基于CC2430与WSN的矿井液压支架监测系统研究

针对目前矿井液压支架压力监测方面的缺陷,设计了一种基于CC2430模块与无线传感器网络(WSN)的矿井液压支架监测系统。该系统以ZigBee为无线通信方式,确定簇型线状通信网格,各节点以CC2430模块为核心。重点阐述了系统的硬件设计方法,并给出了系统软件的设计流程。该系统通过实验测试,证实了系统的正确性和实用性。

地铁振动下盾构隧道道床剥离病害演化规律研究

盾构隧道整体道床剥离病害是影响地铁行车稳定和运营安全的重要因素。为研究列车振动作用下剥离病害的演化规律,以成都地铁某区段为背景,使用有限元软件ABAQUS建立盾构隧道数值模型,根据地层情况、列车轴重及载客情况确定隧道结构受力,利用DLOAD子程序编写移动荷载实现列车动载模拟,分析列车动载作用下剥离的分布及发展规律,确定结构最薄弱位置。同时,设计剥离裂缝现场动态监测系统并用于实测,得到的实测结果与数值模拟规律一致。最后根据研究中涉及的影响因素提出了剥离病害的防治建议。研究结果表明:①列车动载作用初期的冲击荷载对道床剥离影响最大,随后在动载作用下,剥离量幅值会逐渐减小;②道床伸缩缝是结构最薄弱位置,列车动载作用引起伸缩缝处的剥离量最大;③提升道床-管片结构整体性可作为病害防治设计思路,如提升道床与管片间粘结面强度、增加锚固措施等,可减少剥离病害的发生。

特厚煤层动压巷道护巷煤柱合理宽度研究

针对某矿9#煤特厚煤层9-704综放工作面动压巷道在本工作面回采过程中,出现变形量过大难以控制的问题,采用理论分析、数值模拟及现场变形实测等手段对特厚煤层综放工作面区段动压煤柱应力分布和动压巷道变形进行研究。极限平衡法表明在该条件下动压巷道护巷煤柱宽度不应小于24.5 m.数值分析表明,煤柱宽度大于26 m时能够较好地控制煤柱的应力及变形,最终确定该动压巷道护巷煤柱宽度为26 m.现场实测表明,动压巷道变形过大的原因在于护巷煤柱留设宽度过窄。动压巷道护巷煤柱宽度的计算必须考虑煤柱沿相邻工作面采空区方向及本工作面方向塑性区的宽度。该研究对类似条件下动压巷道护巷煤柱的留设宽度具有一定借鉴意义。

地铁下穿既有车站引起承压水通道原因分析

管片渗漏水是地铁隧道的主要病害之一,直接影响地铁列车的运行安全。隧道开挖过程中地下水的渗漏不仅威胁施工安全,还会影响工程质量。为解决区间隧道中的管片渗漏水问题,以杭州地铁5号线隧道为例,对渗漏水来源及流通问题进行分析。首先根据现场测试和地质水文条件对区间内管片渗漏水的来源进行分析,确定了管片渗漏水的来源为地下承压水。在此基础上,结合现场的地勘资料,根据承压水流通机理分析后初步确定承压水会沿着一定路径流通后导致病害的发生,并对承压水的流通路径进行验证。然后对承压水通道(UCWC)的形成原因提出假设,即桩基础的加固作用导致地层之间性质的差异,地层性质差异导致沉降差的产生,在开挖和扰动作用下,沉降差进一步增大引起层间裂隙,形成流通通道。最后,通过数值模拟与现场监测数据对这一假设进行验证,并据此提出了对应的技术措施,取得了较好效果。研究结果表明:隧道管片渗漏的渗漏水来源主要为承压水,承压水流通至病害区间引发管片渗漏。承压水通过UCWC流通至病害区间,通过数值模拟与现场监测数据分析得到UCWC的成因为车站加固结构与软弱地层存在的沉降差异。针对承压水流通路径以及UCWC成因,提出了长管二次注浆施作环箍,调整同步注浆材料,加强监测等技术措施来切断UCWC,避免管片渗漏水。

下穿河流盾构隧道的风险评价体系研究

盾构隧道下穿河流的风险控制是地铁工程建设的重难点,而风险评价是保证隧道施工安全的重要环节。以杭州地铁5号线盾构施工工程为背景,通过数值模拟为风险评价提供数据样本。通过模糊综合评价和BP(Back Propagation)神经网络方法进行计算,确定风险指标变形值与风险因素的对应关系,进行风险评价分析。结果表明,原有施工参数有引发沉降超标及渗漏水的风险。通过调整开挖间隔、浆液注浆压力等技术参数,有效控制了沉降变形且掘进中管片未出现渗漏水情况,验证了评价体系的可靠性。

低渗透煤与瓦斯的固-气动态耦合模型及数值模拟

为了解低渗透煤体的瓦斯渗流机理,开展了低渗透煤体的变形与瓦斯渗流的相互作用规律研究.根据低渗透煤体的瓦斯渗流特性,确定了煤体渗透率的动态变化模型;通过建立煤层瓦斯渗流方程与煤体的变形场方程,引入煤体孔隙率的动态变化模型,定义了研究问题的初始及边界条件,推导得到了低渗透煤与瓦斯的固-气动态耦合模型.针对含瓦斯煤体试件的定解条件和模型参数,进行了耦合模型的数值模拟研究.结果表明:数值模拟预测的瓦斯渗透速度,与试验的实测结果吻合较好,且随着煤体渗透率减小,模拟结果更逼近实测结果,其最小误差为0.9%.

基于CC2430与WSN的矿井液压支架监测系统研究

针对目前矿井液压支架压力监测方面的缺陷,设计了一种基于CC2430与WSN的矿井液压支架监测系统。系统以ZigBee为无线通信方式,确定了簇型线状通信网格,各节点以CC2430为核心。阐述了系统的硬件设计方法,并给出了系统软件的设计流程。经测试,证实了系统的正确性和实用性。