摘要：目的 为了深入探究采动影响下逆断层稳定性和覆岩移动规律,避免断层受采动影响发生活化失稳,开展采动影响下逆断层稳定性和覆岩移动规律研究.方法 系统剖析采动影响下断层活化机制,量化评估逆断层上下盘不同开采条件下断层活化难易程度,对比分析相应覆岩破坏方式和裂隙发育规律.结果 结果表明:(1)在逆断层上盘开采时,覆岩节理法向和剪切位移矢量均趋于0,表明采动对覆岩移动和断层活化未产生显著影响,断层在开采影响下出现应力集中现象,但并未发生滑移;(2)在逆断层下盘开采时,覆岩沉降最大值比上盘覆岩沉降最大值高0.16 m,且裂隙发育高度更高,覆岩节理法向和剪切位移矢量分别为0.4,1.3 m,断层在采动影响下出现应力集中和"活化"滑移失稳现象;(3)利用活化风险指数Q判断断层活化风险大小,对比上下盘开采情况发现,下盘开采后断层更易发生"活化"滑移;(4)上下盘工作面开采时,断层稳定需分别满足T/F＞0.087,T/F＞11.43,因此下盘开采时断层更易失稳;(5)上下盘工作面开采时,断层稳定性差异显著,在下盘工作面开采时,工作面右侧与断层的水平距离需大于117 m.结论 研究结果对回收煤炭资源和保障井上下安全具有重要意义.

摘要：目的 为了解决深井软岩高地压带来的采煤工作面片帮冒顶问题,开展千米深井超前注浆加固浆液渗流扩散规律及应用研究.方法 以口孜东矿140504工作面为背景,采用扇形注浆孔布置方案,超前预注水泥浆加固顶板,运用COMSOL Multiphysics数值模拟软件,分析双孔注浆时,浆液扩散半径、注浆压力随时间的变化规律,并结合FLAC 3D(fast lagrangian analysis of continua 3D)软件,模拟注浆前后围岩竖直位移变形量进行注浆效果对比分析.结果 结果表明:(1)浆液扩散形态为同心圆,浆液质量浓度在注浆孔处最大,以轴对称形式由高变低向四周逐渐衰减扩散;扩散半径随时间增加非线性增大;(2)水泥浆液在注浆17 h时扩散半径最大.基于最大扩散半径,改变终孔间距,模拟得到浆液扩散范围相交、相切、相离3种加固效果,最终以相切状态时的浆液扩散结果得到注浆孔间距大小;(3)注浆压力在注浆孔处几乎保持不变,且以对称形式,向两边先急剧减小后趋于稳定;(4)模拟发现,顶板注浆后,其最大垂直位移降低了21.4%,说明超前预注浆加固顶板能够对上覆岩层的位移进行有效控制;(5)现场工业实践可知,与注浆加固前相比,注浆加固后可大幅减少采煤工作面人员数量,提高工作面月推进速度.基于实际注浆量参数统计,终孔终压值应不小于8 MPa.结论 研究结果可为千米深井工作面超前注浆加固实践提供参考.

摘要：目的 液压支架稳定性控制是大倾角煤层开采所面临的主要技术难题,受地质条件和采场环境变化影响,支架易处于非稳定的工作状态.方法 采用改进的YOLOv11n-Pose算法训练支架姿态检测模型,实现支架整体姿态检测.为满足模型轻量化需求,在算法的主干层引入GhostNet网络结构和RepConv模块;设计C3k2-RVB-EMA注意力机制模块增加模型的鲁棒性;为提高模型的整体精度与收敛效率,对比常用的损失函数CIoU,GIoU,DIoU,EIoU,SIoU和WIoU,选择WIoU为该模型的损失函数.基于双目视觉模型和坐标转换关系,实现对支架支撑高度、顶梁俯仰角及底座偏转角的数据测量.结果 结果表明,模型采用轻量化设计,比YO-LOv11n-Pose算法模型体积减少30.26%;采用C3k2-RVB-EMA注意力机制模块和WIoU损失函数,模型准确率提升1.7%;改进算法模型生成的支架姿态曲线、关键点位置和输出的置信度数值均优于现存算法模型;在支架姿态测量实验中,所提模型测量结果最大相对误差在5.52%以内.将所提模型部署至边缘计算设备平台上,其参数量、计算量、体积和推理时间均优于常用模型.结论 改进算法模型用于大倾角煤层支架整体姿态检测,展现出较高的准确性和鲁棒性;同时将模型部署至边缘计算设备上,实现了高效推理,有效兼顾了检测精度与轻量化部署需求,为大倾角煤层液压支架姿态检测提供了可行技术路径.

