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融合GNSS观测信息的激光紧耦合SLAM单点定位技术
1
作者 李燕 王晶 《激光杂志》 北大核心 2025年第4期234-239,共6页
激光SLAM应用时无法提供全局坐标信息,且容易产生累积误差,导致定位误差。为此,研究融合GNSS观测信息的激光紧耦合SLAM单点定位技术。通过紧耦合GNSS观测信息与激光SLAM,能够充分利用GNSS的全局定位能力和激光雷达的局部高精度环境感知... 激光SLAM应用时无法提供全局坐标信息,且容易产生累积误差,导致定位误差。为此,研究融合GNSS观测信息的激光紧耦合SLAM单点定位技术。通过紧耦合GNSS观测信息与激光SLAM,能够充分利用GNSS的全局定位能力和激光雷达的局部高精度环境感知能力,从激光点云数据中提取特征点,并生成特征描述子,与预先构建的地图进行配准,提高数据处理的效率和精度,使得定位过程更加鲁棒。引入遗传算法进行SLAM单点粗定位,通过适应度函数评估不同解的质量,并不断优化解空间,以找到最优或次优的初步定位结果,克服复杂环境中的定位局限性。利用GNSS观测信息计算误差因子,对SLAM单点粗定位结果进行补偿,结合全局定位信息和局部环境感知信息,实现SLAM单点精定位。结果表明:所研究的技术的平均定位误差小,准确性更高。 展开更多
关键词 GNSS观测信息 激光点云 特征提取 点云匹配 紧耦合SLAM单点定位
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基于应力-扩散-渗流耦合模型的低渗煤层水力割缝增透效果分析
2
作者 张宏图 周甜 +5 位作者 王登科 李博涛 罗勇 潘荣生 唐家豪 卢卫永 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第6期156-168,共13页
【目的和方法】为提升瓦斯抽采煤层增透效果,针对白坪矿区煤层松软、渗透率较低、瓦斯赋存条件复杂等特点,考虑有效应力、瓦斯运移、真实气体效应与迂曲度影响,构建基于孔隙−裂隙双重介质假设的煤层应力−扩散−渗流耦合模型,模拟探究不... 【目的和方法】为提升瓦斯抽采煤层增透效果,针对白坪矿区煤层松软、渗透率较低、瓦斯赋存条件复杂等特点,考虑有效应力、瓦斯运移、真实气体效应与迂曲度影响,构建基于孔隙−裂隙双重介质假设的煤层应力−扩散−渗流耦合模型,模拟探究不同钻孔间距及不同瓦斯含量煤层在抽采时瓦斯含量变化规律,开展不同增透措施及煤孔段卸煤量下现场试验,对比水力冲孔、水力割缝与机械扩孔增透效果,优选煤层增透技术。【结果和结论】建立的煤层应力−扩散−渗流耦合模型,可以更精确地描述煤层瓦斯扩散特性及瓦斯流动路径;煤层厚度与瓦斯含量对抽采效果影响显著,煤层越厚、瓦斯含量越高时,瓦斯抽采达标所需钻孔间距越小,在瓦斯含量为≤7、>7~8、>8~9.35 m^(3)/t条件下,若煤层厚度≤1 m,间距应不超过11、9、8 m,厚度为>1~5 m时,应不超过10、9、7 m,厚度为>5~9 m时,应不超过10、8、7 m。现场试验表明,水力冲孔、水力割缝与机械扩孔均可降低甲烷体积分数并提升有效抽采半径,且在抽采初期较为明显,后期变化逐渐趋于平缓;在相同技术条件下,水力割缝技术效果最优,抽采90 d时,煤层甲烷体积分数降低了64.74%,有效抽采半径增加0.35 m。 展开更多
关键词 煤层瓦斯 水力割缝 增透措施 应力–扩散–渗流耦合模型 钻孔布置
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碳纤维复合材料Ⅳ型储氢气瓶结构设计及应力仿真研究
3
作者 李晋 赵小寇 +3 位作者 梁建国 赵春江 冯宁 郭冠宇 《压力容器》 北大核心 2025年第3期29-36,共8页
