国家自然科学基金(51174280)
- 作品数：31 被引量：223H指数：9
- 相关作者：柴敬张丁丁李毅袁强张桂花更多>>
- 相关机构：西安科技大学教育部北京天地华泰采矿工程技术有限公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省教育厅科研计划项目国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：矿业工程自动化与计算机技术建筑科学电子电信更多>>
- 采场上覆岩层沉降变形的光纤检测实验被引量：26
- 2013年
- 为定量化研究相似材料模型实验岩层变形过程,用光纤光栅传感技术构建相似材料模拟实验的上覆岩层移动的监测方法和系统。在实验室模拟煤矿采场上覆岩层沉降变形,在0.5 m平面模型上使用2～6个不锈钢封装光纤Bragg光栅传感器和醋酸乙烯封装光纤Bragg光栅传感器,制作了3个500 mm×425 mm×73 mm的相似材料模型,几何相似比1∶800,同时在模型对应位置使用了2～3个百分表,研究模型开挖过程中岩层沉降变形与光纤光栅传感器测试结果的对应关系。实验表明,模型岩层沉降变形与引起的传感器波长漂移量变化线性相关,单位下沉量引起的不锈钢、醋酸乙烯塑料封装光纤Bragg光栅传感器波长漂移量分别为66.17～290.46,778.19 pm/mm,光纤光栅传感器可以感知水平位移和垂直位移的变化,为相似模型内部应力应变检测提供了手段。这种方法可以用于模型上覆岩层移动的实时检测。
- 柴敬赵文华李毅崔晨王道成
- 关键词：光纤BRAGG光栅传感器相似材料模型
- 全长锚固锚杆的剪应力分布规律研究被引量：5
- 2012年
- 文章从锚杆剪应力—剪切位移本构模型出发,得出了锚杆处于弹性阶段、塑性阶段和残余强度阶段的剪应力表达式;并以此为基础,研究了三个阶段的剪应力分布规律,阐述了锚杆载荷传递特性,为锚杆锚固机理的研究和锚杆锚固状态的监测提供理论基础。
- 张桂花
- 关键词：岩土工程剪应力分布全长锚固锚杆
- 三维模型内部位移测试装置及其应用被引量：5
- 2016年
- 为了获取岩体内部变形信息,研制出牵引式多点位移测量装置,并将其应用于三维模型试验内部位移量测。在3 600×2 000×2 000 mm(长×宽×高)的大型三维模型中3个不同层位共布设9个内部位移测点,同时在对应位置设置表面位移测点,开展模拟开采过程模型位移规律研究。试验表明,模型内部位移呈缓和的台阶状变化,随着工作面推进台阶阶高逐渐降低,它与模型表面位移的台阶状变化相对应;岩层稳定后,处于相同层位的内部测点最终位移基本相同,3个层位的内部测点的最终位移值分别为54、35、25 mm,同一层位的表面位移也基本相同,最终位移值分别为58、41、30 mm,内部最终位移值比表面最终位移值小7%~15%;同一层位岩层内部变形、表面变形同步变化,与工作面上覆岩层垮落和来压规律一致。该位移测量装置测量数据可靠,读数精度可达0.07 mm/°,安装和操作方便,为三模型试验内部变形测试提供了新的研究手段。
- 柴敬钱云云王丰年袁强张丁丁
- 关键词：三维模型
- 近浅埋大采高综采矿压显现规律研究被引量：4
- 2015年
- 根据杭来湾煤矿30101首采工作面开采条件,进行了室内物理相似模拟试验研究,并对工作面进行了矿压实测分析。确定了杭来湾煤矿工作面初次来压步距和周期来压步距;给出了工作面支架所需额定工作阻力;研究了工作面大小周期来压显现规律及上覆岩层垮落特征。
- 张丁丁柴敬李毅汪志力刘文岗
- 关键词：采矿工程大采高综采矿压显现
- 光纤光栅在不同基底上的应变灵敏度研究被引量：6
- 2013年
- 为实现光纤光栅传感器对基体表面应变的准确监测,在三种不同基底上对同一个光纤光栅传感器进行标定,研究了不同基体对传感器应变传递的影响。实验表明,光纤光栅传感器选用不同的标定基底其应变灵敏度系数是不同的,实际测量时需根据不同的被测对象,选用合适的基体来标定应变灵敏度系数,这样才能真实的反应基体的应变。
- 张桂花柴敬弥旭锋李毅李旭娟郝蕾
- 相似材料模型分布式光纤压力传感器的设计及应用
- 相似材料模型试验应力测量是保证模型试验测试精准度的关键问题之一。如何衡量采动应力场的演化特征，实现模型岩体内应力变化的定量测试，是当前研究的重点。电阻式压力传感器作为传统的应力监测手段存在抗干扰力差、测试不稳定等缺点。分...
