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采动覆岩变形多场光纤神经感知与安全保障体系构建研究
被引量：
1
1
作者
程刚
王振雪
+3 位作者
施斌
朱鸿鹄
李刚强
田立勤
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期104-118,共15页
地下煤层开采引起煤层上覆岩体的变形、破坏与垮落,若采动覆岩变形破坏监测预警和应急处置不当,往往会导致工作面发生冒顶、突水、瓦斯突出和冲击地压等开采灾害事故。为保障开采工作面的本质安全,需要对煤层采动覆岩变形进行全实时动...
地下煤层开采引起煤层上覆岩体的变形、破坏与垮落,若采动覆岩变形破坏监测预警和应急处置不当,往往会导致工作面发生冒顶、突水、瓦斯突出和冲击地压等开采灾害事故。为保障开采工作面的本质安全,需要对煤层采动覆岩变形进行全实时动态感知与全过程智能预警。大量的现场监测试验研究结果表明,煤层上覆岩土体的变形破坏存在不连续和非线性变化特点,因此,如何突破覆岩变形的时空不连续观测瓶颈,实时准确地获取煤层上覆岩土体的多场数据,已成为采动覆岩变形破坏机理研究的关键一环。基于分布式光纤感测技术,对煤层采动过程上覆岩土体的变形场、温度场、渗流场和地电场进行了系统性研究,详细介绍了各物理场的作用机理、观测技术、研究现状以及发展趋势,并分析了基于DAS技术的矿山工程微震研究方向,以期为实现矿山地下空间的“透明化”探测提供理论支撑;通过构建井上井下一体化协同的光纤感知神经网络,建立一套集感知–传输–处理–预警–决策–应急于一体的煤层采动覆岩安全保障体系,该体系由实时感知、可靠传输、智能处理、即时预警和应急决策五大模块构成,可实现采动覆岩变形破坏全过程的动态感知和多场实时数据的关联分析与评价,进而为保障煤层开采全周期安全提供技术支撑,研究成果同时可为开采矿区范围内的地质环境监测评价与修复治理提供参考依据。
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关键词
采动覆岩变形
光纤神经系统
多场感知
安全保障体系
预警决策
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职称材料
地下连续墙受力变形光纤监测与数值模拟研究
被引量：
1
2
作者
刘天翔
朱鸿鹄
+3 位作者
程刚
谭道远
魏广庆
施斌
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第1期222-233,共12页
地下连续墙是一种常见的深基坑支护方式,具有刚度大、防渗性能好、适应范围广等优点,但其受力变形规律较为复杂。基于超弱光纤光栅感测技术,对某地铁车站基坑地下连续墙水平位移进行实时监测。将监测数据与数值模拟结果进行对比,验证了...
地下连续墙是一种常见的深基坑支护方式,具有刚度大、防渗性能好、适应范围广等优点,但其受力变形规律较为复杂。基于超弱光纤光栅感测技术,对某地铁车站基坑地下连续墙水平位移进行实时监测。将监测数据与数值模拟结果进行对比,验证了数值分析模型选取的合理性,并基于该数值分析模型研究了不同厚度软土层中,地下连续墙水平位移的变化规律,通过墙体位移梯度(D_(w))和软土位移梯度(D_(r))进行临界厚度比计算。研究结果显示:水平位移随软土厚度的变化呈“凸肚”状,沿深度方向划分为相对稳定区、线性增长区、最大变形区和线性下降区。利用D_(w)和D_(r)标定出临界厚度比为0.24;土压力变化在基坑前四步开挖过程中较为稳定,而在第五步开挖与施工后40 d变化显著。上述研究结果为类似工程的设计、施工和监测方案的制定提供了重要参考。
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关键词
地下连续墙
水平位移
密集分布式感测
数值模拟
临界厚度比
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职称材料
十字板剪切速率对粉质黏土不排水抗剪强度的影响
被引量：
5
3
作者
徐靓
朱鸿鹄
+3 位作者
程刚
王静
张春新
张诚成
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期4372-4380,共9页
为了研究十字板剪切速率对粉质黏土不排水抗剪强度的影响,首先,应用5种转速的十字板对3种含水率的粉质黏土进行剪切试验,得到不同剪切速率和含水率条件下的土体峰值抗剪强度和残余抗剪强度;其次,对十字板速率和归一化峰值抗剪强度、归...