针对碳纤维缠绕Ⅳ型储氢气瓶不同参数结构性能,根据网格理论对缠绕层进行设计,并对封头缠绕层厚度进行优化,采用渐进损伤模型预测储氢气瓶的爆破压力。在此基础上,探讨长径比、椭球比、极孔率和金属BOSS法兰半径对储氢气瓶应力分布的影... 针对碳纤维缠绕Ⅳ型储氢气瓶不同参数结构性能,根据网格理论对缠绕层进行设计,并对封头缠绕层厚度进行优化,采用渐进损伤模型预测储氢气瓶的爆破压力。在此基础上,探讨长径比、椭球比、极孔率和金属BOSS法兰半径对储氢气瓶应力分布的影响规律。结果表明:有限元模型爆破压力预测值为162.76 MPa,超过157.5 MPa的设计值,采用的铺层方式满足设计要求;增大椭球比可降低气瓶纤维应力,椭球比为1.414时,气瓶的结构最合理;工作压力下,提高长径比和极孔率可降低缠绕层应力;增加金属BOSS法兰半径可降低工作压力下气瓶内衬应力,但法兰半径增大到60 mm以上时,其上表面应力呈上开口抛物线状,未充分发挥中间部分结构性能。研究结果可为碳纤维缠绕Ⅳ型储氢气瓶的实际工程应用提供参考。 展开更多
关键词 储氢气瓶 长径比 应力 极孔率 金属BOSS法兰半径
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深部复杂破碎软岩巷道围岩变形控制技术研究
4
作者 石磊 王鹏 +1 位作者 姜丙孝 孙耀辉 《中国矿业》 北大核心 2025年第6期215-223,共9页
针对金能煤矿1201回风巷道存在的深部高应力软岩难支护问题,通过现场调研、理论分析、数值模拟及现场工业性试验,系统地分析了巷道围岩变形破坏机理,并提出了有效的支护方案。首先研究分析了巷道围岩变形破坏的主要机理,指出地质条件差... 针对金能煤矿1201回风巷道存在的深部高应力软岩难支护问题,通过现场调研、理论分析、数值模拟及现场工业性试验,系统地分析了巷道围岩变形破坏机理,并提出了有效的支护方案。首先研究分析了巷道围岩变形破坏的主要机理,指出地质条件差、围岩渗水、支护参数不合理是导致巷道变形失稳的主要因素。基于以上变形特征,提出了一种“锚杆(索)+金属管棚+注浆+钢筋网”联合支护方案。该方案通过长短锚索的有机结合,实现了深浅部围岩的有效支护,提高了围岩的整体稳定性。在理论分析方面,基于莫尔-库伦准则,对比了原始支护方案与优化支护方案的支护作用力和围岩强度变化,从理论上验证了优化支护方案的适用性。并数值模拟分析了优化支护方案在巷道顶板支护应力、两帮支护应力、支护水平位移、支护垂直位移等方面均显著优于矿井巷道原始支护方案,分别提高了约0.02 MPa、0.08 MPa、125 mm和137 mm。同时,为验证优化支护方案的实际效果,在现场进行工业性试验。试验结果表明,优化支护方案后巷道的顶底板和两帮围岩控制效果分别提高了约59.20%和62.42%,显著优于原始支护方案。综上所述,优化后的联合支护方案在深部复杂破碎软岩巷道围岩变形控制作用效果满足矿井需要,并为其他类似地质条件下的矿井巷道支护提供了重要参考。 展开更多
关键词 深部软岩 围岩控制 注浆锚固 联合支护 现场监测
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煤气化渣在水泥碱环境中的火山灰活性与力学性能研究
5
作者 郭巍 刘欢 +2 位作者 朱秀栋 张盈盈 房奎圳 《中国矿业》 北大核心 2025年第4期262-269,共8页
煤气化渣(GS)富含具有火山灰活性的非晶态硅铝酸盐矿物,可作为一种潜在的水泥基材料使用。为能深入理解和量化评估煤气化渣的火山灰活性,提高其建材资源化利用率,研究通过构建简化的GS-Ca(OH)_(2)-H_(2)O体系模拟水泥碱环境下的反应,采... 煤气化渣(GS)富含具有火山灰活性的非晶态硅铝酸盐矿物,可作为一种潜在的水泥基材料使用。为能深入理解和量化评估煤气化渣的火山灰活性,提高其建材资源化利用率,研究通过构建简化的GS-Ca(OH)_(2)-H_(2)O体系模拟水泥碱环境下的反应,采用酸溶法对GS粉的化学未溶解量和反应速率进行定量分析,进而建立GS的活性反应动力学模型,并分析了GS反应程度与体系强度间的关系。结果表明,GS自身不具备水硬性,有CaO参与反应时表现出一定的火山灰活性。水泥碱环境中,GS活性组分早期溶出速率较低,导致其火山灰反应在7 d前较慢,但7 d后活性显著提升,28 d后反应速率趋于平缓。