锚固支护深部巷道爆破开挖模型试验研究

 为研究锚固支护对钻爆法施工深部巷道围岩分区破裂的影响,采用深部巷道围岩破裂机制与支护技术模拟试验装置,开展高轴地应力条件下锚固支护深部巷道爆破开挖三维相似物理模型试验。爆破开挖、轴向超载完毕,模型巷道洞周围岩径向拉应变和径向压应力均呈现出波峰与波谷的波浪变化,与未支护模型巷道洞周径向拉应变变化规律相似,表明锚固支护模型巷道依然存在分区破裂的趋势。与未支护模型试验结果对比,锚杆和锚索联合支护的模型巷道在锚固支护部位未出现分区破裂现象,分析得出锚杆和锚索的联合作用可实现围岩应力的转移和重分布。研究结果表明,锚固支护对抑制深部巷道分区破裂具有重要的作用。     

深部岩巷锚喷支护作用机理及其力学性能分析

针对深部岩巷支护特征,对锚喷支护作用机理进行理论分析,结合皖北某矿西翼胶带机斜巷巷道实际情况,采用数值计算软件,对深部围岩巷道不同支护方式下围岩变形及其破坏规律进行数值模拟。对锚喷支护和喷射混凝土两种支护方式下围岩的应力、位移及塑性区的变化情况等进行系统地对比分析,同时对锚喷支护中改变锚杆间距进行数值分析。计算结果表明,岩巷锚喷支护显著提高了围岩的强度和承载能力,有效地控制了深部围岩巷道的变形和稳定。     

EPS混凝土单轴冲击压缩试验及破坏形态分析

为研究EPS颗粒体积掺量对混凝土单轴动态抗压强度和破坏形态的影响,采用直径74 mm的分离式霍普金森压杆装置,对4种EPS颗粒体积掺量的EPS混凝土进行单轴冲击压缩试验,分析了应变率和EPS颗粒体积掺量对EPS混凝土单轴动态抗压强度和破坏形态的影响。试验结果表明,EPS混凝土单轴动态抗压强度随应变率的增加而增大,随EPS颗粒体积掺量的增加而降低,当EPS颗粒体积掺量在20%~30%之间,EPS混凝土单轴动态抗压强度降低幅度较小;EPS混凝土试件破坏形态具有明显的高掺量低应变率效应;当EPS颗粒体积掺量达到30%之后,EPS混凝土试件裂而不碎。     

SHPB试验中合理加载波形比选分析

针对SHPB试验中如何选择合理加载波形问题,将矩形波、坡形波、三角波和常规梯形波等入射波形统一表达为不同升时的梯形波,并给出其加载应力路径方程。首先,计算分析了加载持续时间和最大应力幅值相同情况下,采用不同升时梯形波和半正弦波加载时,试件应力平衡时间t′_u随波阻抗比β变化情况,以及不同β的试件应力均匀性变化特征。其次,从试件应力平衡时间和应力均匀性角度分析两种加载波形的优劣性。升时t′_r=2、4的梯形波优于半正弦波,半正弦波优于t′_r≥7的梯形波;而t′_r=0、1、3、5、6的梯形波与半正弦波加载时t′_u曲线变化过程中出现了交叉现象,交叉前半正弦波优于此升时的梯形波,交叉后两者优劣性相反。最后,提出试验中合理加载波形的选择与确定。即无论β为何值,t′_r=2或4的梯形波加载时,试件均能获得较短应力平衡时间和较好应力均匀性,试验中应将t′_r=2的梯形波作为最佳加载波形优先选用,其次可考虑选用t′_r=4的梯形波;此外,计算给出不同β值对应的其他合理加载波形以便试验中选用。     

丙烯聚合反应动态模拟

从聚合反应动力学出发,根据反应系统内物料平衡和能量平衡原理,建立环管式丙烯聚合反应器动态数学模型,并采用机理模型与经验模型相结合的方法给出聚丙烯熔融指数推理模型。使用建立的数学模型,对反应器进行仿真试验,考察操作条件的变化对反应温度、浆液密度和产品熔融指数等产生的影响。采用该数学模型,可以准确地预测出操作条件的变化对产品质量的影响,对实际生产过程中产品质量的调整与控制具有指导意义。     

催化裂化装置主分馏塔产品质量协调控制

针对生产过程控制系统中经常出现的问题及要求（被控变量失控，优化操作变量，保证产品质量、卡边操作等）给出了一种实用的协调控制策略。经协调控制策略将先进的预估控制算法和实用的常规ＰＩＤ算法结合起来，在保证控制目标的同时，使操作变量尽量维持在最优值（区域）上、在两个炼油厂的催化裂化装置（ＦＣＣＵ）主分馏塔产品质量优化控制系统中得到了应用。     

先进控制与实时优化技术在苯乙烯精馏单元的应用

苯乙烯精馏单元是苯乙烯装置中的重要单元，该单元操作优劣对于产品质量有着重要影响。苯乙烯装置的苯乙烯产率是13．89t／h，年产10万吨聚合级苯乙烯单体及1440吨甲苯副产品。目前装置采用Honeywell TPS系统，PID控制回路多数投用自动控制，为实施先进控制与实时优化提供了条件。     

催化裂化主分馏塔与稳定塔的关联性分析及稳定塔的控制

研究分析了催化裂化装置的主分馏塔与稳定塔之间操作控制的关联性，基于状态反馈预测控制概念，根据装置的操作控制特点及现有测点情况，建立用于稳定汽油饱和蒸气压实时控制的简化状态空间数学模型，使用实测状态变量反馈和计算换热量设计预测控制前馈的方法，减弱主分馏塔对稳定塔操作控制的影响，提高控制系统的控制性能及抑制干扰能力，对预测控制系统进行在线计算和修正，改善和提高了控制系统的综合性能，稳定塔状态反馈预测控制系统在多套催化裂化装置DCS层上成功实施,表明了数学模型设计的有效性。     

催化裂化装置动态机理模型 Ⅱ.再生器部分

建立了前置烧焦罐式高效再生器动态机理模型。烧焦罐再生段采用轴向扩散模型，包括催化剂上碳含量、氢含量和再生温度动态分布参数方程、气体中氧含量拟稳态分布参数方程和催化剂藏量动态方程。二密相床气速低，采用气固全返混模型，并考虑了气体外扩散对烧碳速率的影响。二密相床数学模型包括再生剂碳含量和催化剂藏量的动态集中参数方程和烟气中氧含量的拟稳态代数方程。     

催化裂化装置动态机理模型Ⅳ.模型求解与仿真软件平台

在对提升管反应器和烧焦罐分布参数模型进行空间离散化处理后，采用变步长Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法对常微分方程集中参数模型进行数值积分，即仿真。为了在仿真过程中随时观察到仿真中间结果、改变输入变量和调整控制参数等，以ＶｉｓｕａｌＣ＋＋面向对象开发工具开发了微机上应用的Ｗｉｎｄｏｗｓ工作平台ＨＥＲＳ，界面友好，使用方便。