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《重庆大学》 2006年
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锚杆—围岩结构系统低应变动力响应理论与应用研究

陈建功  
【摘要】: 锚杆—围岩结构系统的低应变动力响应理论是锚杆锚固系统应力波测试方法的理论基础,开展这方面的研究对于弄清锚固系统动测机理以及建立锚固体系损伤诊断和锚固质量评价具有十分重要的意义。 本文通过理论研究、实验室模型试验、数值模拟实验、现场测试和现代信号处理等技术,研究不同损伤锚杆应力波的传播规律、特性,建立检测锚杆损伤的无损探伤理论模型,并利用现代智能数学理论对锚杆质量进行定量分析,建立有效的锚杆锚固体系实时监测及大面积普查的技术。主要工作有: (1)建立了完整锚杆低应变纵向动力响应的数学力学模型,利用函数代换法、广义函数法、积分变换法和三角函数法等数学手段推导出相应得解析解和半解析解,研究分析了不同参数对锚杆顶端瞬态动力响应的影响。 (2)建立了损伤锚杆低应变纵向动力响应问题的数学力学模型,利用Fourier变换,将所研究问题从时域转到频域中进行,借助传递矩阵法和阻抗函数的传递性求出损伤锚杆的频域动力响应,再利用Fourier反变换获得锚杆的纵向瞬态时域响应,为研究锚杆在不同损伤情况下的动力响应规律、研究锚杆-围岩结构系统的无损探伤原理及方法提供理论依据。 (3)利用有限元方法进行数值仿真实验。分别对完整和损伤锚杆锚固系统进行了一维数值计算以及轴对称数值模拟,并对完整锚杆和损伤锚杆锚固系统进行时域分析、模态分析。 (4)锚杆系统动力参数的变化准确地反映了锚杆的损伤程度,所以锚杆结构系统动力参数的识别是衡量锚杆锚固质量的一条途径。在实验室制作了锚杆-围岩结构系统的简化模型,并进行低应变动力测试,获得完整和有不同损伤情况下全长粘结式砂浆锚杆的动力响应曲线。提出一种对锚杆—围岩结构系统进行参数反演的遗传算法,并分别针对理论曲线、试验曲线和有限元模拟曲线进行了反演分析。通过分析,锚杆—围岩结构系统的数值模拟解和试验结果都可用本文所建立的数学力学模型的分析解来拟合,这从参数反演角度进一步证明了所建立的模型是科学合理的,其分析求解方法是正确的。 (5)利用现代信号分析理论,通过神经网络等现代人工智能手段,探讨锚杆系统损伤位置的确定方法和锚杆—围岩结构系统的识别方法,提出了一种锚杆锚固质量定量分析的方法,建立了锚杆系统无损探伤的智能诊断系统,并进行了现场测试应用。 通过本文的研究,形成了锚杆—围岩结构低应变动力响应基本理论体系以及
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU45

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 吕丹丹;低频信号的锚杆动态响应特征研究[D];河北科技大学;2011年
2 麻洪蕊;薄基岩大断面巷道最小基岩安全厚度的UDEC模拟研究[D];山东科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 朱训国;杨庆;栾茂田;;隧道围岩中全长注浆岩石锚杆的应力分布分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
8 韦立德;陈从新;;三维锚杆数值模拟方法研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
9 陈国周;贾金青;;锚杆与土体界面渐进破坏的解析解[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
10 马文涛;;参数优化LSSVM的巷道围岩松动圈预测研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 魏明俐;深部软岩巷道围岩稳定性分析与控制技术研究[D];山东科技大学;2010年
3 宋秀群;高应力大断面破碎煤巷支护技术研究[D];山东科技大学;2010年
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5 孟海军;极近距离跨采底板巷道稳定性研究[D];山东科技大学;2010年
6 刘兆平;HS复合型软岩大断面硐室联合支护及施工技术研究[D];山东科技大学;2010年
7 刘心广;济二煤矿深部巷道支护技术及应用研究[D];山东科技大学;2010年
8 赵培君;奇异系统的故障诊断和最优容错控制[D];郑州大学;2010年
9 张东方;锚杆锚固质量动力无损检测数值模拟研究[D];郑州大学;2010年
10 王庆;郑州地区公路工程超声回弹综合测强专用曲线试验研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
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10 闫玉根;付平;吕丹丹;高南;;全自动生化分析仪机电机构研究[J];河北工业科技;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 谭小宁;缪协兴;;煤矿巷道围岩非连续性变形的数值模拟[A];中国科协2004年学术年会第16分会场论文集[C];2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张东方;锚杆锚固质量动力无损检测数值模拟研究[D];郑州大学;2010年
2 卢伟倬;低应变反射波法参数影响分析[D];天津大学;2003年
3 朱昌星;综放工作面开切眼与停采线大断面巷道支护技术研究[D];山东科技大学;2004年
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6 毋琦;改进HHT方法及其在故障信号分析中的应用[D];华北电力大学(北京);2006年
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8 赵海峰;基于HHT的非平稳信号故障特征提取研究[D];大庆石油学院;2007年
9 赵鹏;基于扩展D-S证据融合算法的网络异常入侵检测研究[D];山东大学;2008年
10 杨霞;基于SVM和D-S理论的垃圾邮件过滤研究[D];江苏大学;2008年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 丰莉;基于伪随机信号的锚杆中应力波传播特征实验研究[D];山东科技大学;2009年
【二级参考文献】
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1 钱锡华,朱荣幸,唐徐汇;均匀设计试验法在合成不饱和聚酯试验中的应用[J];工程塑料应用;1988年03期
