辽宁工程技术大学学报(自然科学版)

  • 齐大山铁矿东帮边坡空间形态优化

    梁冰;于金江;李广贺;

    针对齐大山铁矿东帮边坡空间形态优化问题,在分析边坡工程地质条件的基础上,将极限平衡法与数值模拟法相结合,评价原设计到界边坡稳定性,优化设计到界边坡的形态参数,探讨追踪距离对边坡三维稳定性的影响规律。研究结果表明:采用逐水平优化方法设计的到界边坡角为46°,每阶段的边坡二维稳定性系数均满足安全储备系数要求;边坡的三维稳定性系数与追踪距离呈负相关指数函数关系,当追踪距离为50 m时,齐大山铁矿东帮到界边坡角可设计为48°,整体边坡角提高了2°,经济效益显著。

    2024年02期 v.43;No.270 129-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1391K]
  • 大采高工作面覆岩运动与煤壁片帮规律

    何吉清;李猛;安博超;胡皓宇;

    为探究大采高工作面顶板运动规律及煤壁破坏机理,建立3种不同采高的UDEC数值模型,分析采高和支架护帮板位置对顶板垮落步距、形态及煤壁破坏深度的影响,建立煤壁滑移破坏力学模型。研究结果表明:初次来压步距受采高的影响较小,均为45 m,周期来压步距随着采高的增大而减小;大采高工作面由于垮落矸石无法充满采空区,顶板易形成悬臂梁结构;采高增大会增大煤壁片帮的风险。计算得出了大采高工作面煤壁能承受的最大顶板压力,给出了煤壁滑移破坏判据。通过建立不同护帮板位置的数值模型,确定了8.8 m大采高工作面的护帮板最佳支护位置。提出了增加护帮板水平推力和支护面积的煤壁控制方法,现场应用该方法使煤壁稳定性得到了有效提升。

    2024年02期 v.43;No.270 135-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 974K]
  • 超远距离下组煤层超前开采覆岩应力及裂隙演化规律研究

    李延河;郭明功;张肖洋;孙维吉;房胜杰;

    为探究平煤股份八矿超远距离下组煤层超前开采对上覆煤岩层的影响,采用相似材料模拟实验分析超远距离下组煤层超前开采上覆煤岩层裂隙及应力演化规律,并进行现场验证。研究结果表明:超远距离下组煤层超前开采条件下,随工作面推进,上覆煤岩层裂隙率呈先上升后平稳的趋势,当工作面从187 m推进至272 m,裂隙发育最快;超远距离下组煤层超前开采对上覆煤岩层有卸压效果,但与常规情况下相比卸压滞后距离较大;上覆岩层卸压比戊组煤层大;通过现场验证发现,随工作面推进,矿压呈先上升再下降后稳定的趋势,并将工作面区域分为未干扰区、应力集中区、卸压区和稳定区。研究结论可为平煤矿区远距离下组煤层超前开采、上组煤层工作面瓦斯防治和采区工作面采掘部署提供参考。

    2024年02期 v.43;No.270 143-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1226K]
  • 基于最小分支剩余容量的矿井通风网络极值流算法

    贾廷贵;韦永盛;

    为计算矿井最大通风量,针对最短增广链算法随机选取增广链,造成增广链缺失和极值流偏小的问题,提出一种基于最小分支剩余容量的矿井通风网络极值流算法。该算法在选取增广链时,选择中间分支剩余容量最小的增广链进行增广;每次增广完毕后,优先选择与增广完毕的增广链包含相同分支的增广链进行下一次增广。利用Excel Solver解算模型与BA无标度随机网络进行仿真实验,结果表明该算法比最短增广链算法解算时间短,且避免了增广链缺失。研究结论为矿井最大通风量的计算提供理论参考。

    2024年02期 v.43;No.270 150-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 753K]
  • 抚顺西露天矿泥岩蠕变特性试验及介观模型研究

    郭超;徐晨;杜思宏;

