检索结果-内蒙古大学图书馆

岩土力学 2025年第2期46卷 613-624页

作者：王学滨陈双印郑一方廖裴彬辽宁工程技术大学计算力学研究所辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000

随着煤炭开采向深部转移,巷道冒顶、底臌和两帮移进等软岩大变形问题层出不穷,对煤矿安全生产带来了严峻的挑战。目前,兼具连续方法和非连续方法优势的连续-非连续方法正在快速发展,然而,基于连续-非连续方法的蠕变研究尚少见报道。为... 详细信息

随着煤炭开采向深部转移,巷道冒顶、底臌和两帮移进等软岩大变形问题层出不穷,对煤矿安全生产带来了严峻的挑战。目前,兼具连续方法和非连续方法优势的连续-非连续方法正在快速发展,然而,基于连续-非连续方法的蠕变研究尚少见报道。为了模拟蠕变剪裂现象,以岩石发生蠕变破坏时的应变位于三轴压缩应力-应变曲线峰后区域内这一试验现象为基本依据,在自主开发的拉格朗日元与离散元耦合连续-非连续方法中,考虑了单元的黏弹性,发展了能模拟界面黏塑性的蠕变剪裂模型,并引入了蠕变剪裂判据。单轴压缩岩样的蠕变曲线计算结果与试验结果基本相符,蠕变剪裂开始稍后,岩样即进入加速蠕变阶段,这表明所提出的方法具有模拟加速蠕变的潜力。针对软岩巷道的计算表明,在深部围岩的推挤作用下,离散块体涌向巷道,导致巷道断面急剧缩小,在宏观上表现为大变形,巷道竖直方向收缩率可达58.8%。从单元的黏弹性和界面(虚拟裂纹面)的黏塑性两方面,丰富了软岩巷道大变形机制,即介质的黏弹性小变形、块体的大位移及之间的空隙以及界面的黏塑性变形共同作用。巷道围岩宏观上的大变形无须采用复杂大变形理论即可描述。

关键词：软岩蠕变大变形巷道围岩连续-非连续方法黏弹性剪裂

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基于邻域交叉的双变异差分进化算法求解非线性方程组

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控制与决策 2025年第2期40卷 546-552页

作者：赵世杰赵秋丽陈淼崔倩倩辽宁工程技术大学理学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学运筹与优化研究院辽宁阜新123000

非线性方程组问题的求解难点在于多根联解的同步解出,针对邻域拥挤差分进化算法存在的多根解出不完整、丢根及易陷入局部最优等问题,提出一种基于邻域交叉的双变异差分进化算法.双变异策略基于个体适应度值综合学习邻域和全局的进化信息... 详细信息

非线性方程组问题的求解难点在于多根联解的同步解出,针对邻域拥挤差分进化算法存在的多根解出不完整、丢根及易陷入局部最优等问题,提出一种基于邻域交叉的双变异差分进化算法.双变异策略基于个体适应度值综合学习邻域和全局的进化信息,以提高种群多样性并同步增强其局部最优规避性能;邻域交叉策略通过种群分组与不同交叉操作实现进化个体的差异性引导,以规避多根的联解丢失并改善计算资源的利用效率.实验结果表明,所提算法能够有效实现非线性方程组的多根联解,且在找根率和成功率指标上表现优异.

关键词：智能优化算法非线性方程组差分进化算法双变异策略邻域交叉策略种群多样性多根联解

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碱激发钢铁固废混凝土强度形成机理

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硅酸盐通报 2025年第3期44卷 1057-1068页

作者：刘德坤孙琦辽宁工程技术大学土木工程学院阜新123000 辽宁工程技术大学研究生院阜新123000

为综合利用钢铁固废,本文采用钢渣、矿渣、铁尾砂和天然碎石为原料,NaOH和Na_(2)SiO_(3)为激发剂进行混凝土制备。探究了钢渣和矿渣质量比、铁尾砂替代率、碱用量和碱模数对混凝土工作性能和力学性能的影响。通过微观测试和pH值试验揭... 详细信息

为综合利用钢铁固废,本文采用钢渣、矿渣、铁尾砂和天然碎石为原料,NaOH和Na_(2)SiO_(3)为激发剂进行混凝土制备。探究了钢渣和矿渣质量比、铁尾砂替代率、碱用量和碱模数对混凝土工作性能和力学性能的影响。通过微观测试和pH值试验揭示了碱激发钢铁固废混凝土的水化机理。结果表明,铁尾砂的加入改善了集料颗粒级配,提高了混凝土整体密实度。激发剂促进了钢渣和矿渣活性矿物的溶解,加快了混凝土水化反应进程。钢渣的掺入为C-S-H凝胶、C-A-S-H凝胶和Ca(OH)_(2)晶体的形成提供了丰富的Ca^(2+)。当钢渣和矿渣质量比为1∶9、铁尾砂替代率为45%(质量分数)、碱用量为6%(质量分数)、碱模数(SiO_(2)和Na_(2)O的摩尔比)为1.4时,碱激发钢铁固废混凝土28 d抗压强度达到47.6 MPa。