2 黄龙生,王东强,常世龙;桩基动力检测方法的探讨[J];地震工程与工程振动;1990年02期
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【相似文献】
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1 艾启胜;;基桩检测技术的研究进展[J];低温建筑技术;2011年03期
2 钱华明;王雯升;;遗传小波神经网络及在电机故障诊断中的应用[J];电子测量与仪器学报;2009年03期
3 刘美华;李建明;周建宇;;基于模拟电路I_(DDT)的小波神经网络故障诊断方法[J];湖南工程学院学报(自然科学版);2010年04期
4 刘良顺;魏立东;宋希庚;薛冬新;;基于RBF神经网络的滚动轴承故障诊断方法[J];农业机械学报;2006年03期
5 陈祯;游凤荷;;基于小波分析和神经网络的渗碳层深度分类[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2008年05期
6 邹龙庆;付海龙;谢春强;;基于小波和神经网络的石油井架损伤定位研究[J];科学技术与工程;2009年04期
7 刘美容;何怡刚;方葛丰;尹新;齐绍忠;;遗传小波神经网络在模拟电路故障诊断中的应用[J];湖南大学学报(自然科学版);2009年03期
8 胡易平;安钢;牛跃听;刘广洋;;小波分析和神经网络结合的变速箱状态识别[J];装甲兵工程学院学报;2009年04期
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10 秦新红;姚竹亭;;基于小波分析和神经网络的某火炮自动装填系统故障诊断系统的开发[J];科技信息;2011年08期
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1 寇纪淞;徐博艺;刘刚;;用遗传算法训练前馈神经网络的权值[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
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4 李晔;;基于遗传算法和神经网络的二级倒立摆控制系统[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
5 杨宝庆;刘国栋;;RoboCup中的截球策略研究[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
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7 赵峻;褚涛;王碧秋;;基于遗传神经网络的重介质密度预测控制[A];第十六届全国煤炭自动化学术年会、中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2006年
8 王军;钟志军;黄心汉;;两轮小车避障控制的仿真研究[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
9 商斌梁;张振仁;;基于小波与遗传算法的气阀机构的故障诊断[A];2001年中国智能自动化会议论文集(下册)[C];2001年
10 赵宏;;基于优化遗传神经网络的水轮发电机组辨识[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
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1 林京;《神经网络和遗传算法在水科学领域的应用》将面市[N];中国水利报;2002年
2 肖震;冯国海:锚杆战线上的技术“大兵”[N];经理日报;2008年
3 胡景顺 李慧星;五年磨一剑[N];经理日报;2008年
4 朱海滨 张继华;山钢集团莱钢去年产锚杆钢50822吨[N];中国冶金报;2010年
5 黄永峰 周虎子;山东丰源煤电股份有限公司北徐楼煤矿 成功研制专用锚杆修复整型机[N];中华合作时报;2010年
6 高颖敏翟金伦;锚杆回收有了专用钻杆[N];中国矿业报;2003年
7 于翔;数字神经网络中的协同应用[N];网络世界;2009年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈建功;锚杆—围岩结构系统低应变动力响应理论与应用研究[D];重庆大学;2006年
2 李张明;锚杆锚固质量无损检测理论与智能诊断技术研究[D];天津大学;2007年
3 李智;电站锅炉燃烧系统优化运行与应用研究[D];东北大学;2005年
4 吴令;基于GA-NN和不可逆热力学的钢中氧化物夹杂预报模型[D];东北大学 ;2009年
5 吕瑞华;复杂经济系统混沌预测方法与多层局势决策方法研究[D];天津大学;2004年
6 焦嵩鸣;计算智能及其在热工系统中的应用研究[D];华北电力大学(河北);2007年
7 秦莹;基于系统动力响应的锚固结构无损检测及模型试验研究[D];武汉理工大学;2009年
8 殷时蓉;基于Volterra级数和神经网络的非线性电路故障诊断研究[D];电子科技大学;2007年
9 岳向红;基于三维导波理论的基桩和锚杆无损检测技术研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2008年
10 佟伟民;股指期货交易中操纵行为识别方法研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙士慧;基于小波神经网络的设备故障诊断方法研究[D];中国石油大学;2008年
2 白治锦;汽车主减速器总成质量故障诊断中的特征参数遴选方法研究[D];电子科技大学;2009年
3 许小刚;基于虚拟仪器的旋转机械的故障诊断系统[D];华北电力大学(河北);2005年
4 谢政;基于切削声音信号的刀具状态识别研究[D];上海交通大学;2008年
5 李亚斐;基于计算智能的工程项目估算分析[D];长春工业大学;2010年
6 李明亮;基于神经网络的模拟电路故障诊断方法研究[D];中国地质大学(北京);2007年
7 朱波;基于小波分析和神经网络的ERT系统流型辨识研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
8 马汝辉;基于网络流量异常检测的网络安全技术研究[D];江南大学;2008年
9 杨亚军;车辆发动机气门间隙故障振动信号融合技术研究[D];中北大学;2007年
10 杨大春;基于遗传算法优化BP神经网络的行为识别[D];辽宁科技大学;2012年
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