全站仪在矿区三维监测中的应用研究

针对矿区变形监测的特点，应用计算机模拟分析和试验研究相结合的手段，分析研究了用全站仪进行矿区三维变形监测的特点，使用范围和测量精度。三维变形精度比二维的精度高，而且较均匀。     

采空区三维激光扫描智能化监测技术研究与应用

研制出基于三维激光扫描技术的采空区智能化监测系统,实现空区无人自动化监测。系统通过导轨自动伸入空区测量,将采集的点云数据传输到地面控制中心,通过软件处理获得空区三维形态,将多期测量数据进行对比,分析空区相对变形状况。试验表明,系统可准确判断空区变形位置和体积,为采空区智能化监测提供技术支撑。     

结构物变形的摄影测量观测

序言目前通常是以地面测量方法,如水准测量、距离测量和倾角测量来进行结构物变形观测的。在偶尔单独应用摄影测量方法对变形进行观测之后,从70年代开始,即1978年在莱茵褐煤公司进行了传统测量方法的系统观测,并通过地面摄影测量来补充,而且主要的是用于测量露天矿和机器,其次才是建筑物,这在下面将要介绍。应用摄影测量的优点是: ——精度高; ——测量是无接触的; ——可以得到大面积的三维变形; ——持续时间内获得资料。根据褐煤矿井的开采实际,我们可以     

基于数字体散斑法煤样内部三维应变场的测量

煤岩内部三维应力应变场的测量对冲击地压、气体吸附及煤与瓦斯突出的机理研究具有重要意义,但在实验室中很少有方法能够直接测量煤岩内部三维应力应变场。采用新近发展的数字体散斑法与微焦点工业CT相结合的方法分别测量了单轴压缩和CO2气体吸附过程中煤样内部的变形,由变形获得煤样内部的三维应变场。研究表明,煤样内部天然结构可以作为携带变形信息的散斑结构,用于变形测量。通过单轴压缩煤样内部等效应变及体积应变的可视化,直观地显示出试件内部应变局部化区域孕育发展的过程,煤样的变形破坏具有明显的应变局部化特征,应变局部化区域与煤样最终破坏断裂区域位置一致。利用DVSP法测得了煤样吸附CO2过程中的三维应变场,并与应变片测量结果进行了对比,两者具有较好的一致性。通过体积应变的分布图直观揭示出煤样在吸附气体过程中存在膨胀区与压缩区,由于非均质性造成内部变形不均匀。     

自驱动关节臂坐标测量机误差分析与结构优化设计

为了满足自驱动关节臂测量机(AACMM)测量精度对结构设计的要求,通过分析测量机的结构和测量工作原理,确定了引起测量和定位误差的误差源,并对关键零部件进行设计和选型,在此基础上建立了三维样机。利用不同测量姿态下的测量机静态变形和不同运动测量速度、测量姿态下的刚柔耦合变形值来指导测量机结构优化设计。仿真实验结果表明,测量机静态变形误差最大值降至0.41 mm,重复定位精度达到0.01 mm,满足设计要求。     

基于TRIZ的矿用三维激光扫描测量系统的优化设计

针对矿用三维激光扫描测量系统中支撑系统由于长度过长,导致在自身重量作用下引起构件变形,进而影响构件的整体强度和正常使用；同时扫描主机在工作状态下的转动会传递至相关构件,进而对测量精度产生影响的问题。本文运用TRIZ理论中的功能分析、因果分析、三轴分析、矛盾分析、40个发明原理、分离原理、物场模型和76个标准解等探索矿用三维激光扫描测量系统中支撑系统的若干解决方案。经过方案评估,最终选择了4个可靠有效的解决方案,为三维激光扫描技术在金属矿山采空区测量的应用提供了高可靠性解决方案。     

