检索结果-内蒙古大学图书馆

工程科学学报 2025年第2期47卷 195-214页

作者：陈秋松吴爱祥北京科技大学土木与资源安全学院北京100083

磷石膏充填是大宗固废处置和磷矿安全高效开采的重要途径,响应国家生态文明建设发展战略、符合绿色矿山可持续发展要求,应用前景广阔.本文系统分析了磷石膏材料性能与充填制备工艺、充填性能、充填污染风险与控制的研究成果,主要包括:(1... 详细信息

磷石膏充填是大宗固废处置和磷矿安全高效开采的重要途径,响应国家生态文明建设发展战略、符合绿色矿山可持续发展要求,应用前景广阔.本文系统分析了磷石膏材料性能与充填制备工艺、充填性能、充填污染风险与控制的研究成果,主要包括:(1)概述了磷石膏充填研究现状,介绍了相关研究成果产出及政策动态;(2)整理了国内外不同地区磷石膏化学成分、物理性能,分析了胶凝材料类型以及理论最佳化学计量组成范围,汇总了磷石膏充填料浆流变性能、力学性能影响因素及演化机理;(3)评价了磷石膏充填的潜在环境污染风险,总结了现有磷石膏预处理技术与有毒元素固定机理;(4)从预处理技术、靶向材料、原位监测三个方面对未来研究进行了展望.

关键词：磷石膏充填膏体充填胶结充填绿色矿山磷石膏

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基于GA-BP神经网络的边坡变形预测

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工程科学学报 2025年第4期47卷 594-605页

作者：谭文辉李凯刘慧敏蔡美峰郭奇峰北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

露天矿山高边坡的变形预测是保障矿山安全生产的重要手段.本文以西藏某矿山边坡为对象,采用高精度合成孔径干涉雷达对矿区南帮边坡进行了全天候位移监测,分析了边坡变形的基本规律;采用小波降噪理论对采集的时序位移监测数据进行了降噪... 详细信息

露天矿山高边坡的变形预测是保障矿山安全生产的重要手段.本文以西藏某矿山边坡为对象,采用高精度合成孔径干涉雷达对矿区南帮边坡进行了全天候位移监测,分析了边坡变形的基本规律;采用小波降噪理论对采集的时序位移监测数据进行了降噪处理,并且为了避免预测模型陷入局部极小值,引入遗传算法(即GA算法)整合进BP神经网络的训练步骤中,用于优化BP神经网络的初始权值和阈值设置,建立了GA-BP神经网络边坡变形时序预测模型,并与BP神经网络边坡变形时序预测模型进行对比分析.研究结果表明:GA-BP模型较BP模型的预测精度提高了10%以上,预测的平均误差减少了50%以上,而且预测的边坡变形趋势与监测值吻合程度更高;GA-BP模型较BP模型收敛速度加快10倍以上,GA-BP模型的回归系数、模型适应度优于BP模型.因此,采用GA-BP模型可使边坡变形预测的精度、收敛速度、泛化能力均得到提高,预测结果更为可靠,可为矿山边坡安全生产提供保障.

关键词：露天矿边坡变形预测 BP神经网络遗传算法时间序列

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基于梯度场三维重建的压电片振动模态激光测量

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振动与冲击 2025年第7期44卷 26-36,53页

作者：徐水洋汪群慧梁宝瑞李天昕北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 北京科技大学天津学院天津301830

模态测量始终是振动控制的首要任务。在对压电器件振动模态研究中,采用了一种基于光学偏转法的模态测量技术。该技术利用激光的高准直性,通过压电振子反射激光并在光屏上成像来捕获偏转角度。精确控制位移平台和摄像头,高效地获取不同... 详细信息

模态测量始终是振动控制的首要任务。在对压电器件振动模态研究中,采用了一种基于光学偏转法的模态测量技术。该技术利用激光的高准直性,通过压电振子反射激光并在光屏上成像来捕获偏转角度。精确控制位移平台和摄像头,高效地获取不同位置的反射光点轨迹。通过图像识别算法处理提取表面各点的梯度信息,并应用梯度数值积分、G2S算法对曲面进行重构。与激光多普勒测振法进行对比,结果表明,该研究得到模态振型和位移与理论模型以及现行测量方法高度一致,证实了该测量方法的有效性。该研究扩展了激光测角技术在振动测量领域的应用,并为测振技术从点位移到面形变的精确测量和曲面重构提供了一种新的方法。

