的作用既有吸附,也有降解,说明该天然金红石光催化材料有一定的光催化活性。

煤的CS₂-NMP萃取物组成分析与萃取动力学

利用二硫化碳(CS2)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)混合溶剂对神府东胜煤样进行了超声萃取,并用丙酮对萃取物进行溶解。利用GC/MS分析研究了其萃取物的族组成,对其原煤及萃余煤进行了红外光谱分析,并对萃取动力学特征进行了探讨。结果表明:萃取过程阶段性明显;萃取物中烷烃和芳烃含量较高,另外还含有多种含氧、氮和硫的杂环化合物;原煤和萃余煤红外光谱具有明显差异。

过滤用碳化硅泡沫陶瓷的制备和性能

将具有三维网状结构和连通孔道的高弹性聚氨酯海绵作为先驱体,选用一级品α-SiC为骨料,配以各种添加剂,分水基和非水基2种配方调制浆料,浸渍先驱体成型。采用常规烧结法和反应烧结法烧结制品,并利用XRD和SEM等测试手段对制品的结构与性能进行了分析研究。结果表明:经过反复实验研究制备的2组样品中的A-2,B-5具有代表性,通过对比A-2,B-5 2样品的性能、显微结构、晶相,确定了碳化硅泡沫瓷制备的最佳工艺方法,提出了反应烧结碳化硅泡沫瓷的烧结机理。

多孔混凝土排水基层路用性能研究

多孔混凝土作为路面的基层,应具有良好的物理性质和力学性质。文中通过室内试验与理论分析,给出多孔混凝土有效空隙率与全空隙率、渗透系数与空隙率的关系。得出多孔混凝土强度随龄期的发展规律,弯拉强度、劈裂强度与抗压强度的相关关系,抗压强度与空隙率的关系以及2种形式下的双对数疲劳方程;多孔混凝土弯拉弹性模量与弯拉强度,以及抗压弹性模量与轴心抗压强度的关系;多孔混凝土的温缩系数和干缩系数。

基于点特征匹配的SUSAN,Harris算子比较

基于点特征的影像匹配是计算机视觉界比较流行的匹配方法,包括特征提取和特征匹配2个步骤。在介绍保持结构的形态学方法——SUSAN算子和Harris算子原理的基础上,根据真实影像,就特征点提取的数量、分布及匹配有效性等方面对上述2种算子进行分析比较。编程实现SUSAN,Harris算子影像的点特征提取,基于匹配支持度的松弛匹配算法,从而获得研究实验数据。实验表明:这2种算子在特征提取及影像匹配等方面各自具有其独特的优势,且均具有操作简单、易于实现的特点。

基于DEM电子地图的三维量算模型

针对普通电子地图中很难对地图要素进行三维量测的问题,提出了基于DEM的电子地图的概念。它实现了三维的DEM和二维的电子地图的垂直集成。两者优势互补,不仅极大地提高了电子地图的空间表现能力和量算水平,还大大地扩展了对DEM的应用潜力。探讨了用格网DEM与电子地图的集成方法,重点探讨了在基于格网DEM的电子地图上进行三维量算的数学模型。

数字近景摄影测量在面部软组织测量中的应用

为利用近景摄影测量进行面部软组织三维测量和重建,首先建立了一个小型室内三维控制场,解算出数字相机的内外方位元素,同时选择了多值二次曲面进行了相机的像差校正,以提高像点坐标的量算精度。以直接线性变换为基础开发了数字近景摄影测量系统,使人体颅面软组织的三维测量精度高,方法简便实用,成本低。采用带约束条件的Delaunay三角网算法生成DEM数据,利用OpenGL和VC混合编程读取DEM数据,生成面部软组织的三维模型,实现三维模型的重建。重建的面部具有很强的直观性和真实性,为口腔正畸学提供面部软组织的诊断和研究提供了有效的方法。

VRS技术在建筑红线定位测量中的应用

VRS(虚拟参考站)技术是GPS(全球定位系统)网络RTK(实时动态定位)技术的一种,它与传统测量技术和传统RTK技术相比有很多优点。文中结合武汉市建筑红线定位测量的实践,探讨了VRS技术在建筑红线定位测量中应用的控制加密、实地放线等问题。实践应用分析证明,利用VRS技术不仅能提高精度,保证工作的质量,还能大幅提高工作效率。

