直剪试验是测定土体抗剪强度常用的方法。通过对重塑上海第4层淤泥质粘土分别进行固结快剪和慢剪试验,对慢剪和快剪的剪应力和剪切位移曲线以及慢剪和快剪的抗剪强度曲线进行分析,并对其剪应力与剪切位移关系曲线进行归一化分析,拟合得到各竖向压力下τ?S?S的归一化方程,进而统一了各竖向压力下τ/P.S?S的归一化方程,并通过抗剪强度曲线图可得到抗剪强度参数粘聚力(c)和内摩擦角(?);抗剪强度和剪切破坏时与剪切面上的含水率有较好的线性关系。

针对传统矿用低压电器温升试验系统的不足,利用虚拟仪器技术的技术优势,设计了基于虚拟仪器技术的矿用低压电器温升试验系统。详细给出了系统硬件和软件的实施方案,并对系统软件的自动快速稳流控制方法做了深入介绍。系统具有自动化程度高、稳流速度快、测量精度高等特点,现已成功应用在矿用低压电器产品的温升试验中。

贵州地区煤层多为低透高突煤层,针对这种情况以六盘水松河煤矿为背景研究了操作简单、适用性强的掏穴增透技术在贵州地区的应用前景。通过COMSOL Multiphysics数值模拟与工程实践验证相结合,证明了掏穴增透技术在增透强化抽采方面有较好的效果,值得在贵州地区广泛推广。

通过理论分析全站仪极坐标法的观测原理,并以断层相似材料模拟试验为例,探讨了全站仪极坐标法在相似模拟试验覆岩运移监测中的应用。研究结果表明:运用全站仪极坐标法观测可准确获得待测点各开采阶段的位移坐标值,计算得到待测点的水平位移及垂直位移。全站仪极坐标法观测可满足相似模拟试验测量精度的要求,能准确地确定断层活化时间,测得断层活化量,反映覆岩运移规律,是相似材料模拟试验中行之有效的观测方法。

针对突水模型试验中对传感器的特殊要求,基于光纤布拉格光栅(FBG)技术,研制了新型的光纤光栅位移、应力、渗压和温度传感器。所研制的光纤光栅传感器不仅体积小、精度高,而且性能稳定、读数可靠,完全满足突水条件下实时采集数据的要求。在矿井突水模型试验中,将各传感器预埋于模型内部关键位置,成功地实现了对突水过程多场信息的实时监测。试验结果揭示了矿井突水前兆特征,说明了新型光纤传感器在突水模型试验中的有效性和可行性。

针对巷道锚杆载荷监测的重要性及常规监测方式的局限性,采用理论分析、实验室测试及现场试验的方法,以光纤布拉格光栅(FBG)为核心敏感器件,研制了一种新型光纤光栅锚杆测力计。锚杆测力计标定及性能测试表明,其具有良好的线性度、重复性和较高的灵敏度,灵敏度为57.25 pm/MPa,线性拟合系数为0.999 6。在沙曲矿14301轨道巷中构建了锚杆支护质量光纤光栅监测系统,对工作面开采过程中巷道2个测站的锚杆载荷变化进行实时在线监测。应用结果表明,测站1几乎不受工作面开采扰动的影响,仍保持初始预紧力的作用效果;测站2的锚杆载荷呈现为先稳定后增大最后减小的变化趋势,监测数据可作为巷道围岩稳定与控制的数据基础。监测系统具有本质安全、抗电磁干扰、可靠性高的优点,适合进一步推广应用。

基于光纤光栅传感原理及受力传感特性,设计了一种光纤光栅测力锚杆。在力学分析的基础上,确定了锚杆轴力与光纤光栅中心波长的数学关系,并进行相关力学标定试验。试验结果表明,光纤光栅中心波长偏移量与载荷之间具有良好的线性关系,线性度高达0.994 5,测量精度较高;光纤光栅传感器应力灵敏度系数为0.013 2 nm/k N,和理论分析情况基本一致;从试验分析可以得出,利用光纤光栅传感技术对锚杆工作状态进行监测是可行的。

控制改性生土材料的含水量达到最优含水量,是提高改性生土材料密实度和强度的关键。对作为生土基材的黄土分别掺加不同比例的水泥,熟石灰,砂,麦秸,形成不同掺料不同掺量的改性生土材料。通过标准轻型击实试验,得到不同掺料不同掺量的改性生土材料的最优含水量及最大干密度,对试验数据进行分析,得到不同掺料改性生土材料最优含水量与掺量之间的关系,研究不同掺料对改性生土材料最优含水量的影响规律,给出不同掺料不同掺量的改性生土材料最优含水量的影响趋势、定量分析数据及估算公式。结果表明:加入水泥、石灰、麦秸的改性生土材料的最优含水量有不同程度提高;加入砂的改性生土材料的最优含水量有所降低。作为生土材料标准试验方法的前期试验研究,结论可为生土材料标准试验方法的研究提供依据,也可为实际工程中确定改性生土材料最优含水量提供参考。

分析了利用数码相机进行室内近景摄影测量影响测量精度的各种因素,建立误差模型,总结误差产生的原因。通过试验证明近景摄影测量完全达到了测图及工程的应用要求,实现了数码相机获取的原始影像到三维信息的转化,为数字摄影测量工作站及非量测型数码相机在近景摄影测量中的应用提供了可供参考的意见。

针对马脊梁矿邻空侧巷道围岩变形量较大、矿压显现剧烈等问题,进行水力致裂弱化坚硬顶板的工业性试验。通过有无切顶试验对比,观测监测孔及钻孔应力计压力波动情况,分析了坚硬顶板水力致裂的效能。研究结果表明:通过对坚硬顶板进行切槽,可有效弱化顶板岩层,降低工作面应力集中。现场工业性试验验证了水力致裂的可靠性,治理邻空侧巷道矿压显现效果显著,不仅实现了8103工作面的正常回采,也为该矿提供了一项降低邻空侧巷道围岩应力集中的措施。