摘要：目的 矿井涌水量精准预测对预防矿井水害和保障矿井安全生产具有重要意义,为精准预测矿井涌水量,构建适用于华北型煤田受底板L1-4灰岩含水层和奥陶系灰岩含水层水害威胁的矿井涌水量预测模型.方法 以河南某典型矿井的水文监测数据为基础,提出LSTM-Transformer模型.利用LSTM捕捉矿井涌水量的动态时序特征,通过Transformer的多头注意力机制分析含水层水位变化和矿井涌水量之间的复杂时序关联,构建水位动态变化驱动下的矿井涌水量精准预测框架.结果 结果表明,LSTM-Transformer模型预测精度显著优于LSTM,CNN,Transformer和CNN-LSTM模型的,其均方根误差为20.91 m3/h,平均绝对误差为16.08 m3/h,平均绝对百分比误差为1.12%,且和单因素涌水量预测模型相比,水位-涌水量双因素预测模型预测结果更加稳定.结论 LSTM-Transformer模型成功克服传统方法在捕捉复杂水文地质系统中水位-涌水量动态关联上的局限,为矿井涌水量动态预测提供可解释性强、鲁棒性好的解决方案,也为类似地质条件下矿井涌水量预测提供了新方法.

摘要：目的 研究不同类型裂纹故障对双齿圈人字行星齿轮传动系统接触力特性和均载性能的影响规律.方法 基于SolidWorks和ADAMS进行故障联合仿真研究,分别建立健康状态和行星轮上具有贯穿型、非贯穿型和端面贯穿型3种不同裂纹故障的双齿圈人字行星齿轮传动系统精确虚拟样机模型,采用GSTIFF积分法求解健康和不同典型裂纹故障状态下的轮齿接触力,计算系统均载系数,分析内、外啮合副在时频域上的接触力特性和系统均载特性的变化规律.结果 结果表明,健康状态下各齿轮副的接触力呈稳定的周期性变化,仿真基频与啮合频率数值相差仅1%;系统内、外啮合副均载系数为1.006和1.007,啮合传动表现出良好的均载性能.存在裂纹故障时,贯穿型裂纹深度扩展到 30 mm时,内、外啮合副均载系数增大 6.2%和9.2%;贯穿型裂纹角度扩展到60°时,内、外啮合副均载系数增大6.6%和7.8%;非贯穿型裂纹有效长度扩展到120 mm时,内、外啮合副均载系数增大4.3%和4.1%;端面贯穿型裂纹有效宽度扩展到150 mm时,内、外啮合副均载系数增大10.8%和11.4%.结论 随着裂纹故障程度加深,均载系数逐渐增大,即均载性能逐渐变差.系统外啮合均载性能受到的影响比内啮合更大,行星轮存在端面贯穿型裂纹故障对系统的均载性能影响显著大于贯穿型和非贯穿型裂纹.