基于三维激光扫描技术的竖井井筒变形分析方法

竖井井筒变形观测传统方法效率低下,无法对井筒细部进行观测。本文以鹤岗市兴安煤矿竖井井筒为对象,采用三维激光扫描技术,对整体井筒变形进行三维分析。利用井筒点云与参考模型体间,进行基于圆柱体投影的点云距离计算,分析整体井筒变形情况。采用井筒水平切片方法,对109片点云进行2D矢量位移计算,分析每处点云切片位移情况。对井筒点云进行三维建模,并进行井筒模型与参考井筒模型间比较,井筒变形细节清晰可见。经控制测量检验,该方法精度可靠,更加真实反映井筒空间变形特征,为今后竖井井筒变形监测提供一种新方法。     

采空区三维激光扫描变形监测试验研究

在成功研制采空区三维激光扫描变形监测系统的基础上,为了验证该系统的量程、精度、变形监测效果,选择中矿金业阜山矿1661采空区作为工业试验场地进行试验。试验结果表明,该系统的测距量程达到83m,测量精度达到±2cm,对采空区变形监测效果良好,为采空区稳定性评价、提高采空区的变形监测效果提供新方法。     

基于Photogrammetry的非开挖施工地表变形检测技术研究

非开挖施工过程中由于往往受到埋深的限制，导致上部土体有效应力降低，进而产生地表变形，变形过大还会引起地表既有建筑受到破坏，所以量化检测其变形程度在地下施工中尤为重要。本文主要讨论了采用Photogrammetry技术检测非开挖施工过程中地表变形的主要方法和应用情况。Photogrammetry技术是一种非接触式的变形检测技术，主要通过影像手段获取目标点的三维变形大小。该方法需要从空间多角度对目标点进行摄影测量，获取连续的三维影像信息，通过Photogrammetry软件进行现场目标点重现，进而获取三维可视目标点坐标值。本文通过现场的检测，获取了地表变形的数据，提出了检测的方法，并对数据处理过程中检测精度提出了探讨。     

基于工业测量的相似材料模拟实验数据处理系统设计与实现

将XJTUDP三维光学点测量系统应用于相似材料模拟实验观测中,能够准确、快速地获取模型表面标志点的精确三维坐标。但所获取的标志点坐标系不统一、可能带有粗差,同时不同观测线的移动变形计算不方便,针对上述问题笔者进行了观测数据管理与处理系统的设计与实现。系统主要实现了观测点坐标的数据库管理和三维显示、旋转、选取,观测点粗差剔除和坐标匹配,同一模型不同观测时间移动变形的计算和移动变形曲线的绘制功能。     

基于多轨道SAR影像的矿区地表三维变形动态监测与分析

针对单一轨道合成孔径雷达差分干涉测量技术(Different Interferometric Synthetic Aperture Radar,DInSAR)技术仅能获取雷达视线向(Line of Sight,LoS)的变形问题,提出了一种基于多轨道SAR影像的矿区地表三维变形动态监测与分析方法。该方法以覆盖邯郸市峰峰九龙矿区的TerraSAR、RadarSAT-2、Sentienl-1卫星3个轨道多景SAR影像数据为基础,首先采用D-InSAR技术获取3组地表视线向变形,利用插值方法将地表视线向变形规划到相同的时间间隔,获得时间间隔为6 d、17 d、39 d、50 d的3组视线向的变形值;然后根据最小二乘原理将视线向变形分解到竖直、东西、南北等方向上进行三维分析。研究表明:①与实测水准数据对比,该方法得到的竖直向沉降均方根误差仅为±2 mm,表明利用矿区地表三维变形特征分析开采沉陷规律具有可行性;②时序累积的三维变形场能够直观展示地面沉降的时空变化过程,可以进一步分析沉降中心随着观测时间推进的变化过程。     

充填对覆岩变形移动特征影响的对比试验研究

充填开采条件下上覆岩层变形移动特征不同于全部垮落法,为了获得其上覆岩层变形移动特征的差异,以邢台矿7608充填开采工作面为试验背景,采用相似材料模拟工作面回采和充填过程,采用三维静态变形测量系统对上覆岩层进行了变形观测。通过对比充填率为90%和0时2种不同情况,获得了充填法和全部垮落法管理顶板条件下上覆岩层变形移动特征和充填对覆岩移动的影响规律。     