关键词：碱激发钢铁固废混凝土材料抗压强度微观结构水化机理

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不同倾角断层滑移型岩爆黏滑过程声电响应特征研究

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岩石力学与工程学报 2025年第4期44卷 781-796页

作者：赵扬锋丁玲潘一山刘玉春龚政辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁大学灾害岩体力学研究所辽宁沈阳110036 辽宁工程技术大学理学院辽宁阜新123000

断层黏滑失稳易诱发断层滑移型岩爆,为深入探索不同倾角断层黏滑演化特征和声电多源前兆,对含不同预制倾角断层的正长花岗岩开展双向摩擦试验,分析断层黏滑过程中声电信号累计能量及频谱特征,对声发射源进行定位,并基于多重分形理论研... 详细信息

断层黏滑失稳易诱发断层滑移型岩爆,为深入探索不同倾角断层黏滑演化特征和声电多源前兆,对含不同预制倾角断层的正长花岗岩开展双向摩擦试验,分析断层黏滑过程中声电信号累计能量及频谱特征,对声发射源进行定位,并基于多重分形理论研究声电时间序列的非线性特性,构建与黏滑失稳有良好相关性的3种定量指标(最大多重分形维数值Dqmax、谱宽Δα和多重分形参数Δf(α)),得出以下结论:(1)随着断层倾角的增大,断层破坏模式从沿层面的滑动破坏转变为穿过层面的滑动破坏,这种转变提高了声电信号的强度和能量。(2)声电信号的最大多重分形维数值Dqmax和谱宽Δα随着断层倾角的增大而逐渐增大。声电信号的最大多重分形维数值Dqmax和谱宽Δα可以反映断层黏滑失稳或剧烈破坏时释放能量的差异。断层黏滑失稳或剧烈破坏时,声电信号的多重分形参数Δf(α)均小于0,声电信号的Δf(α)临界值可作为断层黏滑失稳和剧烈破坏的预测指标。(3)相较34°和45°断层沿层面剪切滑动破坏所产生的声电信号,56°断层穿过层面滑动破坏产生的声电信号优势频率更低,可以认为声电信号优势频率与破裂尺度有关。

关键词：岩石力学滑移型岩爆断层黏滑声发射电荷感应时频特征

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冲击地压扰动响应失稳理论并行计算

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煤炭学报 2025年第1期50卷 81-91页

作者：潘一山王学滨郑一方陈双印辽宁大学物理学院辽宁沈阳110036 辽宁工程技术大学计算力学研究所辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000

目前,冲击地压理论研究已经完成了从定性分析到定量分析的转变。巷道围岩临界应力计算是巷道安全性评价的重要依据。鉴于冲击地压问题的极度复杂性,在理论上继续取得突破极为困难。基于理论公式的巷道围岩临界应力计算,无法考虑更复杂... 详细信息

目前,冲击地压理论研究已经完成了从定性分析到定量分析的转变。巷道围岩临界应力计算是巷道安全性评价的重要依据。鉴于冲击地压问题的极度复杂性,在理论上继续取得突破极为困难。基于理论公式的巷道围岩临界应力计算,无法考虑更复杂的实际情况,例如非圆形巷道、非静水压力和复杂岩层结构。冲击地压理论和数值计算相结合具有更加广阔的应用前景,能使冲击地压理论进一步走向实际应用,这是极有价值的发展方向。这方面研究成果的成功取得依赖于数值计算技术的快速发展。研究将当今较先进的岩层运动并行计算系统StrataKing(一种自主开发的以拉格朗日元与离散元耦合方法为基础的非线性断裂力学GPU并行计算方法)与冲击地压扰动响应失稳理论相结合,首次提出了圆形巷道扰动响应失稳理论的数值模拟方法。该方法的思想是将非线性断裂力学数值分析方法中的Ⅱ型断裂能设定为中间变量,从而建立了静水压力条件下圆形巷道围岩临界应力与冲击能指数之间的关系。为了获取冲击能指数的数值解,采用了仅出现一个剪切面的理想岩样进行单轴压缩数值试验,以排除其他因素对应力-应变曲线峰后倾向于直线部分斜率的影响。对于高角度剪切破裂,提出了将非标准岩样的计算结果转换成标准岩样的结果的折算方法。折算后冲击能指数的范围为0.17~13.52,位于全国131个冲击地压矿井的调研数据之内。巷道围岩临界应力的计算结果是理论结果的0.4~2.5倍,这与针对全国20个冲击地压矿井的调研数据(临界应力的修正系数普遍大于1,甚至接近8)定性相符,从局部化破坏围岩比均匀破坏围岩的承载力高的角度进行了解释。冲击地压与局部化的关系过去有讨论,扰动响应失稳理论与局部化过去并无关系。通过局部化,扰动响应失稳理论与冲击地压之间在破坏机理上产生了密切的关联。StrataKing可为冲击地压矿井巷道安全性评价提供强大的算力支撑。

