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基于PPP-BOTDA的膨胀土裂隙发育特征的分析与表征方法研究被引量：6: 2014年; 为了解非饱和膨胀土在干湿循环过程中土体应变的状态、变化以及土体裂隙的发育规律,在室内设计了一个长150cm、宽10cm、高60cm的模型箱,将传感光纤分4组按不同深度埋入土中,每组传感光纤包括4种类型,采用高空间分辨率的分布式光纤应变测量技术PPP-BOTDA,对干湿循环过程中土体的应变状态进行了监测。试验发现:埋深较浅的光纤受到裂隙发育的影响,在空间上,光纤应变状态呈现不均匀的拉压分布;在时间上,随着土体含水率的降低,裂隙区域的光纤应变呈现出先压缩后拉伸的变化规律,而且光纤应变变化同总裂隙张开度具有一定的相关性;随着光纤埋藏深度的加深,由于受土体裂隙的影响减小,光纤应变分布较为均匀;吸湿过程中,土体裂隙逐渐闭合,裂隙区域光纤应变由拉伸状态转变为压缩状态,而裂隙两侧区域光纤应变逐渐转变为拉伸状态。结果表明,通过PPP-BOTDA技术可以反映膨胀土干湿过程中土体的应变状态,并对土体裂隙进行准确的定位,从而为土体变形监测及灾害评价提供了新的技术手段。; 王宏宪张丹李长圣独莎莎; 关键词：裂隙膨胀土分布式传感光纤

玄武岩纤维加筋膨胀土的强度与干缩变形特性试验被引量：31: 2012年; 通过掺入玄武岩纤维对膨胀土进行改良,采用快剪试验、收缩试验得到了加筋膨胀土的直剪强度参数和收缩变形特征.研制了矩形制样器,通过分层压实的方法将传感光栅串埋入土体中,采用光纤光栅传感技术(FBG),分别得到了素膨胀土和纤维加筋膨胀土试样在干缩过程中的光栅应变,对比了2种试样干缩变形的空间分布特征及其发展规律.试验结果表明,通过掺入一定量的玄武岩纤维,可以在一定程度上提高膨胀土的强度参数,使膨胀土的收缩系数显著下降,较大改善了膨胀土收缩过程中土体内部应变分布不均匀的状态,对膨胀土裂隙的产生具有显著的抑制效果.; 张丹许强郭莹; 关键词：膨胀土玄武岩纤维干缩 FBG

基于分布式光纤传感技术的采动覆岩变形监测被引量：18: 2016年; 采用基于布里渊背向散射的分布式光纤传感技术(BOTDR),监测煤层采动过程中覆岩的变形情况。以淮南矿区某工作面为例,在煤层开采之前,通过钻孔安装工艺将分布式传感光缆植入到覆岩中,然后进行封孔注浆,使传感光缆与围岩变形协调。随着工作面的逐步推进,通过获取和分析传感光缆的应变分布特征及其动态变化过程,得到了煤层采动过程中覆岩的变形及破坏状态。最大拉应变位于孔深5m处,应变量是8350με;最大压应变位于孔深37m,应变量约为-550με。光缆应变与地层具有很好的对应关系,在岩性相对较软的地层(如泥岩)中,拉应变值相对较大,而在岩性相对较硬的地层(如砂岩)中,应变量较小且多为压应变。根据光缆的应变分布得到的沿钻孔方向地层的最大变形量为34mm,巷道围岩松动圈范围约为6m。研究结果表明,BOTDR分布式光纤传感技术能够准确地获取覆岩的变形分布及其变化情况,该技术的应用可以为深部煤层的安全高效开采提供可靠的依据。; 刘少林张丹张平松王嘉诚施斌; 关键词：BOTDR 覆岩分布式监测光纤传感

采场覆岩变形与破坏的分布式光纤监测与分析被引量：59: 2015年; 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。; 张丹张平松施斌王宏宪李长圣; 关键词：BOTDR 分布式光纤传感垮落带导水裂缝带

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地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金(SKLGP2011K011)