关键词：压电器件振动模态测量激光测角法梯度场三维重建

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檩高对明清古建筑感烟探测器响应特性影响研究

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清华大学学报(自然科学版) 2025年第4期65卷 634-643页

作者：蒋慧灵杨雷音周亮北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学大安全科学研究院北京100083

明清时期“有檩式”古建筑具有构造独特、形态复杂的屋顶结构,对火灾烟气的流动产生显著影响,但现有火灾探测器的布置方案较少考虑这一因素,难以实现有效的早期火灾探测。为加强对明清时期古建筑的火灾防控,该文以硬山顶建筑为例展开研... 详细信息

明清时期“有檩式”古建筑具有构造独特、形态复杂的屋顶结构,对火灾烟气的流动产生显著影响,但现有火灾探测器的布置方案较少考虑这一因素,难以实现有效的早期火灾探测。为加强对明清时期古建筑的火灾防控,该文以硬山顶建筑为例展开研究,采用FDS(fire dynamics simulator)进行火灾数值模拟,分析不同火源位置和不同檩高条件下烟气的蔓延情况,通过设置感烟探测器阵列,进一步探究檩高对各个位置探测器响应特性的影响。研究发现,烟气蔓延过程与探测器响应时序密切相关;火源位于正脊轴线下方,当檩高不超过30 cm时在正脊中心处的探测器最先响应,超过30 cm后在靠近正脊中心两侧的顶棚处布置探测器则可以实现快速响应;火源位于墙角位置,当檩高不超过20 cm时正脊处的探测器均可在60 s之内做出响应。该研究结果可为明清时期同结构类型建筑火灾探测器的合理布置提供技术支撑。

关键词：硬山顶檩高烟气蔓延感烟探测器响应特性

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页岩储层多级压裂水平井流固耦合产能分析

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工程科学学报 2025年第5期47卷 1128-1136页

作者：亓倩岳明朱维耀马文江北京科技大学自然科学基础实验中心北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

从渗流微观-宏观动力学行为出发,通过应力敏感实验研究储层流固耦合作用与流体流动规律,探究微观与宏观有效应力的相互作用关系;基于有效应力原理,考虑页岩气滑移扩散、解吸及页岩变形的多尺度流固耦合作用,分别建立页岩储层基质和裂缝... 详细信息

从渗流微观-宏观动力学行为出发,通过应力敏感实验研究储层流固耦合作用与流体流动规律,探究微观与宏观有效应力的相互作用关系;基于有效应力原理,考虑页岩气滑移扩散、解吸及页岩变形的多尺度流固耦合作用,分别建立页岩储层基质和裂缝网络的孔隙度、渗透率在有效应力作用下的数学模型.基于页岩气储层多区耦合渗流物理模型,考虑储层变形对页岩基质和裂缝网络孔隙度、渗透率的流固耦合作用,建立了页岩气水平井流固耦合产能模型,揭示了多级压裂水平井流固耦合非线性渗流规律,分析了页岩气储层多级压裂水平井流固耦合页岩气井产能影响因素;对基质岩样和裂缝岩样进行了应力敏感性实验,结果表明基质岩样的应力敏感性强于裂缝岩样;模型研究表明:考虑与不考虑流固耦合作用对页岩气渗流影响的累计产气量相差14%左右,且缝网区流固耦合作用更为敏感;解吸吸附发生收缩变形量越大,弹性模量越小,泊松比、Biot系数、初始孔隙度越大,流固耦合作用越明显,产气量越低.泊松比对流固耦合作用的影响比较小,产气量变化不大.模型模拟结果与现场实际数据一致,产气量满足“L型”递减规律,且符合率达70%以上,验证了模型的准确性.

关键词：页岩气多尺度渗流渗透率流固耦合

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高炉煤气中HCl脱除研究现状与展望

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工程科学学报 2025年第4期47卷 875-883页

作者：陆钢邢奕周华龙钱李潜馨丁林张秋林冷廷双苏伟赵荣志北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 北京北科环境工程有限公司北京100083 北京科技大学资源与安全工程学院北京100083

为明确高炉煤气中的氯元素对高炉附属设备的影响,本文论述了高炉煤气中氯元素的来源和赋存形态,归纳了氯离子对高炉TRT叶片、煤气管网和附属设备以及热风炉耐火材料所造成的积盐结垢、腐蚀等危害.针对高炉煤气中氯离子所造成的危害,在... 详细信息