关键词：冲击地压定量分析扰动响应失稳理论冲击能指数局部化并行计算临界应力

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煤粉界面厚度影响下结合面接触刚度分析

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振动与冲击 2025年第2期44卷 120-130页

作者：杨辛未孙东张帅吴东璇陈洪月辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院内蒙古鄂尔多斯017010

为研究煤粉界面厚度对结合面接触刚度的影响,对接触表面的微观形貌进行了刻画,试验测量了煤粉颗粒间及其与接触面间的接触参数,并基于颗粒液桥与颗粒破碎理论,采用有限元-离散元耦合方法,建立了含有煤粉界面的结合面三体接触模型,分析... 详细信息

为研究煤粉界面厚度对结合面接触刚度的影响,对接触表面的微观形貌进行了刻画,试验测量了煤粉颗粒间及其与接触面间的接触参数,并基于颗粒液桥与颗粒破碎理论,采用有限元-离散元耦合方法,建立了含有煤粉界面的结合面三体接触模型,分析了不同煤粉界面厚度对结合面接触刚度的影响。研究结果表明:随着煤粉界面厚度增加,煤粉颗粒破碎数量先增加后降低,当界面厚度为0.5 mm时发生破碎的颗粒数量最多,其中中大粒径颗粒主要起到承载作用;随着界面厚度的增加,煤粉颗粒力链数量和长度随之增加,煤粉颗粒间的液桥力随之减小,随着大粒径颗粒的破碎,液桥力会发生骤降;当界面厚度为0.3 mm、0.5 mm、0.7 mm时,结合面三体接触刚度分别为1.792×10^(8) Pa/m、1.659×10^(8) Pa/m、1.600×10^(8) Pa/m,最后采用试验方法进行了验证。研究结果为煤矿装备动态特性与寿命预测研究提供依据。

关键词：煤粉界面三体接触刚度多尺度方法有限元-离散元耦合方法

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防冲吸能液压支架点阵负泊松比吸能结构设计及优化

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中国机械工程 2025年第3期36卷 515-524页

作者：沈佳兴董建秀范中海于英华辽宁工程技术大学矿产资源开发利用技术及装备研究院阜新123000 辽宁工程技术大学机械工程学院阜新123000

为提高吸能液压支架的吸能特性和支撑特性,设计了一种点阵负泊松比材料的吸能结构。采用仿真分析方法研究了圆形截面、矩形截面的直边内凹星形胞体和内凹六边形胞体的比吸能性能和单位质量支撑力性能,并对比分析确定了矩形截面阶梯边内... 详细信息

为提高吸能液压支架的吸能特性和支撑特性,设计了一种点阵负泊松比材料的吸能结构。采用仿真分析方法研究了圆形截面、矩形截面的直边内凹星形胞体和内凹六边形胞体的比吸能性能和单位质量支撑力性能,并对比分析确定了矩形截面阶梯边内凹星形胞体的综合性能最佳。利用Workbench软件基于参数分析法研究负泊松比材料胞体的高度、胞体宽度、胞体厚度、胞体内缩量对吸能结构的吸能特性和支撑特性的影响规律;建立了吸能和支撑力的神经网络预测模型;建立了吸能结构的多目标参数优化数学模型;基于fmincon函数对吸能结构的优化数学模型求解,并确定三个局部最优解。通过对比验证分析确定了吸能结构的最佳结构参数:胞体高度为40 mm,胞体宽度为9.2 mm,胞体厚度为10 mm,胞体内缩量为5.2 mm。最优参数吸能结构的最大吸能为1083.36 kJ,平均支撑力为2162.56 kN,支撑力波动系数为1.123,支撑力标准差为28.58 kN,支撑大小适中且支撑力稳定。

关键词：吸能液压支架负泊松比材料吸能结构优化设计

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融合改进堆叠编码器和多层BiLSTM的入侵检测模型

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计算机工程与应用 2025年第3期61卷 306-314页

作者：陈虹姜朝议金海波武聪卢健波辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105 辽宁工程技术大学科学技术研究院辽宁阜新123000