通过除碳除铁预处理和延长有效粉磨时间,GS的火山灰活性可得到有效提高。CaO可显著激发GS活性,不同C/GS(CaO与GS质量比)条件下,GS火山灰反应均符合一级动力学模型。C/GS为0.25时,体系展现出较优的反应程度、力学强度和水化产物结构。随着CaO含量进一步增加,虽然有助于促进活性硅铝组分的溶出,但过量的Ca^(2+)可能会阻碍后期渣体颗粒表面反应和Ca^(2+)的扩散渗透,影响结构稳定性和后期力学强度。GS粉末的反应程度与体系强度间呈现出良好的e指数关系,当反应速率大约超过10%时,浆体强度提高明显。煤气化渣火山灰活性和力学强度的提升,为其在水泥基材料中的应用提供了更多的可能性。 展开更多
关键词 煤气化渣 物理改性 煤基固废 反应程度 火山灰活性
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用于运动状态监测的纸基柔性摩擦电传感器 被引量：6
6
作者 杨云 薛淑萍 +2 位作者 王子恒 贾磊 蔡婷婷 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第4期165-168,共4页
为解决柔性摩擦电传感器制备流程复杂、成本高、不够环保等问题,设计了一种基于纸基导电银浆的低成本柔性摩擦电传感器。当外部压力由5 N增大至50 N时,其输出电压和输出电流逐渐增大,在频率为1 Hz、幅值为50 N的外部压力作用下,输出电... 为解决柔性摩擦电传感器制备流程复杂、成本高、不够环保等问题,设计了一种基于纸基导电银浆的低成本柔性摩擦电传感器。当外部压力由5 N增大至50 N时,其输出电压和输出电流逐渐增大,在频率为1 Hz、幅值为50 N的外部压力作用下,输出电压的峰值约为7.52 V。当外部压强在17~173 kPa的范围内变化时,输出电压峰值与压强呈分段线性关系。当外部压力的频率变化时,输出电压保持不变。结果表明,该传感器压力传感性能良好。当应用于运动传感中时,该传感器能够感知肘关节、腕关节的弯曲角度,并能有效区分走、快走、跑3种运动类型以及踮脚、深蹲、抱腹跳3种健身动作,计算人体行走频率与健身动作次数,在人体运动状态监测等领域具有良好的应用价值。 展开更多
关键词 摩擦电传感器 纸基传感器 导电银浆 柔性 运动传感
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基于厨余废弃物的柔性摩擦电传感器设计
7
作者 蔡婷婷 贾磊 +3 位作者 申昌永 赵一凡 薛淑萍 杨云 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第5期67-70,共4页
为提高厨房垃圾的再利用率并解决其带来的环境问题,设计了一种基于厨余废弃物的柔性摩擦电传感器。该传感器在外部压力从10 N增大至50 N时,输出电压和电流的幅值逐渐增加,在频率为1 Hz、幅值为50 N的外部压力下,输出电压的幅值约为2.2 ... 为提高厨房垃圾的再利用率并解决其带来的环境问题,设计了一种基于厨余废弃物的柔性摩擦电传感器。该传感器在外部压力从10 N增大至50 N时,输出电压和电流的幅值逐渐增加,在频率为1 Hz、幅值为50 N的外部压力下,输出电压的幅值约为2.2 V。当外部压强在15~85 kPa范围内变化时,输出电压幅值与压强呈线性关系。当外部压力的频率变化时,输出电流增大,输出电压幅值基本保持不变。结果表明,该传感器压力传感性能良好。当应用于运动传感中时,能够对指关节、肘关节、腕关节的弯曲反馈不同波形的输出电压信号,并能利用输出电压幅值反馈各关节弯曲程度。同时,能够区分慢走、竞走、跑步3种运动类型。该传感器为厨余垃圾的处理与再利用提出了一种新思路,在环保与人体运动状态监测等领域具有良好的应用价值。 展开更多
关键词 摩擦电传感器 厨余垃圾 柔性 运动传感
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特厚煤层垂直分层区段窄煤柱围岩稳定性及控制技术 被引量：12
8