    为研究抚顺西露天矿边坡中泥岩蠕变特征,利用ITZ-1型三轴剪切仪,采用陈氏分级加载法对抚顺西露天矿边坡中的岩样进行蠕变试验,获得岩样蠕变曲线。对试验数据进行数值拟合得到改进的Burgers模型基本参数,在ABAQUS有限元分析软件中对改进的Burgers模型二次开发编写UMAT子程序。通过Python脚本结合Voronoi多边形法建立岩石介观结构模型,模拟得出岩样蠕变曲线,分析试验蠕变曲线及数值模拟得出的介观尺度损伤。研究结果表明:抚顺西露天矿边坡中泥岩具有减速和等速蠕变阶段特性,岩石介观模型模拟所得蠕变结果与试验结果误差较小,泥岩中沿轴向生长的介观结构更易发生损伤、破坏。所建岩石介观模型可以更精确地模拟岩石介观结构特征,为工程实际中的岩石力学仿真模拟提供参考。

    2024年02期 v.43;No.270 156-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 929K]
  • 纳米偏高岭土对铁尾矿砂-再生混凝土抗压性能影响及微观结构分析

    阎杰;赖镇泉;左军鹏;庄永程;谢军;

    为综合利用固体废弃物,以再生粗骨料部分取代天然骨料、以铁尾矿砂部分取代天然砂分别作为粗、细骨料,同时以纳米偏高岭土(NMK)部分取代水泥作为胶凝材料制成铁尾矿砂-再生混凝土(IRC),进行立方体抗压强度试验,探究NMK对IRC抗压强度的影响。利用扫描电镜(SEM)及氮吸附法(BJH)研究再生混凝土微观结构的变化规律。研究结果表明:铁尾矿砂取代率的增加会提高再生混凝土强度变化率,且取代率越大,抗压强度变化率越高;适量掺入NMK可以提高再生混凝土的抗压强度,当NMK取代率为5%时,抗压强度最大;掺入适量的NMK可以通过促进二次水化反应生成大量的C-S-H凝胶,提高砂浆内部及砂浆与骨料之间的密实度,提升界面过渡区强度,优化内部孔隙结构,进而提升IRC的抗压强度。

    2024年02期 v.43;No.270 163-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 2667K]
  • 跨海区域砾砂地层泥水盾构泥浆成膜效果试验研究

    李国敏;朱训国;夏洪春;李伟;

    为揭示泥水盾构开挖面泥浆成膜规律,以青岛地铁8号线泥水盾构掘进的跨海区间为工程背景,阐述不同级配下泥浆的渗透成膜过程,分析高聚物、处理剂作用下3种泥膜形成机理,并结合特定砾砂地层设计成膜装置,采用控制变量法开展室内试验,选用2种粒径细砂调节泥浆级配,分析不同掺量制浆材料(NSHS-3)作用下的泥浆性质。试验结果表明:与粒径小于0.01mm的细砂相比,粒径小于0.25mm的细砂形成的渗透带抓抱效果较好且更适配砾砂地层。地层的颗粒级配相同时,泥浆黏度越高,其稳定性越高,泥膜容易形成且厚度较薄、质密、滤水量低,但添加剂过量会引起部分土颗粒聚沉,未加压时便附着在开挖面,进而堵塞盾构管道运输系统,泥膜稳定性较差且造成资源浪费。B6号泥浆加压过程中滤水清澈,滤失量较小,形成的“泥皮+渗透带”型泥膜强度较高,能保证开挖面稳定且絮凝较少,经济性较好。研究结论为类似地层泥水盾构施工改良提供参考。

    2024年02期 v.43;No.270 171-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 977K]
  • 基于FLAC~(3D)的砂质淤泥质土层地铁施工影响因素分析

    王雨;

    为分析叠交地铁施工中既有隧道变形的影响因素,依托苏州市轨道交通S1线工程S1-TS-05标段,针对在砂质淤泥质土层中盾构上穿施工导致的既有隧道的沉降与变形,采用数值模拟方法分析隧道几何参数、空间位置、地层参数等因素对既有隧道的影响,结合现场监测验证数值计算的准确性。研究结果表明:在砂质淤泥质土层盾构上穿施工中,既有隧道的位移和管片变形以竖向沉降为主,且沉降量随着盾构直径的增大而增大,随着覆土层厚度、新旧隧道净距、下穿角度,以及地层弹性模量的增大而减小。现场监测数据与模拟结果较为吻合,既有隧道位移与距叠交中心距离呈负相关关系。研究结论可为同类型地层条件下叠交地铁隧道盾构施工变形控制提供参考。

    2024年02期 v.43;No.270 179-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 1162K]
  • 断索对钢-混组合梁斜拉桥力学性能的影响

    刘耀东;李文涛;王克兵;