针对基于机器学习入侵检测模型需要大量特征工程,且对不平衡数据处理欠佳,导致检测率低、误报率高等问题。构建了一种SE-MBL的入侵检测模型。采用自适应合成采样(ADASYN)方法对少数类样本进行样本扩展,解决数据不平衡问题,形成相对对称... 详细信息

针对基于机器学习入侵检测模型需要大量特征工程,且对不平衡数据处理欠佳,导致检测率低、误报率高等问题。构建了一种SE-MBL的入侵检测模型。采用自适应合成采样(ADASYN)方法对少数类样本进行样本扩展,解决数据不平衡问题,形成相对对称的数据集。采用改进的堆叠自编码器进行数据降维,消除特征冗余,并引入Dropout机制来增强信息融合,提升模型的泛化能力。提出一种融合一维CNN和多层BiLSTM的模块,分别提取空间特征和时间特征,以提高模型的分类性能。在NSL-KDD和CICIDS2017数据集上的实验结果表明,该模型可以实现较高的正确率和召回率,优于传统机器学习和深度学习方法。

关键词：网络安全入侵检测数据不平衡数据降维多层BiLSTM

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基于IBWO-IP&O算法的光伏系统多峰MPPT研究

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太阳能学报 2025年第2期46卷 350-356页

作者：任志玲刘江辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院鄂尔多斯017000 辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125105

复杂遮荫环境下,光伏阵列P-U曲线呈现多个峰值,常规最大功率跟踪(MPPT)算法不能精确、快速地找到最大功率点。因此提出一种改进白鲸算法(IBWO)与改进扰动观察法(IP&O)结合的MPPT控制策略。IBWO采用Henon混沌映射增加种群多样性,引... 详细信息

复杂遮荫环境下,光伏阵列P-U曲线呈现多个峰值,常规最大功率跟踪(MPPT)算法不能精确、快速地找到最大功率点。因此提出一种改进白鲸算法(IBWO)与改进扰动观察法(IP&O)结合的MPPT控制策略。IBWO采用Henon混沌映射增加种群多样性,引入自适应步长因子和最优个体引导策略,增强跳出局部最优和进行全局寻优的能力,进而提高追踪精度。首先IBWO追踪到最大功率点周围,再利用IP&O提高追踪的精度。仿真实验表明,与金枪鱼算法(TSO)和白鲸算法(BWO)相比,IBWO-IP&O算法在各种复杂遮荫环境下均具有更快的追踪速度、更高的追踪精度和更低的功率振荡。

关键词：太阳电池最大功率点跟踪光伏发电自适应步长因子混沌映射

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砂岩不同含水特性对超低摩擦效应影响试验研究

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力学学报 2025年第3期57卷 687-700页

作者：李利萍余泓浩李秋雨潘一山辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁大学灾害岩体力学研究所沈阳110036

为揭示应力扰动下巷道砂岩含水特性对超低摩擦型冲击地压影响机制,利用自制超低摩擦试验装置,以沈阳某矿砂岩为研究对象,通过改变砂岩块体含水率和浸水高度分别模拟深部岩体整体和分层含水特性,以中间砂岩为工作块体,利用其峰值水平位... 详细信息

为揭示应力扰动下巷道砂岩含水特性对超低摩擦型冲击地压影响机制,利用自制超低摩擦试验装置,以沈阳某矿砂岩为研究对象,通过改变砂岩块体含水率和浸水高度分别模拟深部岩体整体和分层含水特性,以中间砂岩为工作块体,利用其峰值水平位移和岩岩界面合摩擦力分别表征超低摩擦效应强度和阻力,开展砂岩不同含水特性对超低摩擦效应影响试验研究.研究结果表明:(1)不同含水率和浸水高度工作块体位移时程曲线,均有准备、冲击和振荡3个阶段性特征,同时其峰值水平位移随垂直扰动频率增加均具有明显分区特性,超低摩擦效应强影响区和弱影响区分界处峰值水平位移均值分别为0.232和0.368 mm;(2)工作块体干燥、饱和含水率下超低摩擦效应平均强度分别比自然含水率状态下高165%和89.7%,含水率增加后摩擦力平均最大降幅为16.6%,表明砂岩含水率由自然状态下继续增加易发生超低摩擦效应但强度减弱;(3)工作块体浸水高度75 mm时超低摩擦效应强度平均增幅146%,摩擦力最大降幅为12.1%,表明此时易发生超低摩擦效应且强度较高;(4)砂岩块体含水率1.05%和浸水高度75 mm时,超低摩擦效应强度最高,实际工况中需合理控制岩体含水率和浸水高度,防止超低摩擦型冲击地压灾害发生.

关键词：岩石力学岩岩界面含水特性超低摩擦效应砂岩块体

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