摘要：目的 针对吐哈盆地深部煤岩气勘探地质认识薄弱问题,以深部煤岩气井K1井为研究对象,系统研究其煤储层特征和勘探潜力,揭示深部煤岩气赋存规律与成藏模式,为规模化勘探开发提供依据.方法 通过煤岩分析化验、三维CT扫描、覆压孔渗试验和等温吸附测试等方法,结合煤岩显微组分、孔隙结构、渗透率等参数,综合分析煤储层物性特征.对比准噶尔盆地、鄂尔多斯盆地等区域地质条件,结合测井资料与煤层气资源量预测方法,评价吐哈盆地深部煤岩气勘探潜力.结果 吐哈盆地深部煤储层以低-中煤阶(K1井:Ro=0.64%～0.94%)为主,镜质组含量达80.96%,煤体结构完整但松软,具有"低孔、低渗、孔隙结构复杂"的特征,煤储层孔隙度为 2.99%～7.55%、渗透率为 0.044×10-3～13.52×10-3μm2,孔隙度、渗透率随埋深增加呈下降趋势,具"微孔吸附+宏孔/裂隙游离"双相态储气特征,现场含气量测试显示主力煤层总含气量14.24～18.23 cm3/g,游离气占35%～40%,解吸速率快(吸附时间4.06～5.01 d),表现出"双相共存、游离优先"的赋存优势.成藏模式划分为北部山前带"调整型"气藏与中部洼陷区"自生自储型"气藏.对比准噶尔、鄂尔多斯盆地,吐哈盆地深部煤岩气具有中低煤阶热演化适中、游离气比例高、初期产气效率快等优势.结论 吐哈盆地深部煤岩气勘探潜力显著,台北凹陷主煤层(西山窑组)资源量超2.2万亿m3,温吉桑构造带和小草湖南斜坡因"高游离气比例、低解吸阻力"成为优势勘探区.

摘要：目的 为了解决巷道围岩严重变形问题,基于组合赋权法和响应面法对巷道围岩钻孔卸压参数进行优化研究.方法 针对李村煤矿巷道两帮围岩钻孔卸压参数优选问题,结合现场实际工程地质条件,采用Box-Behnken方法设计25组试验方案.应用FLAC3D进行数值模拟分析,获得不同参数条件下的力学响应特征,结合技术经济要求,选取施工成本、两帮移近量、顶底板移近量、最大垂直应力、塑性区面积、施工效率等6个指标,利用层次分析法和主成分分析法组合赋权各评价指标.结果 提出巷道围岩钻孔卸压参数综合评价模型,克服评价指标单一、主观因素干扰等缺陷,形成系统、准确的评价方法.以规范化综合评分为响应指标、钻孔卸压参数为变量,构建多元二阶回归预测方程.巷道围岩钻孔卸压优化参数为:孔径0.1 m,孔深4 m,间排距1 m×1 m,此时综合效益最佳.结论 提出的回归预测模型选取的钻孔卸压参数合理可行,降低围岩变形量的同时保证了经济效益,可为相关巷道围岩控制方案设计提供借鉴.

摘要：目的 为实时预警叠置区域内煤气开采潜在的风险,保障煤气交叉开采安全.以鄂尔多斯盆地内大牛地气田与呼吉尔特矿区某煤矿为工程背景,研究采动影响下天然气井受力变形特征与易破坏位置.方法 建立天然气井安全避让距离控制预测方法,采用 3ds Max数字建模、Unity3D引擎和C#语言结合,开发煤气模型三维联动显示、交叉区域风险预警的三维可视化与风险预警平台,并开发六大功能模块.结果 结果表明:以数字模型和场景搭建为基础,实现基于虚实映射的三维模型可视化,为预警平台设计开发奠定坚实基础;结合现场监测数据,提取分析采动影响下覆岩移动地表沉降对上覆油气管道变形影响,构建区域内地表下沉等值线分区的三维可视化;基于天然气井安全避让距离控制预测方法,实现天然气井与采煤工作面间的可视化实时风险预警;基于GNSS监测技术建立地表沉降监测、管道变形监测和天然气井安全避让距离监测相结合的综合风险预测预警平台.结论 基于可视化平台实现气煤叠置区三维显示、数据监测和实时风险预警,可为气煤叠置区煤气协调开采提供参考,为煤气叠置区灾害防控提供依据.

