采场覆岩变形与破坏的分布式光纤监测与分析

提出了采用BOTDR分布式光纤传感技术,对煤层采动过程中覆岩变形与破坏的发育规律进行了监测和分析。以淮南矿区某工作面为例,介绍了监测孔的布置方式和传感光缆的安装方法,提出了采用钻孔安装技术将传感光缆植入到煤层顶板覆岩中,根据工作面回采进度,定期采集传感光缆的应变分布,分析了光缆的应变分布特征及其变化规律,得到了应变分布与地层的对应关系,发现应变分布是不均匀的,传感光缆的应变变化与覆岩模量呈反比,揭示了覆岩变形与破坏的发育规律。根据光缆的应变分布特征、传感光缆光损耗较大的点或者断点所处的层位,结合13-1煤覆岩的岩性组合,得到了垮落带和导水裂缝带的发育高度分别为12.5 m和40.0 m。     

非饱和土水分迁移感测的主动加热光纤光栅法试验研究

非饱和土水分迁移是诱发多种地质灾害和环境岩土问题的重要因素,对其机理的认识因测试技术的不足尚不明确。为探究主动加热光纤光栅（AH-FBG）法监测非饱和土水分迁移的效果,分析单探针和双探针AH-FBG法的误差来源及分布特征,开展了一组室内土柱试验。在试验中同时采用AH-FBG法和传统的频域反射（FDR）法监测毛细水上升和水分蒸发的全过程,对比单探针法和双探针法的监测精度,分析不同方法的适用工况。结果表明：基于单探针AH-FBG的3种数据分析方法中,热导率法的监测精度最高,但是单探针法在监测毛细水上升过程中,当湿润锋刚没过探针感测位置时,受纵向传热的影响会使得测量的含水率值偏低;相比于单探针法,双探针法受纵向传热的影响更大,监测土体水分迁移有较大误差,误差大小与测点位置处的土体含水率值及土柱纵剖面的含水率分布情况有关;为减小纵向传热影响,从传感器结构和数据处理两方面提出了AH-FBG法的改进措施。     

干湿循环过程中膨胀土的胀缩变形特征

为了了解干湿循环过程中膨胀土的胀缩变形特征,分别开展了两组干湿循环试验。在控制吸力干湿循环试验中,吸力控制范围为 0.4 ～ 262 MPa ,采用了两种吸力控制方法,分别为渗析法（吸力＜ 4 MPa ）和蒸汽平衡法（吸力＞ 4 MPa ）,当每一级吸力达到平衡时,测量试样对应的含水率和体积;在常规干湿循环试验中, 采取了两种干缩路径,分别为全干燥和部分干燥,并测量试样在每次干湿循环过程中的轴向变形及循环结束后的含水率。结果表明： 在脱湿和吸湿过程中,试样孔隙比随吸力变化可分 3 个典型阶段：大幅变化阶段（ 0.4 ～ 9 MPa ）、过渡阶段（ 9 ～ 82 MPa ）和平缓阶段（ 82 ～ 262 MPa ）; 当吸力大于 113 MPa 时,试样的胀缩变形基本可逆,而当吸力小于 113 MPa 时,试样的胀缩变形 表现出明显的不可逆性,且不可逆程度随吸力的减小而增加。试样在常规干湿循环过程中的胀缩变形随循环次数的增加逐渐趋于稳定;胀缩特征受干缩路径的影响非常明显,全干缩路径中测得的膨胀率高于部分干缩路径,膨胀速率随干湿循环次数的增加而增加;试样在干湿循环过程中的膨胀率大小在一定程度上取决于吸湿能力。     

土体干燥过程中的体积收缩变形特征

通过开展室内试验,分别研究了初始饱和的糊状试样和不同压实状态的压实试样的体积收缩变形特征。对于糊状试样,采用液体体积置换法测量了试样干燥过程中的体积变化,获得了完整的收缩曲线,试验结果表明：糊状试样的收缩过程可分正常收缩、残余收缩和零收缩 3 个阶段;绝大部分收缩变形发生在进气点之前即土体处于饱和状态。对于压实试样,初始干密度和含水率对收缩特征有重要影响：初始干密度增加对体积收缩变形起抑制作用,而初始含水率的增加对体积收缩变形起促进作用。此外,压实试样的体积收缩存在明显的各向异性,且对初始含水率的敏感程度高于初始干密度。最后,根据试验结果,提出了压实试样收缩应变与初始干密度和含水率之间的函数关系式。     

