冲击地压的三参量能量致冲准则及多场监测预警和动态防治技术

针对目前冲击地压监测分析、预警能力不足,难以确定危险区域及其演变趋势,不能开展针对性的卸压工程,导致冲击地压频繁发生实际问题。从能量角度研究冲击地压产生机制,提出冲击地压的三参量能量致冲准则,分析能量场和应力场耦合监测预警原理,建立基于多场耦合监测的危险性评价和防冲技术,开展采掘过程中动态监测和调控防冲实践,进行了效果验证。研究表明:冲击地压发生的累积不稳定能量E、压制能力RE、启动扰动强度DI等3个参量相互联系、协调作用而诱发冲击地压,累积足够的不稳定能量E是冲击孕育的首要条件。应力场CT反演和能量场密度空间解析技术的结合,可以有效识别不稳定能量E的积聚过程,共同形成冲击地压危险区域精准识别关键技术,进而可以根据危险区域识别结果实施针对性卸压、解危措施,阻断不稳定能量E的积聚过程,防止其超过临界值E0。工程应用表明,冲击地压的多场耦合监测预警与动态防治技术的应用,有效避免了监测与治理的盲目性,取得了很好的防冲效果,为探索冲击地压内在机制及其预警理论和方法提供了新思路、新方法。

基于光纤技术的边坡稳定性多场远程监测应用研究

通过现场勘查,选取典型公路边坡作为试点,基于光纤监测原理,对试点边坡工程进行了监测方案设计、监测传感器安装、监测基站建设并进行了实时监测,并对边坡稳定性进行判别。实现边坡监测从常规监测技术向远程监测技术过渡,通过监测数据对边坡进行实时体检,对边坡存在风险进行预判等功能,进一步保障了边坡工程防灾安全性,相关工作可为边坡远程光纤监测应用推广提供参考。

深部地下巷道围岩结构监测信息化技术研究

在地下矿山开采过程中,巷道围岩结构变化具有显著的非线性特征,易引发较大的煤岩动力灾害。现有深部地下巷道围岩监测技术基于单一物理量的数据采集,缺乏多物理量的联合监测与分析,无法准确判断围岩结构变形状态。针对上述问题,基于对钻屑法、岩饼法、应力测量法、围岩变形监测法、电磁辐射法、声发射法、微震监测法、震动层析成像法等现有深部地下巷道围岩监测技术的分析,提出了采用深部地下巷道围岩结构监测信息化技术构建多源、多场的深部地下巷道围岩结构监测体系的设想,从数据感知、采集、传输、分析等方面阐述了深部地下巷道围岩结构监测信息化关键技术,并讨论了深部地下巷道围岩结构监测信息化面临的受限环境下传感节点供能、异构传感设备统一交互、时延敏感网络数据传输等挑战。

边坡多场光纤神经感知与安全保障体系

人类工程活动往往易引发边坡灾害,进而对施工人员安全与工程进度产生重要影响。为获取边坡实时状态信息,基于光电联合监测技术,开展边坡变形、温度、渗流及地电等多场光纤神经感知研究,精准掌握边坡时空连续状态。通过引用物联网、大数据、人工智能等技术,对多场信息进行数据清洗、关联挖掘、聚类分析,挖掘出影响边坡稳定性的控制因素,分析各控制因素的叠加效应,在此基础上建立集异常感知、信息传输、数据处理、决策预警为一体的边坡多场安全保障体系,对边坡潜在风险进行识别、评估及预警,进而作出科学决策并实施应急预案,为保障边坡工程安全与防灾减灾提供参考依据。

滑坡光纤神经感测系统:技术与应用

滑坡灾害在我国分布广泛,实施有效的监测预警和风险管理措施是该领域防灾减灾的关键。近几十年来,分布式光纤传感技术(distributed fiber optic sensing,简称DFOS)在滑坡监测领域取得了显著进展,相较于常规监测方法具有分布式、长距离、大量程和多参量监测的优势。首先介绍了几种有代表性的光纤传感技术,提出滑坡光纤神经感测系统的概念,并详细阐述了各类光纤传感器的工作原理及其布设工法。在此基础上,介绍了2个利用超弱反射光纤布拉格光栅(ultra-weak fiber Bragg grating,简称UWFBG)监测技术的典型滑坡案例,并进一步讨论了当前存在的技术瓶颈。案例分析结果表明,光纤神经感测系统能实现远程、实时、高精度的地下多参量数据采集,可准确探测潜在滑面及其他关键界面位置,界面处的多物理量变化为揭示滑坡地下演化过程提供了重要的数据支持,为滑坡预测预警提供了新的思路。

滑坡演化的基本属性与研究途径

我国是世界上滑坡地质灾害最严重的国家,重大滑坡防治是国家防灾减灾重大而迫切的战略需求.自然界经历了漫长的演化过程,演化是滑坡的基本属性,是滑坡工程地质研究的重要基础.滑坡演化机理、演化特征的正确认识及其定量表征,是滑坡预测预报和防控研究的关键组成部分.在归纳自然界演化共有特征的基础上,系统阐述了滑坡动力来源、演化形式、孕育模式、演化阶段和演化状态等基本属性;提出多场关联监测是揭示滑坡演化特征的有效手段,介绍了近期取得重要技术突破——滑坡柔性大变形监测技术;提出了演化在重大滑坡预测预报和防治中的应用途径,指出了重大滑坡演化进一步研究的方向.