摘要：目的 针对钻孔漏气严重和瓦斯抽采体积分数较低等问题,开展失效钻孔单通道二次注浆精准堵漏技术与装备研究.方法 研发钻孔漏气位置精准检测装置,通过测试管底不同位置瓦斯抽采体积分数查明钻孔漏气的具体位置,研制失效钻孔管底二次注浆精准堵漏技术与装备,对李雅庄煤矿2-803工作面23个低体积分数失效钻孔进行精准堵漏.结果 结果表明:该装备二次注浆压力可达2.0 MPa,堵漏效果良好,且此装置封孔段长度和深度可自由调节,全段可回收,工艺简单快捷,方便现场施工;依据瓦斯抽采体积分数差确定2-803工作面钻孔距孔口17～23 m处漏气较为严重.采用管底二次注浆精准堵漏技术,注浆前平均瓦斯抽采体积分数29.01%,二次注浆1天、1周、1月后孔内瓦斯抽采体积分数增至81.35%,80.47%,70.66%,分别提高了1.8,1.77,1.44倍;注浆前钻孔平均瓦斯抽采纯量为0.05 m3/min,注浆1天、1周、1月后的钻孔平均瓦斯抽采纯量增至0.161,0.158,0.141 m3/min,分别提高了2.2,2.16,1.82倍.结论 该技术与装备可对低体积分数失效钻孔进行精准堵漏,减少瓦斯治理成本,提高瓦斯治理效能.

摘要：目的 为了在公共场所准确地检测口罩佩戴并根据检测结果进行人性化提醒,提出一种轻量化的YOLOv5s网络结构,并以此为基础构建一种快速的口罩佩戴检测方案,以应对真实场景中对口罩佩戴检测速度和准确性的双重要求.方法 首先,对快速空间金字塔池化进行改进,用深度卷积替换原来的卷积,以达到对快速空间金字塔池化进行轻量化的目的;其次,提出自校准通道注意力机制,它由两级通道交互构成,第一级交互用于获取邻近通道之间的相关性并根据相关性计算通道权重,第二级交互用于在更大的通道范围内对第一级交互得到的通道权重进行校准,该机制已经应用在网络的Neck部分;再次,对加权双向特征金字塔网络进行改进,增加大尺度特征图和小尺度特征图的融合路径,以丰富融合后的小尺度特征图中包含的细节信息;最后,利用GhostConv模块和C3Ghost模块分别替换Backbone和Neck部分的Conv模块和C3模块,从而降低网络的计算量和参数量,达到对Backbone和Neck进行轻量化的目的.结果 在自制数据集和公共数据集Moxa3K上的实验结果表明,所提方法与YOLOv5s相比,mAP分别提高了 3.1%和 2.9%,参数量分别降低了 46.8%和 46.8%,检测速度分别提升了25%和29.1%.结论 实验结果证明了所提方法的有效性.

摘要：目的 针对岩体微裂隙注浆加固防渗工程出现的问题,开展纳米材料改性硅酸盐水泥基注浆材料试验研究.方法 通过田口-灰色关联优化分析方法和正交试验研制一种纳米材料改性的硅酸盐水泥基注浆材料,并基于田口方法的信噪比分析研究纳米碳酸钙掺量、聚羧酸减水剂掺量、超细粉煤灰掺量和水灰比对注浆材料的黏度、析水率、凝结时间和结石体强度等基本性能的影响规律.结果 正交试验结果表明:通过田口-灰色关联优化分析得出的最优配比下的注浆材料具有较好的流动性能和力学性能,保证了注浆材料的可注性和加固效果.信噪比分析表明:纳米碳酸钙对注浆材料流动性能影响较大,随着纳米碳酸钙掺量增加,注浆材料黏度升高,析水率逐渐降低,结石体28 d强度先增加后减小;聚羧酸减水剂有助于降低注浆材料黏度,但会导致凝结时间延长、析水率提高,对结石体28 d强度影响较小;超细粉煤灰有助于降低注浆材料黏度,但对缩短凝结时间和提高结石体28 d强度不利;水灰比对析水率、凝结时间和结石体28 d强度的影响最为显著,随着水灰比增加,注浆材料的流动性能改善,但会导致凝结时间延长、结石体28 d强度降低.结论 纳米材料改性硅酸盐水泥基注浆材料具有较好的流动性、稳定性和力学性能,研究结果可为实际注浆工程的材料选择提供理论和试验依据.