为了研究十字板剪切速率对粉质黏土不排水抗剪强度的影响,首先,应用5种转速的十字板对3种含水率的粉质黏土进行剪切试验,得到不同剪切速率和含水率条件下的土体峰值抗剪强度和残余抗剪强度;其次,对十字板速率和归一化峰值抗剪强度、归一化残余抗剪强度的关系分别进行拟合;最后,基于拟合结果,改进Bjerrum提出的十字板剪切速率修正系数。研究结果表明:随着剪切速率增大,土体峰值抗剪强度和残余抗剪强度均显著增大;在高含水率条件下,剪切速率对土体抗剪强度的影响更显著,且土体残余抗剪强度对剪切速率变化更敏感;半对数函数和幂函数均能对归一化抗剪强度与剪切速率的关系进行较好拟合,半对数函数拟合参数α和幂函数拟合参数β与土体含水率之间均有良好的线性递增关系。由α和β与含水率的线性关系,推导得到了剪切速率修正系数与土体含水率的经验公式。
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关键词
剪切速率
十字板剪切试验
不排水抗剪强度
修正系数
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职称材料
题名
采动覆岩变形多场光纤神经感知与安全保障体系构建研究
被引量：
1
1
作者
程刚
王振雪
施斌
朱鸿鹄
李刚强
田立勤
机构
华北科技学院
(
中国
煤矿安全
技术培训中心
)
计算机
学院
南京大学地球科学与工程
学院
成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期104-118,共15页
基金
国家自然科学基金面上项目(42377200)
中央引导地方科技发展资金项目(226Z5404G)
成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金(SKLGP2021K005)
文摘
地下煤层开采引起煤层上覆岩体的变形、破坏与垮落,若采动覆岩变形破坏监测预警和应急处置不当,往往会导致工作面发生冒顶、突水、瓦斯突出和冲击地压等开采灾害事故。为保障开采工作面的本质安全,需要对煤层采动覆岩变形进行全实时动态感知与全过程智能预警。大量的现场监测试验研究结果表明,煤层上覆岩土体的变形破坏存在不连续和非线性变化特点,因此,如何突破覆岩变形的时空不连续观测瓶颈,实时准确地获取煤层上覆岩土体的多场数据,已成为采动覆岩变形破坏机理研究的关键一环。基于分布式光纤感测技术,对煤层采动过程上覆岩土体的变形场、温度场、渗流场和地电场进行了系统性研究,详细介绍了各物理场的作用机理、观测技术、研究现状以及发展趋势,并分析了基于DAS技术的矿山工程微震研究方向,以期为实现矿山地下空间的“透明化”探测提供理论支撑;通过构建井上井下一体化协同的光纤感知神经网络,建立一套集感知–传输–处理–预警–决策–应急于一体的煤层采动覆岩安全保障体系,该体系由实时感知、可靠传输、智能处理、即时预警和应急决策五大模块构成,可实现采动覆岩变形破坏全过程的动态感知和多场实时数据的关联分析与评价,进而为保障煤层开采全周期安全提供技术支撑,研究成果同时可为开采矿区范围内的地质环境监测评价与修复治理提供参考依据。
关键词
采动覆岩变形
光纤神经系统
多场感知
安全保障体系
预警决策
Keywords
overburden deformation during mining
fiber optic nervous system
multi-field sensing
safety guarantee system
early warning and decision
分类号
TD326 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
地下连续墙受力变形光纤监测与数值模拟研究
被引量：
1
2
作者
刘天翔
朱鸿鹄
程刚
谭道远
魏广庆
施斌
机构
南京大学地球科学与工程
学院
华北科技学院
(
中国
煤矿安全
技术培训中心
)
计算机
学院
苏州南智传感
科技
有限公司
出处
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第1期222-233,共12页
基金
国家自然科学基金项目(42077235)
国家重点研发计划课题(2018YFC1505104)资助。
