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期刊信息/Journal information
湖南科技大学学报（自然科学版）
湖南科技大学学报（自然科学版）

许中坚

季刊

1672-9102

xuebaoz@hnust.edu.cn

0732-58290272，58290354

411201

湖南湘潭市湖南科技大学期刊社

湖南科技大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Hunan University of Science & Technology（Natural Science Edition)北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊坚持以矿业工程为主的内容特色，进一步强化“质量兴刊”的办刊理念，坚持开放办刊，以质量作为稿件取舍的唯一标准。
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    揭穿煤层前巷道围岩耗散能突变判别方式及稳定性分析

    杜荣杰王卫军袁超范磊...
    1-10页
    查看更多>>摘要：以湖南坦家冲煤矿-80m北石门作为工程案例,基于能量原理和尖点突变理论,构建以巷道围岩总耗散能作为变量的耗散能突变判别准则,分析巷道围岩的耗散能演化过程,提出耗散能突变特征值Δ.研究发现:当Δ＞0时,巷道围岩稳定;当Δ＜0时,巷道围岩进入失稳状态;Δ=0时,围岩处于临界失稳状态,此时围岩极易受到扰动从稳定状态变为失稳状态.基于巷道变形破坏特征及耗散能演化特征,提出"全断面高强度树脂锚杆+锚网喷+高强弹性锚索"联合支护方式,工程实践结果表明:该联合支护方式能够有效地保持巷道围岩的稳定性.

    能量守恒原理突变理论耗散能围岩控制

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    松软煤层水力割缝与柔性封堵气墙隅角瓦斯治理关键技术参数及应用

    秦雷林海飞马超李树刚...
    11-21页
    查看更多>>摘要：为保证松软煤层安全开采,以天池煤矿为背景,通过采前预抽和高效封堵上隅角协同治理本煤层瓦斯超限.瓦斯防治参数细化能有效改善松软煤层水力割缝增透效果差,隅角封堵效率低等问题.对此,通过现场试验及数值模拟,分析不同割缝时间、水压下瓦斯抽采量及出煤量等参数,得出适用于松软煤层瓦斯防治技术工艺指标.结果表明:不同割缝水压总出煤量增幅呈下降趋势,随着割缝水压上升,总出煤量增幅减小趋于稳定.水力割缝钻孔平均瓦斯抽采浓度为常规钻孔的5.94～9.40倍,预抽孔初始抽采浓度大于30％.结合材料性能及现场实际,设计研发快速封堵气墙并应用于现场,封堵后上隅角最大瓦斯浓度降幅32.93％.

    松软煤层水力割缝采前预抽上隅角瓦斯超限

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    基于FDS地下车库火源位置对烟气蔓延特性的影响

    战乃岩姜泽旭尹海燕张晓禾...
    22-29页
    查看更多>>摘要：地下车库火灾安全隐患问题一直是人们所关注的焦点.以某商场地下车库为参照,利用FDS-Pyrosim构建实验模拟模型,在采取机械排烟系统和自动喷淋系统联动的条件下,对地下车库单辆汽车不同位置的着火情况进行研究,分析其对发生火灾后的烟气流动规律,火场的温度、能见度和CO浓度的影响.模拟结果表明:在火源位置处和地下车库的角落处温度更高;在火灾前期无论火源位置在哪,其位置的能见度都比其他位置要高,火灾中后期烟气层厚度呈水平累积下沉;在火源位置处和地下车库的角落处CO浓度更高,同时喷淋的开启导致不完全燃烧,大幅度增加CO的含量.为地下车库烟气蔓延,合理规划人员逃生路线,保证人员人身安全提供了参考.