为明确高炉煤气中的氯元素对高炉附属设备的影响,本文论述了高炉煤气中氯元素的来源和赋存形态,归纳了氯离子对高炉TRT叶片、煤气管网和附属设备以及热风炉耐火材料所造成的积盐结垢、腐蚀等危害.针对高炉煤气中氯离子所造成的危害,在不改变高炉炼铁工艺的前提下,从高炉入炉原料源头控制,改善高炉操作工艺、开发管道防腐和TRT阻垢技术,TRT后喷碱脱氯以及TRT前干法脱氯这几个方面进行了深入研究.通过对上述工艺优缺点的对比,提出了以TRT前管道喷吹脱氯为主,关键设备防腐为辅,二者相结合的工艺,将是今后高炉煤气脱氯的重点研究方向.

关键词：高炉煤气氯化氢腐蚀积盐结垢脱氯

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还原剂有机/无机组分在高磷鲕状赤铁矿直接还原焙烧过程中的作用机制

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中南大学学报(自然科学版) 2025年第4期56卷 1275-1289页

作者：余可馨邹文杰寇珏董豪徐宏达孙春宝孙体昌北京科技大学土木与环境工程学院

直接还原焙烧-磁选工艺是处理高磷鲕状赤铁矿的有效方法，还原剂组分差异影响还原及脱磷过程机制。比较某褐煤、低变质程度烟煤、秸秆炭以及焦炭这4种组分存在显著差异的还原剂处理高磷鲕状赤铁矿的还原效果，采用TG-DSC、XRD和SEM-EDS... 详细信息

直接还原焙烧-磁选工艺是处理高磷鲕状赤铁矿的有效方法，还原剂组分差异影响还原及脱磷过程机制。比较某褐煤、低变质程度烟煤、秸秆炭以及焦炭这4种组分存在显著差异的还原剂处理高磷鲕状赤铁矿的还原效果，采用TG-DSC、XRD和SEM-EDS揭示还原剂有机组分及无机矿物组成对直接还原及脱磷过程的影响机制。研究结果表明：当烟煤和秸秆炭用量为30%时，直接还原所得铁的铁品位与铁回收率均超过90%，略低于焦炭还原时的指标，烟煤所得产品的磷含量显著降低，褐煤具有含水高、含碳低特性，因而还原效果不佳；褐煤、烟煤、秸秆炭在约300℃释放还原性气体（H2、气态烃、CO），秸秆炭释放气体量较少导致还原性较弱，褐煤与烟煤较秸秆炭更早开始还原反应；秸秆炭与焦炭在700℃以上表现出强反应性，主要通过碳及CO还原铁矿，两者石英含量高，促进磷还原且进入铁相，增加了产品磷含量；烟煤中方解石分解产生CaO可抑制氟磷灰石还原，降低产品磷含量。本研究为寻求廉价易得替代还原剂用于低品质铁矿资源开发利用提供了理论基础，对战略矿产铁矿资源开发具有重要意义。

关键词：低阶煤高磷鲕状赤铁矿直接还原焙烧脱磷矿相

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一种X构型的负刚度NES抗震性能研究

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东南大学学报(自然科学版) 2025年第1期55卷 171-182页

作者：杨海旭刘可宁张茂花王海飙东北林业大学土木与交通学院哈尔滨150040 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

为拓宽非线性能量阱(NES)的控制频率范围,提出一种引入负刚度的NES,由附加质量通过X型环绕弹簧产生非线性恢复力,增加准零刚度特性,同时调整控制动力参数,降低系统固有频率,能够有效提高NES的非线性和鲁棒性。采用拟静力试验方法,对所... 详细信息

为拓宽非线性能量阱(NES)的控制频率范围,提出一种引入负刚度的NES,由附加质量通过X型环绕弹簧产生非线性恢复力,增加准零刚度特性,同时调整控制动力参数,降低系统固有频率,能够有效提高NES的非线性和鲁棒性。采用拟静力试验方法,对所提出的负刚度NES模型进行低周往复加载,同时采用ABAQUS有限元软件完成负刚度NES的数值模拟,系统分析弹簧运动行程长宽比、预压缩量和刚度3种参数对负刚度NES抗震性能的影响。研究结果表明:这种X构型负刚度NES比常规NES表现出更宽的频率范围;调整弹簧刚度、长宽比和弹簧预压缩量都能拓宽NES的负刚度和频率变化范围,提高NES的耗能能力和抗震性能,有助于推广非线性结构控制技术在工程中的应用。