摘要：目的 探究优化后的磨粒有序排布金刚石砂轮对BK7光学玻璃亚表面损伤的影响,以裂纹最大深度作为评价指标,研究不同磨粒有序排布方式、不同磨粒粒度和不同单颗磨粒最大切厚对光学玻璃材料亚表面损伤深度的影响.方法 采用磨粒有序排布金刚石砂轮对BK7光学玻璃进行磨削试验.首先,采用遗传算法对磨粒排布方式进行优化;其次,设置不同的砂轮转速、工作台进给速度和磨削深度,使用优化后的2种不同粒度(40/45目和120/140目)的砂轮在立式加工中心进行磨削试验,并对磨削过程进行测力分析.结果 通过遗传算法得出砂轮磨粒最优排布方式为轴向距离K=2 mm,磨粒周向间距ƒ=0.3 mm,磨粒排布角度α=50°.实验结果表明,优化后的磨粒有序排布砂轮磨削光学玻璃产生的裂纹深度要小于其他排布方式的.亚表面损伤深度随着磨粒粒度的增大而降低,随着磨粒最大切厚的增加而加深.通过截面抛光法和扫描电子显微镜测量磨削后的BK7光学玻璃亚表面损伤情况,并利用Image-Pro Plus 6.0软件计算测量后的亚表面损伤值.结论 采用合理优化后的磨粒有序排布方式可以明显降低BK7光学玻璃的亚表面损伤深度,这表明磨粒有序排布金刚石砂轮在提高光学玻璃磨削质量方面效果显著,对于光学元件的高效高质量磨削加工具有重要的实用价值.

摘要：目的 针对现有污水处理碳足迹研究中忽略污水中化石源有机碳经活性污泥法生物处理产生的CO₂排放和缺乏减碳路径全生命周期综合评估的问题,进行生命周期评价的城市污水处理碳足迹分析与评价研究.方法 构建碳足迹核算模型,识别典型A/A/O(厌氧/缺氧/好氧)工艺污水处理厂全流程关键碳排放环节,提出系统性减排路径,并以典型污水处理厂为例,采用生命周期评价法,建立初级处理、生化处理、深度处理和污泥处理 4个单元过程,运用eFootprint软件,参照CLCD、Ecoinvent数据库中数据,核算碳足迹.创新性纳入污水中化石源有机碳经活性污泥法生物处理产生的CO₂的核算,基于一年实际运行数据,通过敏感性分析识别关键影响因子.结果 全厂碳足迹为5.11×10⁻¹ kgCO₂e/m³.该污水处理厂4个单元过程的碳足迹排序为:生化处理>污泥处理>深度处理>初级处理,其中生化处理和污泥处理合计占比73%,是主要碳排放单元.从清单类型看,碳足迹占比排序为电耗>物耗>污染物排放>直接排放,电耗和物耗为核心影响因素,间接排放合计占比82%.结论 构建的碳足迹核算模型纳入了化石源CO₂排放,明确了生化处理和污泥处理为关键减排单元,电耗和物耗为核心管控对象.据此提出短期通过设备能效提升、运行优化和低成本材料替代,长期通过工艺升级、智能控制和能源结构优化的短长期协同减排方案,为污水处理厂碳减排提供可操作路径.

摘要：目的 为探讨考虑分层土体非线性的地动输入方法及地下结构动力响应影响因素,提出合理模拟层状地基地震动的输入方法,实现土体各深度位置材料参数的迭代更新,反映实际土体参数的空间分布特征.方法 在土体结构动力分析上,将土体等效线性模型嵌套至Mohr-coulomb模型,建立黏弹-塑性模型,给出考虑土体非线性特性的分层土体-结构整体模型地震响应分析流程.以某工程为例,进行土体-结构非线性地震响应分析,研究埋深和土层参数对地下结构抗震性能的影响.结果 结果表明:在静动荷载作用下,随着结构埋深增加,结构顶底相对位移差值逐渐减小.在相同的埋深工况下,与剪力响应相比,地震作用引起的动弯矩占比较大;保持地表加速度时程不变,随着土层剪切模量增大,结构内力响应逐渐减小.结论 对于双层地下结构,地震作用引起的上层中柱剪力和弯矩响应较大,在结构抗震设计时应考虑.在软土质环境下的地下结构设计中,应特别关注结构的动弯矩响应,并采取有效的加固措施.

