文档介绍：西安科技大学
硕士学位论文
基于光纤光栅监测的厚松散层井筒变形预测研究
姓名:邱标
申请学位级别:硕士
专业:采矿工程
指导教师:柴敬
20090505
┟懊┟叠盘摘要论文题目:基于光纤光栅监测的厚松散层井筒变形预测研究专业:采矿工程硕士生:丘标指导教师:柴敬关键词:松散地层;井筒变形;钻孔植入式;光纤光栅;应变传递:监测研究类型:应用研究了不同程度的破坏,系该地区巨厚松散层底部含水层的疏排水固结沉降所致。使用正确、质条件,分析了井简破坏过程及发生机制。基于含水层鷌固结理论,研究底部含水层疏水沉降变形规律,分析了松散层沉降时井壁外表面剪切力,建立了井壁竖直附加研究了松散地层变形与载荷传递规律,井筒稳定性分析及强度校核方法和流程,并一种“以光纤光栅监测为主,其它几种监测方法为辅,多种监测方法相结合”的综合井筒安全性评价与预测系统。采用钻孔植入式光纤庹ぜ嗖馑缮⒌夭愠两当湫危⒆昕字踩胧焦庀薆光栅岩层变形监测力学模型,进行了应变传递理论分析,得出了应变传递率随水泥砂浆弹性模量、泊松比和钻孔直径的变化规律,并设计了应用于岩层变形监测的光纤我国华东地区的淮北、大屯、徐州、兖州、淮南等矿区相继有百余个立井井壁发生有效的监测方法预测预报含水层固结沉降变形,及时识别从微观到宏观的变形特征,是避免上述灾害的根本所在,有着非常重要的意义。研究了我国华东地区厚松散层立井井筒破坏的基本特征和规律,井筒破坏的工程地应力的计算模型,提出了井壁破坏的校核方法。给出一个井筒强度校核的实例。基于井简破坏的各种预测方法的经济技术比较,提出了光栅传感器,计算了该传感器在拟定钻孔直径下的应变传递系数,分析了底部含水层应变与井壁竖直附加应力的关系。针对济宁三号煤矿风井松散层的沉降变形进行了钻孔植入式光纤庹ごǜ屑测方法的应用,开发了岩层变形光纤庹ごǜ屑嗖馊砑迪至硕缘夭愠两当湫的实时在线监测,监测结果反映松散地层沉降变形的过程,能够预测井筒真实受力变形情况,为井筒的破坏预测和及时维护提供了依据。·本文得到国家自然科学基金的资助
,锄阛们甧玎:簅畇谢鳹,锄齞齛瓸琣吐‘鄊,羇籺甒谢:餾伊琲甈畆铡ⅱ鬳嬲蒾,.瓸【,誷眎馻畂瓵.,闕,Ⅱ虹.,阛:
,印.:簊鬭媳血—猳砌痵.,.:阛.·
姿料技大学学位论文作者弛邱桶,学位论文作者签名:邱椭掌冢哼莎、指导教师躲勿年步月学位论文独创性说明学位论文知识产权声明书本人郑重声明:所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究骷其取得研究成果。尽我所知,除了文中加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解学校有关保护知识产权的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题冉撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。保密论文待解密后适用本声明。
.√獗尘髀选题背景及研究意义势。经济发展的同时,各类基础设施的投资在国民生产总值中占越来越大比例。与此同土工程结构由于服役年限较长,在环境荷载作用、疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等灾光纤传感技术作为现代通信的产物,是随着光纤及通信技术的发展而逐步发展起来的一门崭新技术【俊6庀斯庹ごǜ屑际踝魑9庀舜ǜ屑际醯囊恢郑捎谄涠捞氐挠诺而被越来越广泛地应用【俊光纤光栅传感器的工作原理是直接或借助某种装置将被测量的变化转化为光纤光栅上的应变或温度变化,从而引起光纤光栅行牟ǔさ谋浠ü⒉⒈甓ü纤光栅中心波长的变化与被测量的关系,就可以由光栅中心波长的变化计算出被测量的世界上第一根光纤光栅诞生于年,由加拿大的等人【谑笛槭抑兄谱鞒觥年美国的热恕】发明了的光纤光栅的紫外侧写入技术。随后,年【随着世界经济全球化进程的推进,我稳的增长趋时,矿山及岩土工程的安全问题引起了人们的密切关注,如矿山开采引起的顶板事故、地表沉陷,岩土工程结构拥獭⒈咂隆⑺淼赖的坍塌【俊U庑┕こ淌鹿实钠捣狈⑸造成了重大的人员伤亡和财产损失,而且产生了极坏的社会影响;大量现役的矿山及岩变因素的影响下,结构不可避免地产生损伤累积和抗力衰减,从而抵抗自然灾害的能力下降,陆续进入了维修期和老化期;地震、洪水和台风等自然灾害对工程设施造成了不同程度的损伤【