    为研究拉索断裂对钢-混组合梁斜拉桥力学性能的影响,以某在建钢-混组合梁斜拉桥为工程背景,采用MIDAS/Civil建立有限元仿真模型,将该模型的各参数与设计值及现场实测值进行对比以验证有限元模型的合理性,分析不同位置、不同数量的拉索断裂后主梁线形、拉索索力及索塔位移的变化规律。研究结果表明:边跨断索对主梁挠度、索塔位移的影响大于主跨断索,主跨断索对拉索索力的影响大于边跨断索;长索断裂对主梁线形、拉索索力、索塔位移的影响均为最大;拉索沿主梁跨中对称断裂时,主梁线形、拉索索力、主塔位移表现出对称变化的规律,且两对索断裂时全桥索力符合叠加原理。

    2024年02期 v.43;No.270 187-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 853K]
  • 50000 kN液压支架试验台垂直加载液压缸同步控制

    赵丽娟;张展鹏;曹正;尚祖恩;吴天谷;李文亮;孙强;

    针对超大采高液压支架试验台垂直加载液压缸同步控制问题,提出一种基于模糊进程标识符(PID)相邻交叉耦合同步控制策略,利用Creo-Adams及ANSYS建立液压支架试验台刚柔耦合动力学仿真模型,根据垂直加载实际工况添加约束条件。利用AMEsim及Matlab/Simulink建立垂直加载液压系统控制模型,基于各软件之间的接口技术构建Adams-AMEsim-Simulink机液控一体化的试验台多领域协同仿真模型。仿真得到模糊PID和常规PID下相邻交叉耦合同步控制策略的加载液压缸位移跟踪曲线、负载变化曲线、信号控制曲线、同步误差曲线。研究结果表明,相比于常规PID算法,模糊PID算法下的系统具有响应速度更快、控制精度更高等特点,使液压支架垂直加载四缸同步精度误差小于0.1 mm,满足使用要求。研究结论为液压支架试验台垂直外加载系统设计提供参考。

    2024年02期 v.43;No.270 195-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 1183K]
  • 体心立方构型三层磁性体系的自旋波行为研究

    李昌昌;刘仕奇;张娜;国安邦;

    为了解体心立方构型磁性薄膜的自旋波行为,在海森堡模型的框架下,构建具有4个子格体心结构的三层磁性系统,该系统内部符合亚铁磁构型。利用线性自旋波理论和推迟格林函数的方法求解系统的哈密顿量,通过谱定理计算得到自旋波谱。基于控制变量法,研究各物理参量对系统能隙和共振频率的影响。研究结果表明:层间各向异性对系统能隙和共振频率都存在相对较小的影响,而自旋量子数和交换耦合作用对系统中个别几条能隙和共振频率影响显著。研究结论为相关自旋电子器件的优化提供理论参考。

    2024年02期 v.43;No.270 202-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 620K]
  • 一种表达图像地物边缘的线段序列检测方法

    刘娜;戴激光;

    针对地物边缘提取中准确度与完整度难以兼顾、线段间缺乏连接关系的问题,提出一种表达图像地物边缘的线段序列检测方法。分析线段序列的构建规律,通过边缘分组界定地物边缘范畴,利用相位约束、距离约束、共线约束、连接性约束,解决遮挡或其他地物干扰导致的线段断裂问题,采用相邻性约束和端点共享约束对同边缘组内不同线段进行分类,同时对符合端点共享条件的线段进行更新,以构建线段序列。利用所提方法分别对街景、航空、卫星图像进行地物边缘检测实验,评价结果显示线段序列精度可达98%,表明所提方法能够准确表达地物边缘,提升图像地物边缘表达的能力。

    2024年02期 v.43;No.270 208-216页 [查看摘要][在线阅读][下载 1569K]
  • 面向目标6D姿态追踪的复用预测网络

    呼木吉力吐;

    为提高目标6D姿态追踪网络的收敛能力和追踪精度,提出一种基于少量数据驱动的目标6D姿态追踪复用预测网络。以当前时刻的彩色及深度(red green blue and depth,RGB-D)图像和上一时刻的目标渲染值作为输入,通过2个独立的特征编码器提取特征矩阵,在特征编码器中引入通道注意力机制模块,保证有选择性地调整通道信息的权重;构建复用预测网络模块,将特征矩阵解耦得到旋转矩阵,通过旋转矩阵前向传播与特征矩阵融合,将融合的结果再次解耦得到物体6D姿态的旋转矩阵与平移矩阵,并采用李代数方法通过2个矩阵计算出目标的6D姿态。实验结果表明:在使用少量数据训练网络模型的情况下,与MaskFusion、“TEASER++”和se(3)-Tracknet等方法相比,所提方法能够提高目标6D姿态追踪的准确率。