摘要：目的 为明确深层煤岩气藏储层敏感性特征及损害机理,开展深层煤岩气藏储层敏感性评价及损害机理研究.方法 以鄂尔多斯盆地大吉区块深层煤岩为研究对象,利用薄片鉴定、X射线衍射检测、扫描电镜分析等方法,明确深层煤岩储层特征和潜在敏感性因素,揭示深层煤岩储层敏感性损害机理.结果 结果表明:(1)研究区煤岩显微组分以镜质组为主,惰质组含量较少,不含壳质组;无机组分以石英和黏土矿物为主,石英含量为 22.60%,黏土矿物为57.05%(以高岭石为主);孔隙结构多见铸模孔、胞腔孔和气孔,裂缝较发育但多被充填;孔隙度和渗透率较低,孔隙连通性差.(2)存在速敏、水敏、盐敏、碱敏和应力敏感损害.其中,速敏指数82.64%,表现出强速敏损害;水敏、盐敏和碱敏指数分别为53.90%,57.00%,63.50%,均为中等偏强敏感性损害;应力敏感系数为0.692 9～0.938 3,为中等偏强至强应力敏感损害.无酸敏损害,酸液处理可提高渗透率.(3)高温、高压、高应力环境导致岩石力学强度较弱,易诱发应力敏感损害;矿物成分中黄铁矿、高岭石和伊利石含量较高,在复杂流体作用下易产生自生胶结,并在裂缝或孔喉处沉积,阻碍气体产出;高矿化度地层水在钻采过程中易引发盐析堵塞.结论 研究结果提高了工作液体系和生产制度的合理性,对加大煤岩气储层保护,提高煤层气产量具有积极意义.

摘要：目的 为了解决煤巷树脂锚杆承载时尾部钢材抗拔性能不能充分发挥的问题,提出一种尾部空心的变截面锚杆,开展拉拔荷载下变截面锚杆承载特性研究.方法 采用理论分析研究拉拔荷载下变截面锚杆锚固段内力分布规律、破坏模式和弹性承载力,揭示空心段对锚杆承载性能的影响规律,并通过室内拉拔试验验证理论成果.结果 结果发现:与普通锚杆相比,空心段引起锚杆轴力分布曲线非线性增加和锚固剂-围岩界面最大剪应力增大,变化幅度随着空心段尺寸参数增大而增大;变截面锚杆的2种破坏模式为锚固剂-围岩界面滑脱和变截面位置锚杆破断,根据二者发生条件推导出相应的弹性承载力计算公式和破坏模式临界状态方程,对比2种破坏模式下锚杆弹性承载力和安全性的基础上,确立以锚固剂-围岩界面滑脱为首要破坏模式;当变截面锚杆发生锚固剂-围岩界面滑脱破坏时,其弹性承载力随着空心段尺寸参数增大,初始阶段先缓慢下降,随后加速下降,呈现负指数衰减.结论 该研究结果可为提高煤巷支护系统的经济效益和解决传统锚杆钢材利用率较低的问题提供借鉴.