整体结构框类零件加工变形仿真与实验研究

建立了三维整体结构框类零件的有限元分析模型,利用单元生死技术仿真材料的去除过程。研究了毛坯初始残余应力释放引起的加工变形规律,并且设计了切削实验,使用三维坐标测量仪测量了每次铣削加工变形,通过仿真数据与实验数据比较分析,只要建立正确的分析模型,可以预测零件加工变形,从而制定出有利于减小加工变形的合理加工工艺,对于提高大型整体结构件的加工效率和产品精度具有重要意义。     

基于三维激光扫描技术的煤矿井架变形分析

利用三维激光扫描技术进行建筑物的变形分析是变形监测发展的重要趋势之一。文中详细介绍了利用三维激光扫描技术进行煤矿井架沉降和变形分析的具体过程,介绍了数据提取与分析的具体方法和步骤,为未来煤矿井架的变形分析提供了理论依据。     

基于数字图像相关技术的巷道模型变形监测试验

建立了基于数字图像相关技术(DIC)的矿山巷道模型变形监测与分析系统,对直墙半圆拱形巷道的模型试件在单轴竖向压缩载荷下的变形进行了二维(2D-DIC)测量和三维(3D-DIC)测量,分析了试件的平面内变形和离面位移,揭示了离面位移对2D-DIC测量结果的影响。试验表明进行模型的受压变形监测时,3D-DIC技术的测量结果更准确,当采用2D-DIC技术测量时,应尽量避免或减少试件的离面位移。研究丰富了实验室内巷道模型测试手段,对数字图像相关技术在矿山模型试验中的应用具有指导和参考价值。     

基于透明介质和颗粒图像技术的土体变形测量研究进展

该文采用无定形硅粉和矿物油等材料开发了能够模拟天然粘土和砂土工程特性的人工合成透明材料———人工合成透明土。通过对其工程特性以及颗粒图像变形测量系统及算法的研究及其在模型中的应用进行了介绍和评价,推动土体变形的三维测量研究,同时也有助于了解土体在各种荷载作用下的变形机理,并对颗粒图像技术在岩土工程中的应用前景及研究方向作了展望。     

铝合金7075T7351中厚板内残余应力的动态测量

采用动态应变测量技术测量7075T7351铝合金中厚板内残余应力大小及分布规律.在测量中,对铝合金预拉伸板毛坯残余应力的释放进行全时域的数据采集与分析,不仅得到了预拉伸板残余应力的三维分布规律,还获得了三维残余应力释放速度趋势.三维残余应力分布规律在控制航空整体件加工变形的工程应用中具有重要意义.     

结合点云数据与BIM技术的建筑变形信息管理

采用地面三维激光扫描技术(Terrestrial Laser Scanning,TLS)对建(构)筑物进行变形监测,替代传统监测方式,由以往的单点监测数据获取转变为快速、实时三维坐标测量.通过点云数据建立建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM),借助Revit二次开发,实现建筑...     

基于光栅投影的三维测量技术

材质软和薄壁类零件,由于易变形,应用传统的接触式测量方法,满足不了要求。阐述了一种非接触式结构光光栅投影三维测量技术原理,给出了利用该原理测量零件的过程和测量结果。最后指出该方法在材质软和薄壁类零件测量方面有着广泛的应用情景。     

东露天煤矿槽仓三维有限元变形分析

结合工程算例，运用弹塑性理论开发三维并行有限元计算程序，选择合理本构模型，对平朔东露天煤矿槽仓支护方案进行了数值模拟。结果表明：开挖段开挖完成后，槽仓两侧壁上部塌缩下部突出，整体变形上为滑动趋势|回填段回填完成后，发生的变形主要为重力方向的变形，南北水平方向的变形相对较小，较大的垂直变形主要发生在靠近边坡朝里的一侧|开挖回填完成后，槽仓结构的最大变形发生在槽仓东侧提升间结构的上端和下端，在上端变形显示为向外膨胀，而在下端为对内挤压。利用三维并行有限元计算方法进行槽仓开挖回填过程的数值模拟研究具有可行性，模拟结果满足工程以及理论上的基本要求，与实际工程测量结果大致吻合。