作者 武超 王志强 +6 位作者 刘耀儒 李敬凯 耿新胜 林陆 李廷照 石磊 王鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3728-3744,共17页
针对特厚煤层垂直分层区段窄煤柱大变形失稳控制难题,采用理论分析、数值模拟及现场试验相结合的方法,对内蒙古老公营子煤矿特厚煤层窄煤柱围岩稳定性及控制技术展开研究。笔者在对窄煤柱内三向应力计算的基础上,基于摩尔−库伦破坏强度... 针对特厚煤层垂直分层区段窄煤柱大变形失稳控制难题,采用理论分析、数值模拟及现场试验相结合的方法,对内蒙古老公营子煤矿特厚煤层窄煤柱围岩稳定性及控制技术展开研究。笔者在对窄煤柱内三向应力计算的基础上,基于摩尔−库伦破坏强度得到窄煤柱平面应变的屈服准则,定性分析了窄煤柱破坏特征及损伤程度演化规律,进一步分析了区段窄煤柱失稳机理及其尺寸效应影响规律,最后给出区段窄煤柱围岩控制关键技术,并通过数值模拟及现场试验进行验证。研究成果表明:①窄煤柱中部破坏程度大于两帮,中部自顶端向下煤体破坏程度由严重向轻微发展。随着宽高比增大窄煤柱内破坏程度及严重破坏区域占比逐渐减小,当宽高比大于1∶1,窄煤柱中下部开始出现大范围的轻微破坏区,当宽高比大于5∶3,轻微破坏区占比超过50%。当黏聚力C≥3 MPa,或内摩擦角φ≥20°时,窄煤柱两帮破坏程度转变为轻微。②工作面回采巷道一侧为窄煤柱低强度承载区,在上部高应力作用下,大范围的低应力承载区煤体向巷道位移,造成两帮持续性大变形,进而影响顶板的稳定性。煤柱高度是中、底分层区段窄煤柱稳定的主控因素,窄煤柱宽高比增大,对高强度承载区承载强度影响程度较小,而低强度承载区承载强度增加较明显,合理的窄煤柱宽高比可平衡煤柱内高、低强度承载区比例,并提高承载强度。③分层窄煤柱留设需考虑工作面两侧采空时围岩稳定性,保证煤柱内部高强度承载区范围大于煤柱宽度及高度的一半,并通过联合加强支护措施使煤柱内形成由浅入深的多重联合控制区,共同维护煤柱的自稳能力。 展开更多
关键词 特厚煤层 垂直分层 窄煤柱 稳定性 围岩控制
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四川盆地龙马溪组与大安寨段页岩储层特征对比研究:海相与湖相的差异分析 被引量：1
9
作者 辛利伟 李虎 +3 位作者 王晓蕾 张芝龙 侯守康 何顺 《地质科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1003-1017,共15页
储集特征是湖相页岩研究的重点及难点。为了对比分析海相、陆相页岩储层差异,为下阶段湖相页岩的勘探开发提供理论依据及借鉴,对川东南龙马溪组一亚段页岩及川北地区大安寨二亚段湖相页岩开展有机地化实验、全岩X射线衍射、氩离子抛光... 储集特征是湖相页岩研究的重点及难点。为了对比分析海相、陆相页岩储层差异,为下阶段湖相页岩的勘探开发提供理论依据及借鉴,对川东南龙马溪组一亚段页岩及川北地区大安寨二亚段湖相页岩开展有机地化实验、全岩X射线衍射、氩离子抛光扫描电镜、低温氮气吸附等实验,对比分析了湖相、海相页岩有机地化、储层特征参数、孔隙结构及主控因素等的差异。结果表明:与龙马溪组页岩相比,湖相大安寨段页岩有机质含量较低,有机质干酪根类型以Ⅱ型为主,少量Ⅲ型,处于高-过成熟阶段;矿物组成上具有更低的硅质矿物与更高的黏土矿物含量;黏土矿物类型以伊利石及伊/蒙混层为主,介壳化石造成钙质成分较高;孔隙组成上龙马溪组以有机孔发育为主,大安寨段以黏土矿物间孔发育为主,占孔隙的70%以上,有机孔次之;微裂缝主要为黏土层间缝及矿物边缘缝,孔径分布以2~50 nm的介孔为主,在4 nm及20 nm两个区间形成“双峰态”。大安寨段湖相页岩优势储集空间主要受控于黏土矿物含量成分及有机质含量。有机质与黏土矿物组成的有效空间耦合为油气黏土间孔赋存提供了良好条件。湖相页岩纹层发育带具有高孔隙度、高TOC、高含气性及微裂缝发育的特点,有利于压裂造缝,是优质储层发育层段。 展开更多
关键词 龙马溪组 大安寨段 海相页岩 湖相页岩 孔隙结构 控制因素
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