摘要：目的 针对咸水层CO2封存过程中多种封存方式协同机理不明和地质、工程参数敏感性问题,开展CO2-咸水-岩体系下储层孔渗和不同封存方式协同演化规律研究.方法 采用TOUGHREACT软件ECO2N模块,以淮南煤田顾北煤矿奥陶系马家沟组咸水层为研究对象,开展为期100 a(注入期10 a)的数值模拟研究.通过参数敏感性分析,揭示关键地质(储层各向异性、盐度)、工程(CO2 注入速率)因素对深部咸水层CO2 不同封存方式下的封存效果影响.结果 结果表明:模拟周期内,CO2羽流最大扩展半径约1 000 m;CO2注入导致注入井周围pH降至 5.36,白云石等矿物溶解,释放的Mg2⁺抑制方解石沉淀,间接促进溶蚀,孔隙度提升 0～0.52%,渗透率提升0～1.6%;构造封存为主要封存形式,束缚、溶解和矿化封存分别占16.9%,3.9%,0.5%;敏感性分析表明,CO2注入速率越大,其封存量越大;咸水层初始盐度越大,浮力效应越明显,构造封存量越大,但盐析效应会抑制溶解封存效果;水平与垂向渗透率比值kh/kv从1增至100,束缚和溶解封存量分别提升43.1%和34.3%,kh/kv增大影响CO2 分布与赋存状态,促使封存方式由构造主导向物理-化学协同转化.结论 深部咸水层CO2 封存以构造封存为主导,地球化学作用通过矿物溶解-离子迁移-沉淀循环转化影响孔渗结构,储层各向异性、咸水盐度、CO2注入速率可通过调控流体运移路径和相态分布优化不同封存方式下封存效果.

摘要：目的 为了研究多种间隙对并联机构动态特性的影响,以3-PRS并联机构为研究对象,建立含转动副和球面副混合间隙的动力学模型,进行动力学分析.方法 首先,对3-PRS并联机构的位置、速度和加速度进行运动学分析,建立基于"接触-分离"二状态模型的含间隙转动副运动学模型和含间隙球面副运动学模型;其次,采用Flores接触模型和修正的库仑摩擦模型,建立接触力模型;然后,利用牛顿-欧拉法建立含混合间隙的3-PRS并联机构的动力学模型;最后,通过仿真实验对比分析混合间隙、不同间隙值、不同驱动对并联机构动态特性的影响.结果 结果表明,机构含有混合间隙时与不含间隙的理想状态的运动轨迹整体趋于一致,但是混合间隙使机构在运动时偏离理想位置,速度产生波动,加速度产生较为频繁的突变.对比不同间隙值,当间隙增大时,机构达到稳定运行时间越晚,位置偏移量增大,速度波动更大,机构运行更不稳定.对比不同驱动,当驱动幅值减小时,机构达到稳定运行时间更早,位置、速度曲线更为平滑,机构运行更稳定.结论 研究结果表明,混合间隙对并联机构的速度、加速度等动态特性影响较为严重.该研究可为分析3-PRS并联机构的实际运动情况以及间隙误差控制等提供方法和理论基础.

摘要：目的 为了合理预计高速铁路列车动荷载是否会引起下方采空区"活化"的阈值,开展高速铁路采空区地基"活化"及临界荷载研究.方法 采用理论分析计算和数值模拟相结合的方法,系统分析高速铁路采空区地基"活化"判定、采空区高速铁路列车动荷载及对应的列车速度与轴重的计算.基于高速铁路采空区地基"活化"判定与高速铁路列车动荷载计算,建立采空区高速铁路临界荷载计算方法,应用于工程实践并得到临界荷载,对应得到高速铁路列车临界静轴重与临界速度;通过MIDAS软件进行数值模拟计算,求取导水裂隙带高度和临界荷载范围,验证采空区高速铁路临界荷载计算方法及理论分析计算结果的可行性和正确性.结果 结果表明:在高速铁路列车通过采空区地表时,临界荷载为26.60 t.以设计静轴重17 t通过采空区地表时,临界车速为188.24 km/h,以设计速度250 km/h通过采空区地表时,临界静轴重为15.20 t.高速铁路列车以不超过计算的临界荷载26.60 t运行时,采空区地基不易"活化";若同时以设计速度250 km/h和设计静轴重17 t通过采空区地表时,高速铁路列车荷载29.75 t已超过计算的临界荷载,为保证高速铁路和列车安全,应进行采空区处理.结论 研究结果对高速铁路在采空区地表的建设和治理方案选择具有一定的指导价值.