小型壳体零件模型的生成系统

随着数控机床的广泛应用,小型壳体的型腔在数控机床上的加工应用越来越广泛。针对这一企业需求,主要介绍了用Visual Basic 6.0调用SolidWorks为其提供的API(应用程序接口)功能进行针对小型壳体零件的二次开发。在对壳体零件模型库的自动建模原理和关键技术详细研究的基础上,开发了基于SolidWorks的采用自动设计与人机交互设计相结合的壳体零件快速设计原型系统。利用特征参数,实现了在SolidWorks界面下自动建立小型壳体模型系统的技术,并且以菱形型腔壳体为例,对开发技术的关键部分进行了详细地论述。

三维空间三坐标角度测量单点被动定位算法

在军事实战中单点被动定位系统往往与主动定位系统交替使用,所以,具有一定初始条件(初始距离、初始速度)的单点被动定位系统所使用的算法研究十分重要。文中在三维空间运动几何模型的基础上,结合目标和观测器各自的速度约束条件,提出了运动目标的三维空间三坐标角度测量单点被动定位算法的模型。建立了该模型下单点被动定位方程,讨论了定位方程解存在的条件,得出方程具有双解的结论。结合高速运动目标的航迹在任意相邻3个观测点上共线的假设,确定了定位方程的唯一解。最后,利用计算机仿真了三坐标角度测量单点被动定位的算法。多种目标航迹的仿真结果表明,该算法对来袭目标的各种航迹有效,定位相对误差优于±2%。

云调节增益自适应单神经元PID的应用

提出了一种单神经元自适应PID控制器,并给出了控制结构模型。首先探讨了单神经元自适应PID控制学习算法,进而通过分析单神经元PID控制算法与系统动态响应及超调量的关系,利用云模型控制器修改神经元控制器的比例系数K,并根据系统误差在线实时修改控制系数,提高了系统响应性能。仿真结果表明,增益自适应单神经元PID控制器是一种具有自学习、自适应、鲁棒性强的控制器。

二级倒立摆的参数自整定模糊-PI控制

基本模糊控制器在面对复杂控制对象时,其稳态精度比较差。针对这一问题,文中以二级倒立摆系统为控制对象,提出了一种新的模糊控制器。该模糊控制器通过对基本模糊控制器中结构参数的寻优和调整,以及系统输出结构的完善,实现了二级倒立摆的稳定控制。仿真研究表明,提出的模糊控制算法无论是在动态指标还是在稳态精度方面与基本模糊控制器相比,都有了明显的改进。

空时分组编码系统中的空时恒模算法

研究了基于空时分组编码下的盲均衡系统,提出了一种改进的自适应恒模算法,即空时恒模算法。空时恒模算法是在利用传输信号恒模特性以及发掘编码方式统计特性的基础上,提出的一种自适应盲均衡恒模算法。该文通过MATLAB仿真,表明了空时恒模算法(ST-CMA)比传统的恒模算法(CMA)在相同参数条件下有性能的提高。

一类具功能反应的捕食系统极限环的唯一性

研究了一类同时具有功能反应和密度制约的非线性2种群食饵-捕食者系统=xg(x)-yφ(x),=y(-d+eφ(x)),其中g(x)=a-bxα-f3,φ(x)=cxβ及12<α=β<1。首先利用微分方程稳定性和定性理论讨论了该系统存在正平衡点的条件和正平衡点的性质,再利用构造Dulac函数的方法给出了该系统极限环不存在的相关条件,然后利用Poincare-Bendixson环域定理和张芷芬惟一性定理,证明了该系统在不稳定的正平衡点周围存在唯一的极限环,从生态学的意义上得到了2种群持续生存的条件,最后用Matlab数值模拟对结果进行了验证。推广了已有的一些结论。

2阶段法单一发电企业配置效率评价

从发电企业的实际情况看,在对发电企业的配置效率进行评价时,输入、输出指标的相对重要程度不同,采用单纯的DEA方法和带AHP约束锥的DEA模型对发电企业的配置效率进行评价。存在一定的局限性。文中运用系统分析的方法,采用时间为决策单元,建立DEA/AHP 2阶段模型对发电企业的配置效率进行评价。通过对H发电企业1994—2004年的配置效率的实证研究,验证了该方法用于发电企业配置效率相对有效性评价的科学性和可行性。

《西安科技大学学报》2007年总目次

<正>~~

《西安科技大学学报》征稿简则