关键词：结构被动控制非线性能量阱负刚度拟静力试验抗震性能

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基于拉格朗日反分析法的砂岩动态力学特性

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爆炸与冲击 2025年第3期45卷 24-36页

作者：张子健陈骏朱锐余浩然李冉鑫张渊通中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

为深入研究深部地层中砂岩在冲击荷载作用下的动态力学特性,建立了一种改进的霍普金森压杆实验系统,对灰砂岩长杆试件开展了不同加载速率的动态压缩实验,并结合高速数字图像相关技术(DIC)监测试件表面位移场和应变场的演化过程,探讨了... 详细信息

为深入研究深部地层中砂岩在冲击荷载作用下的动态力学特性,建立了一种改进的霍普金森压杆实验系统,对灰砂岩长杆试件开展了不同加载速率的动态压缩实验,并结合高速数字图像相关技术(DIC)监测试件表面位移场和应变场的演化过程,探讨了灰砂岩在近场冲击加载下的拉伸破坏的规律。从DIC分析得到的位移场中提取出不同质点位移时程曲线,进行了拉格朗日反分析算法计算,获得了灰砂岩材料的全场应力-应变规律。结果表明:灰砂岩长杆试件以拉伸破坏为主,且出现了近加载端破碎、远离加载端层裂的现象;灰砂岩长杆试件的动态抗压强度因子随应变率增大而增大,有明显的应变率效应;随着加载速率升高,各测点应力峰值与应变峰值均呈增大趋势;在同一加载速率下,灰砂岩长杆的应力-应变曲线呈现出近端测点曲线包络远端测点曲线的现象。

关键词：动态力学特性数字图像相关法拉格朗日反分析砂岩动态强度增强因子

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岩石爆破基础理论研究进展与展望Ⅲ——波纹关系

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工程科学学报 2025年第1期47卷 1-12页

作者：许鹏杨仁树陈程丁晨曦王雁冰北京科技大学数理学院北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北方工业大学土木工程学院北京100144 中国矿业大学(北京)力学与土工工程学院北京100083

岩石爆破“三大关系(本构、动静、波纹)”是爆破理论研究的重要内容,爆炸应力波与裂纹的相互作用是影响岩石破碎效果的关键因素.本文围绕“炸药爆炸能量释放与爆炸裂纹扩展的精细控制原理”这一关键科学问题,聚焦爆炸应力波与静止裂纹(... 详细信息

岩石爆破“三大关系(本构、动静、波纹)”是爆破理论研究的重要内容,爆炸应力波与裂纹的相互作用是影响岩石破碎效果的关键因素.本文围绕“炸药爆炸能量释放与爆炸裂纹扩展的精细控制原理”这一关键科学问题,聚焦爆炸应力波与静止裂纹(岩体中既有缺陷)的相互作用、爆炸应力波与爆炸裂纹的相互作用、爆炸应力波作用下裂纹间的相互作用、地应力与爆炸应力波耦合作用下的裂纹扩展等四个方面,深入探讨了不同爆炸应力波的传播方向和强度对裂纹扩展行为(包括裂纹扩展方向、速度和长度)的影响规律.现有研究发现爆炸应力波在静止裂纹处发生反射和衍射,产生“双马赫锥”现象,致使爆炸能量较多地积聚在静止裂纹周围,诱导静止裂纹周围产生损伤和破坏;爆炸膨胀波对迎面爆炸裂纹的扩展有抑制作用,剪切波对其扩展有促进作用,而在爆炸应力波与同向爆炸裂纹的相互作用过程中,爆炸膨胀波和剪切波对裂纹扩展速度的影响则相反;爆炸荷载下相向扩展的两条裂纹互为自由面,产生“咬合效应”,形成相互勾连的形状;地应力场能够促进平行最大主应力方向的爆炸裂纹扩展,抑制垂直最大主应力方向的爆炸裂纹扩展,且地应力场的主应力差值越大,爆炸裂纹沿最大主应力方向的扩展长度越长.研究成果可为优化爆破炮孔间距、延期时间等参数,实现精细调控爆炸裂纹扩展提供理论依据.

关键词：岩石爆破爆炸应力波静止裂纹爆炸裂纹裂纹相互作用

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