    地下车库火灾FDS火源位置

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    大气环境影响下的高压氢储罐氢气泄漏爆炸事故后果模拟

    王继猛崔燕王鹏飞刘勇...
    30-35页
    查看更多>>摘要：为研究高压氢储罐氢气泄漏爆炸在大气环境因素影响下的危险性,以假设某企业的高压氢储罐发生氢气泄漏爆炸事故为研究背景,运用ALOHA软件,模拟氢气云爆炸威胁区域随大气稳定度、风速、温度和湿度变化时的动态变化规律.模拟结果表明:天气越稳定氢气云爆炸危险性越大;风速越小氢气云爆炸危险性越大;温度对氢气云爆炸危险性影响较小;湿度这一因素不影响氢气云爆炸危险性.研究结果对高压氢储罐氢气泄漏爆炸事故的预防、应急疏散和救援具有重要的指导意义.

    氢气大气环境高压氢储罐泄漏氢气云爆炸ALOHA事故模拟

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    CSAMT在危机矿山深边部勘查中的应用——以湖南稻草湾矿区锑矿为例

    赵志坚杨天春曹运江鲁玉龙...
    36-44页
    查看更多>>摘要：近年来,我国许多大中型有色金属矿山经过多年开采后,出现资源严重不足.文章主要针对危机矿山——湖南省锡矿山锑矿的现状,探讨寻找接续资源的问题,以期在危机矿山深边部取得找矿突破.在锡矿山北部的稻草湾矿区共布设11条可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)剖面,通过对探测数据进行预处理、静态校正以及二维反演计算等方法,研究该区受断裂和地层联合控制的隐伏锑矿体的存在状态.研究成果突显了稻草湾矿区控矿断裂的分布特征,并由此推断出隐伏矿体的标高位置.经后期钻孔验证可知:CSAMT的解译结果与断裂构造和矿体的位置吻合,表明CSAMT法在该区找锑具有较好的效果,可为今后类似的危机矿山深边部找矿提供科学依据.

    CSAMT静态校正稻草湾锑矿危机矿山深边部找矿

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    长沙星城光塔风荷载特性试验

    钟志恒李寿英
    45-51页
    查看更多>>摘要：对设有多种气动措施的高层建筑进行刚性模型测压风洞试验,采用模态叠加法计算该建筑在风荷载作用下的响应,得到与主体结构设计风荷载相关的风振系数和整体体型系数,以及围护结构的设计风荷载.结果表明:该建筑的风振系数试验值比规范值大,但结构形式较为有利,整体体型系数最大值为1.04;围护结构设计风荷载的最大正极值风压出现在建筑顶部透风幕墙处,而最大负极值风压出现在凹角区域.从加速度响应来看,该建筑的振动以横风向振动为主.

    高层建筑风洞风效应围护结构凹角立面开洞

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    覆冰输电线路终端塔风致倒塌机理

    张淳淇谢献忠易润华林文欣...
    52-60页
    查看更多>>摘要：以某倒塌事故终端塔塔-线体系为对象,建立其有限元动力学分析模型,基于谐波叠加法和Davenport目标谱模拟风速时程,确定覆冰塔线上的风荷载,研究覆冰终端塔塔-线体系的风致倒塌过程、机理及其影响因素.通过瞬态分析模拟覆冰终端塔塔-线体系的整个倒塌过程,揭示其风致倒塌机理.覆冰终端塔在8级大风荷载作用下,背风侧塔腿下部主材最先失稳,并导致塔腿部位其他相邻构件应力增大,依次发生局部构件失稳或屈服失效,最终诱发输电塔整体结构失稳倒塌.终端塔的整个导线张力都是非平衡张力,在塔腿部位会产生很大的倾覆应力.在失效构件等效应力的荷载占比中,导线张力占比大于50％,其次是作用在塔上的风荷载,占比大于30％.通过参数影响分析得出,90.风向角是一种最危险的风荷载工况,而最合理的线路走向则是沿终端塔底座截面两根正交的最大惯性主轴.

