为较好地表征当前北京整个区域大气颗粒物质量浓度随时间尺度的变化及区域分布污染特征，根据北京市35个监测站点获得的2013年3—5月颗粒物质量浓度1 h均值，分析和研究PM2.5和PM10质量浓度的季节性变化并提高其空间分辨率，在此基础上探讨颗粒物可能的影响因素及污染来源.结果表明，3—5月颗粒物质量浓度具有周期性变化规律和显著相关性，应用MATLAB空间插值算法实现的颗粒物质量浓度区域分布图具有一定精度，可外推并揭示颗粒物区域污染特征.分析表明当前北京颗粒物污染的影响因素有冬末的冷锋和降雪、春季的沙尘和大风、夏初的降雨和湿热等；污染区域则呈现南高北低的特征，污染来源除了本地人为源以外，周边区域传输也有较大影响.通过颗粒物污染的时间序列和空间插值的结合分析，可为进一步研究颗粒物时空关系及掌握区域污染特征提供方法

针对三维离散元程序中刚度参数合理选取方法及其应用开展研究.通过理论分析，给出了结构面剪切刚度及法向刚度的理论公式；结合室内剪切试验研究和数值分析，得到了符合工程实际的剪切刚度修正Bandis经验公式及法向刚度参数经验公式，从而明确提出了一种结构面刚度参数的选取方法；通过实际工程边坡稳定性分析，探究了基于上述方法选取的参数对实际工程模拟的适用性.研究表明，岩体结构面刚度参数是应力的函数，修正Bandis经验公式能够较为完善地表征剪切破坏前结构面的剪切刚度变化规律；利用编制FISH程序使刚度参数随应力变化而改变的方法，使3DEC软件对工程岩体变形特征的模拟更加符合实际，从而验证了该方法的合理性

以武钢程潮铁矿西区开采为工程背景,采用现场钻孔监测与相似材料模型实验相结合的方法,对无底柱分段崩落法开采过程中顶板围岩的变形和崩落规律进行了系统研究.首先,结合矿体赋存条件、地层结构和开采进程,设计两个钻孔实时监测顶板围岩的崩落规律.其次,以模型相似理论为基础,确定了所要研究模型的剖面和几何尺寸,设计制作模型,采用百分表、压力传感器和近景摄影测量等手段监测模型的应力、应变和破坏特征,并对百分表数据、应力盒数据、围岩位移和围岩破坏裂纹进行系统分析.研究成果初步揭示了金属矿山无底柱分段崩落法开采过程中,顶板围岩崩落机理和地表沉陷的基本规律

以大冶铁矿为工程背景,采用相似材料模型实验和数值模拟计算相结合的方法,对深凹露天转地下开采高陡边坡的变形和破坏规律进行了系统研究.首先,模型相似实验中,采用百分表、压力传感器和近景摄影测量等手段监测模型的应力应变和破坏特征,对围岩位移和破坏裂纹进行系统分析,揭示了高陡边坡的变形和破坏基本规律.其次,采用有限差分软件,从地表沉降量、应力值变化和塑性区分布等方面与相似材料实验结果进行了对比分析.结果表明,高边坡竖向最大沉降为28.2mm,围岩破坏程度随着开采深度的增加递增,塑性区范围不断扩大,剪切破坏主要集中在两侧边坡的边脚部位.相似模型实验和数值模拟相结合可以较好地揭示深凹露天转地下开采过程中高陡边坡的变形和破坏基本特征,是一种较好的理论研究方法

根据北洺河铁矿覆岩整体性差的特点,将基于地理信息系统(GIS)和概率积分法的MSDAS-GIS系统应用于采用无底柱分段崩落法的金属矿山的开采沉陷预计.通过GIS建模全面反映矿区的三维地理、地质信息及其内在属性,利用GIS的空间分析和图形显示功能对理论预计结果和现场监测结果进行综合分析,从而直观反映出开采沉陷对周围环境的影响程度及范围

为控制地表沉陷量,实现农田保护和建筑物下采煤,兖州矿区多次进行了综采放顶煤开采条件下覆岩离层注浆减沉试验.在试验过程中对离层动态发育规律进行了重点研究,其结论适合于在类似条件下的离层注浆减沉技术的应用场合

通过对安太堡煤矿1976-2006年期间共10期遥感数据的处理分析,建立了该煤矿土地利用遥感分类系统;在遥感和GIS平台支持下,对10期遥感数据进行正射校正;采用人机交互式解译方式提取了该矿区近30 a的土地利用变化情况,并通过室内航片以及野外实地考察进行了验证.结果表明:研究区土地利用类型由简单到复杂,由1976年的4种类型发展到2006年的12种类型;地表遭到强烈破坏,到2006年因采矿破坏的土地达到了2730.7 hm2,大面积复垦工作从1993年开始,到2006年共复垦了687.05 hm2,为破坏面积的25.1%,复垦后部分地段出现退化,且有逐步扩大的趋势,需要尽快采取补救措施

从矿山工程数字化及可视化的角度,将地下矿山看作是一包含多种几何量、属性量、参数量和状态量的动态量场,称之为地下矿复合场.通过分析各类空间场量的几何特性、分布特性、矢量特性和时空顺序特性,给出了各类空间场量及其相互关系的表征方法,进而提出了基于体素的一体化数字模型.经空间场量体素化、定量化、场量化及一体化处理,形成了地下矿复合场的一体化模型构建技术.以国内某典型矿山的实际数据为例,实现了地表地形、断层和井巷工程等几何特性、矿石品位的空间分布特性、井下通风系统的矢量特性的三维可视化仿真及火灾蔓延的动态仿真,进而验证了地下矿复合场一体化模型的可行性与有效性

为了解决由于织构漫散度给织构分析带来的估算误差,以达到对材料织构进行更为精确的分析,采用从极图求算ODF(orientation distribution function)中的\二步法\作为基本原理,选择以1°为最小间隔单位划分欧拉空间,对欧拉空间所有取向点的取向密度进行了求算,并建立了相应的分析系统.利用该分析系统对鞍钢生产的IF钢冷轧和退火样品进行了计算,并与已成熟的以欧拉角5°为最小间隔单位的ODF求算系统对比.结果表明:以欧拉角1°为最小单位的ODF取向密度分析系统比以欧拉角5°为最小单位的ODF取向密度分析能更确切地表示织构的分布情况

针对北京地区典型粉质黏土地层隧道开挖问题,进行了多组三轴固结排水试验,分析了不同类型应力路径下土样的力学特性,并建立隧道开挖二维数值模型.选取一般工程材料参数,计算每步开挖下网格点及高斯点的应力,跟踪记录典型样点的应力变化规律,进而将地层划分为不同作用分区,将强度试验结果依次代入对应模型分区后得出考虑分区的地表最终沉降值.最后构建离心机试验模型,记录稳定后的表面沉降值,对比了分区模拟计算结果,验证了隧道开挖下地层作用分区的正确性