文摘
地下连续墙是一种常见的深基坑支护方式,具有刚度大、防渗性能好、适应范围广等优点,但其受力变形规律较为复杂。基于超弱光纤光栅感测技术,对某地铁车站基坑地下连续墙水平位移进行实时监测。将监测数据与数值模拟结果进行对比,验证了数值分析模型选取的合理性,并基于该数值分析模型研究了不同厚度软土层中,地下连续墙水平位移的变化规律,通过墙体位移梯度(D_(w))和软土位移梯度(D_(r))进行临界厚度比计算。研究结果显示:水平位移随软土厚度的变化呈“凸肚”状,沿深度方向划分为相对稳定区、线性增长区、最大变形区和线性下降区。利用D_(w)和D_(r)标定出临界厚度比为0.24;土压力变化在基坑前四步开挖过程中较为稳定,而在第五步开挖与施工后40 d变化显著。上述研究结果为类似工程的设计、施工和监测方案的制定提供了重要参考。
关键词
地下连续墙
水平位移
密集分布式感测
数值模拟
临界厚度比
Keywords
diaphragm wall
horizontal displacement
densely distributed sensing
numerical simula-tion
critical thickness ratio
分类号
TU473 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
十字板剪切速率对粉质黏土不排水抗剪强度的影响
被引量：
5
3
作者
徐靓
朱鸿鹄
程刚
王静
张春新
张诚成
机构
南京大学地球科学与工程
学院
华北科技学院
(
中国
煤矿安全
技术培训中心
)
计算机
学院
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期4372-4380,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(41722209,41702347)
国家重点研发计划项目(2018YFC1505104)
河北省自然科学基金资助项目(D2018508107)。
文摘
为了研究十字板剪切速率对粉质黏土不排水抗剪强度的影响,首先,应用5种转速的十字板对3种含水率的粉质黏土进行剪切试验,得到不同剪切速率和含水率条件下的土体峰值抗剪强度和残余抗剪强度;其次,对十字板速率和归一化峰值抗剪强度、归一化残余抗剪强度的关系分别进行拟合;最后,基于拟合结果,改进Bjerrum提出的十字板剪切速率修正系数。研究结果表明:随着剪切速率增大,土体峰值抗剪强度和残余抗剪强度均显著增大;在高含水率条件下,剪切速率对土体抗剪强度的影响更显著,且土体残余抗剪强度对剪切速率变化更敏感;半对数函数和幂函数均能对归一化抗剪强度与剪切速率的关系进行较好拟合,半对数函数拟合参数α和幂函数拟合参数β与土体含水率之间均有良好的线性递增关系。由α和β与含水率的线性关系,推导得到了剪切速率修正系数与土体含水率的经验公式。
关键词
剪切速率
十字板剪切试验
不排水抗剪强度
修正系数
Keywords
shear rate
vane shear test
undrain shear strength
correction factor
分类号
TU411.7 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
采动覆岩变形多场光纤神经感知与安全保障体系构建研究
程刚
王振雪
施斌
朱鸿鹄
李刚强
田立勤
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
地下连续墙受力变形光纤监测与数值模拟研究
刘天翔
朱鸿鹄
程刚
谭道远
魏广庆
施斌
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
十字板剪切速率对粉质黏土不排水抗剪强度的影响
徐靓
朱鸿鹄
程刚
王静
张春新
张诚成
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
5
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职称材料
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