    2024年02期 v.43;No.270 217-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 1225K]
  • 基于全局双约束的矿井尘雾图像增强方法

    冀常鹏;贺丽娜;代巍;

    为提高煤矿尘雾图像的可观测性,提出一种基于全局双约束的Retinex算法的尘雾图像增强算法(GCFCDL-Retinex)。首先,将输入图像进行内外循环,训练聚类和稀疏双重约束下的过完备字典,对图像中的噪声分量进行抑制;然后,通过Retinex算法对照度分量和反射分量进行估计及提取,并对提取的照度分量进行自适应Gamma校正;最后输出增强后的图像。研究结果表明:在煤矿井下的复杂环境中,所提出的图像增强算法能够有效提高矿井下尘雾图像的对比度和清晰度,去除真实粉尘,同时抑制图像光晕、边缘模糊的现象,增强后的图像色彩自然,视觉效果明显提升。研究结论为矿井下视频监控清晰化的工程应用提供理论依据。

    2024年02期 v.43;No.270 225-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 1016K]
  • 关系图注意力网络的方面级情感分析模型

    陈万志;刘久龙;王天元;

    针对方面级情感分析利用注意力机制和传统深度学习方法提取方面词与上下文之间的联系时,未充分考虑句法依存信息及关系标签导致预测效果不佳的问题,提出一种基于关系图注意力网络的分析模型。利用DeBERTa预训练模型进行词嵌入,并将初始词向量进行多头注意力计算以增强方面词与上下文信息之间的关系。通过图注意力网络学习句法信息中的关系标签特征,借助这些关系标签特征进一步提取句法信息中方面词和上下文之间的联系,增强模型对于情感特征的提取能力。SemEval-2014数据集的实验测试结果表明,所提出模型的准确率和Macro-F1均优于对比模型。

    2024年02期 v.43;No.270 232-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 716K]
  • 基于混合兴趣主题模型的推荐方法

    邱云飞;田丰维;

    针对跨领域项目推荐过程中用户兴趣稀疏造成的推荐冷启动问题,提出一种基于混合兴趣主题模型兴趣领域潜在狄利克雷分布(PA-LDA)的推荐方法。PA-LDA使用兴趣潜在狄利克雷分布(P-LDA)模块挖掘用户历史行为数据,生成关于目标项目中兴趣主题的概率分布,综合考虑主题和项目内容词对兴趣的影响进行参数估计建模,得到用户对目标项目的兴趣评价。PA-LDA使用领域潜在狄利克雷分布(A-LDA)得到领域对项目目标的兴趣评价,混合两类兴趣评价,使用top-k方法推荐目标项目。在EdX和GCSE两组真实数据集上进行实验,验证方法的有效性和准确性。研究结果表明:PA-LDA可以有效解释用户兴趣和领域兴趣对项目推荐的作用原理,实现多维领域推荐的兴趣特征捕捉,提升推荐的适应性与准确性。

    2024年02期 v.43;No.270 241-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 607K]
  • 基于区域渐进校准网络的人脸检测与定位

    齐向明;侯明君;高鹏淇;黄胜;

    为解决角度变化下的人脸检测中存在参数量大及角度幅度变量小的问题,提出区域渐进校准网络用于任意平面角度的人脸检测,通过级联网络结构降低角度变化、提升网络运行速度。采用区域生成网络产生高质量的候选区域,构造渐进校准网络,逐步缩小面部平面角度变化范围,同时由粗到细地对候选区域执行面部检测。其中,特征提取的中间层融合参数量较少时,更好地表示了面部特征,调整锚的设置解决小尺度面部问题。在角度增强的FDDB(face detection data set and benchmark)数据集与WIDER FACE数据集上的实验结果表明,提出的方法分别取得了89.1%与90.4%的平均召回率,准确度高于快速区域卷积神经网络(Faster RCNN),且运行速度更快。在实际项目中使用该算法,验证了该方法的有效性及可行性。

    2024年02期 v.43;No.270 248-256页 [查看摘要][在线阅读][下载 881K]
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