- 秋丰岐
- 关键词：光纤压力传感器分布式光纤相似材料
- 采动覆岩全场变形演化过程分布式光纤监测研究被引量：2
- 2022年
- 以龙王沟煤矿61601综放工作面为背景,采用分布式光纤传感技术,研究了覆岩变形分布式光纤监测方法,分析了光纤应变曲线变化与采场覆岩变形、破坏、移动过程的对应关系,探讨了采场覆岩导水裂隙带高度和岩层破断角动态发育过程及机理。研究结果表明:光纤应变曲线的变化揭示了各回采阶段上覆岩层的变形过程,曲线的形态主要与光纤和工作面的相对位置以及关键层破断过程有关;垂直光纤应变曲线呈台阶状,凸台位于“三带”交界处,其位置变化代表垮落带和裂隙带高度发育过程;水平光纤应变曲线在模型两侧破断线位置呈双峰状,间距不断变化,表明岩层破断角在采动过程中是动态变化的;通过光纤应变曲线获得导水裂隙带和岩层破断角的动态发育过程,导水裂隙带最终发育至地表,开切眼侧和工作面侧岩层破断角分别为67.6°和65.8°。试验结果可为类似条件下采场覆岩变形移动规律的研究提供参考。
- 朱磊古文哲柴敬马哲秋丰岐
- 关键词：相似模型试验导水裂隙带BOTDA
- 煤柱应力应变分布的光纤监测试验研究被引量：6
- 2017年
- 为科学留设区段煤柱,基于光纤传感监测技术,从煤柱内部应力应变角度研究煤柱的合理尺寸及其稳定性。制作平面物理相似材料模型,通过3个工作面开挖形成2个区段煤柱,在煤柱内分别埋设5个光纤Bragg光栅传感器及分布式传感光纤,同时,在模型底板铺设60个压力传感器,监测煤柱内部应力应变变化。试验表明,煤柱内部垂直应变随工作面推进而增大,水平应变随工作面推进呈"马鞍形"分布;煤柱的破裂区宽度约为3~5 m,塑性区宽度约为5~8 m,弹性区宽度约为22~27 m;1~#区段煤柱和2~#区段煤柱一侧开采时,对应的应力集中系数分别为1.54和2.04;两侧均为采空区时,应力集中系数分别为1.99和2.18。光纤光栅监测结果揭示了煤柱内部应力应变规律,为煤柱稳定性实时监测提供了科学手段。
- 柴敬彭钰博马伟超袁强王丰年
- 关键词：区段煤柱光纤BRAGG光栅分布式光纤传感技术模型试验
- 采场覆岩变形分布式光纤监测岩体-光纤耦合性分析被引量：9
- 2020年
- 岩体与光纤之间的耦合性是决定分布式光纤感测岩体变形准确性的关键因素。通过岩层变形光纤响应特性的力学分析,结合运动学方法,提出了光纤-岩体的耦合性判据,并建立了岩层变形光纤监测模型。通过水平埋设在物理相似模型内部的传感光纤,监测不同开挖状态下关键层的结构性变形,并借助数字图像相关技术(DIC)对关键层挠度分布进行实时跟踪监测,综合分析覆岩变形特征及演化规律,并将2者监测结果进行对比分析。结果表明:当岩层变形较小时,岩体-光纤耦合性系数在0.9~1.0内,光纤应变计算的岩层挠度与DIC测量的实际岩层挠度基本一致,最大相对误差为8.9%;当岩层变形较大时,岩体-光纤耦合性系数呈断层式直线下降,直至岩层发生破断,裂缝处岩体-光纤发生脱离,光纤-岩体接触度与光纤-岩层耦合系数k值均为0;通过光纤监测数据反演,获得采动覆岩的变形范围及特征,从而反映出光纤沿线岩层移动变形的位置及程度。研究成果为分布式光纤传感技术应用于模型及现场覆岩变形监测提供了参考。
- 柴敬欧阳一博张丁丁雷武林
- 关键词：覆岩变形分布式光纤耦合性
- 基于不同残余含水率的相似材料力学特性研究被引量：3
- 2020年
- 相似材料力学特性与原始岩石力学特性的相似度对相似模拟试验成功与否起到关键性作用。为提高试验精度,以葫芦素煤矿岩层特性为工程背景,采用实验室试验、理论分析及现场调研等方法,研究了以河砂和重晶石粉为骨料、水泥和石膏为胶结材料的相似材料不同残余含水率配比试验效果。结果表明:各因素对相似材料力学性质的综合影响大小依次为:残余含水率>重晶石粉含量>砂胶比>水膏比;当残余含水率由0%增大到4%时,相似材料的单轴抗压强度和弹性模量分别降低了49.5%和53.3%,泊松比增加了54.8%;根据工程应用验证,线性回归方程的计算值与试验值相似度范围为86.3%~94.8%。该研究成果可为提高相似材料试验精度提供有效的参考。
- 柴敬姚凯亮刘奇张丁丁
- 关键词：相似材料正交试验