    终端输电塔塔-线体系风致倒塌机理数值仿真参数分析

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    薄壁圆钢管约束陶粒混凝土短柱偏心受压性能试验

    郑宏宇孟淼朱振柯晓军...
    61-69页
    查看更多>>摘要：在满足承载力要求的前提下,薄壁钢管约束陶粒混凝土可进一步减轻构件自重,节省用钢量.为研究其偏心受压性能,以陶粒混凝土强度等级、钢管壁厚、偏心距为变化参数,对12根薄壁钢管约束陶粒混凝土短柱进行单调静力加载试验,观测其破坏形态、承载力、侧向挠度、钢管应变.试验结果表明:所有试件均为弹塑性破坏,钢管屈服,具有良好的延性;随偏心距的增大,试件的极限承载力降低;增大钢管壁厚可有效提高试件的延性和极限承载力;随陶粒混凝土强度的增大,试件的极限承载力增大,但延性降低;钢管壁厚与陶粒混凝土强度等级存在匹配性;薄壁钢管约束可大幅提高陶粒混凝土短柱的偏压承载力.基于试验结果,以中、美、英相关规范的公式估算各试件的偏压承载力,发现CECS 28:2012《钢管混凝土结构技术规程》的误差最小,建议作为薄壁钢管约束陶粒混凝土柱压弯承载力的预测公式.

    薄壁钢管陶粒混凝土短柱偏心受压承载力延性

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    高速公路桥梁岩溶地基应力应变响应机制

    胡晓明
    70-77页
    查看更多>>摘要：贵州高速公路桥梁具有跨度大、高度高、荷载大等显著特点,为了研究喀斯特地区高速公路桥梁复杂岩溶地基破坏模式,利用离散元数值模拟法模拟串溶和鹰嘴岩现象桥梁岩溶地基应力应变响应机制.以桐新高速第2标段芭蕉湾特大桥左幅4c-2桩基的串溶现象、枇杷洞大桥右幅6-0鹰嘴岩现象为案例,通过主动式声呐系统探测桥梁桩基下岩溶的空间位置和分布,并利用离散单元法进行数学建模,然后通过PFC颗粒流软件进行加载过程应变应力响应机制进行模拟分析,最后利用结构近似分析法对模拟结果进行验证分析.分析表明:芭蕉湾特大桥桩底在0.68,1.73 m处分布了2个高度为0.62,1.03 m的溶洞情况下,在设计荷载27 000 kN作用下,地基会出现挤压隆起和碎裂形成的整体破坏模式;枇杷洞大桥右幅6-0桩底在桩底鹰嘴岩现象时,在设计荷载18 000 kN作用下,会存在地基地层挤压碎裂和桩基不均匀沉降,从而导致地基破坏和失稳的局部剪切破坏模式.并且,根据结构近似分析法,虽然2个工点岩溶洞室的厚跨比大于0.5满足理论要求,但是其抗弯和抗剪验算均未通过,因此,判定其在桥梁设计荷载作用下,地基不稳定.通过模拟分析和理论计算分析结论,为桐新高速岩溶地基处理提供数据支撑和决策依据.

    桥梁桩基岩溶地基串溶现象鹰嘴岩现象数值模拟

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    无导能筋碳纤维增强尼龙66复合材料超声波焊接过程及影响因素

    支倩胡宇航谭欣荣舒鹏...
    78-84页
    查看更多>>摘要：研究了无导能筋碳纤维增强尼龙66复合材料的超声波焊接过程,并分析了板材与焊头之间角度及上下板材间的间隙对焊接过程的影响.结果表明:超声波焊接由库伦摩擦、非稳态熔化、稳态熔化和凝固4个阶段构成.适当提高焊接压力和焊接时间可以增加稳态熔化阶段时间,而当焊接时间超过2.9 s,会出现上板塌陷的T3'阶段.当角度大于4°或板间隙大于1.0 mm时,由于界面Ⅰ和界面Ⅱ的接触不再紧密而出现接头强度的快速下降.存在角度的接头在位移曲线上表现为多个"平台"特征,而板间隙的接头减少了稳态熔化阶段的时间.

    超声波焊接导能筋位移曲线角度板间隙

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