基于GIS与虚拟现实技术的三维地层可视化系统设计与实现

本文在对比多种三维可视化建模方法的优劣后,提出了一种在VRML环境下结合GIS技术实现三维地层可视化的方法,并以某大桥为例,将理论的虚拟现实技术推广到实际应用中,克服了依靠传统钻孔柱状图来反映真实地层分布的弊端,大大提升了勘察结果表达的直观性,给工程勘察信息的整理发布提供了一个有效、科学的技术手段。     

FBG在隧道施工监测中的应用及关键问题探讨

光纤布拉格光栅(FBG)传感技术具有精度高、准分布、实时性、耐腐蚀及抗电磁干扰等独特优势,已在众多工程监测领域中得到应用,但纤细脆弱、交叉敏感的FBG应用到作业环境恶劣和变形规律复杂的隧道工程监测中还有一些关键问题需要解决。探讨了FBG用于在建隧道工程监测中常遇到的封装保护、温度补偿及系统集成问题,提出了相应的解决办法和思路,并以具体工程案例对上述问题进行了分析。研究表明:通过合适的封装和保护可以将埋入式FBG传感器的成活率大幅提高,实现在隧道开挖期间对喷射混凝土的拱架内力、混凝土应变与温度的实时监测。     

循环流化床锅炉压火保护应用实践

回料阀是循环流化床锅炉的重要组成部分,回料阀内的运行工况直接关系到循环流化床锅炉能否正常运行,如回料阀返料不畅时需对锅炉压火操作,以往压火操作需运行人员人工判断并手动操作,但运行人员可能会未及时发现回料阀返料不畅致使操作滞后甚至发生操作错误,导致回料阀堵塞结焦停炉,造成重大的经济损失。国家电投江西公司分宜发电厂生产技术人员对历次压火过程进行分析,开发出"压火保护"热工自动控制系统。当回料阀出现返料不畅或堵塞等各种紧急情况下进行压火保护自动处置,发电机组不解列,待处理好突发状况后进行热态快速启动,短时间恢复到额定工况,保障循环流化床锅炉的正常运行。采用该技术很好的预防了回料阀堵塞,有效监控外循环灰量回路运行状态,提高了循环流化床锅炉的效率及经济性,可广泛用于各类型号的循环流化床机组中。     

基于OSGEARTH的国产航天三维仿真软件设计

针对目前航天领域缺乏经过验证、能够可靠应用于全国产化平台的三维仿真软件,本文基于OSGEARTH设计和实现了一款国产航天三维仿真软件.通过地球影像和高程数据的差异化加载、场景树的优化构建、弹道数据筛选等设计策略,解决了在全国产化平台上进行三维仿真的可靠性和渲染效率问题,并得到了仿真实验的有效验证.     

新中产生活情境下智能家居产品设计策略研究

目的 提出了面向新中产生活情境的智能家居产品设计策略.方法 以新中产人群作为我国智能家居产品的主要受众对象进行研究,通过对其进行用户画像定义,包含其家居生活环境、行为、心理、审美的四大生活情境特征阐述,以及结合现有市场智能家居产品设计存在的共性问题进行总结.结果 得出了包括:让产品具备"学习"能力、产品的嵌入式与集成化、采用更自然的交互方式与更高的美学标准、场景化产品组合服务方案替代单一产品4项具体设计对策.结论 智能家居产品设计需在新中产人群生活情境研究之下,紧跟技术发展趋势,真正理解与定义产品智能的含义,在产品功能、呈现形态、交互方式、环境融合、服务方案等方面作出探索.     

基于GIS可视域分析的矿山环境视觉污染评价

从矿山环境影响评价的一个新视角——视觉污染定量评价出发,利用GIS技术中可视域分析方法进行矿山环境视觉污染评价,详细介绍了其关键技术。通过GIS技术提供的数据处理、地形分析、可视域分析、距离分析等方法,将矿山开采后裸露山体对周边环境形成的视觉污染进行分析计算和可视化表达;将矿山可视域分析结果与视觉污染敏感目标,如高速公路、居民区及公园等进行叠加分析,最终获得裸露山体对保护目标产生的视觉污染范围及强度;以南京市为例对所提思路和方法的可行性进行了验证。通过可视域分析评价矿山的视觉污染可以提高评价结果的科学性。