《巷道圍岩智慧型感知理論與實踐》是2021年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：巷道圍岩智慧型感知理論與實踐
- 作者： 方新秋,梁敏富,薛廣哲
- 出版時間：2021年
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030664709
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書全面系統闡述了基於光纖光柵感測技術的煤礦巷道圍岩智慧型感知理論與實踐套用，概括了我國煤礦典型礦區巷道圍岩智慧型感知研究的最新成果、經驗及可供借鑑的國內先進巷道圍岩智慧型感知技術。內容包括光纖光柵感知原理和感測特性、巷道錨固岩體收斂智慧型感知技術、巷道圍岩應力智慧型感知技術、巷道錨桿 (索)受力載荷智慧型感知技術、巷道頂板離層智慧型感知技術及巷道圍岩智慧型感知雲平台設計與實現。
目錄
序
前言
變數注釋表
第1章 緒論 1
1.1巷道圍岩智慧型感知研究背景 1
1.2巷道圍岩智慧型感知國內外研究現狀 2
1.2.1光纖光柵感測技術 2
1.2.2智慧型格柵技術 4
1.2.3錨固岩體力學行為 5
1.2.4采動應力監測方法 9
1.2.5煤礦巷道收斂變形監測技術 11
1.2.6頂板離層儀的發展 12
1.2.7J2EE軟體開發技術及雲平台技術 12
第2章 光纖光柵感知原理和感測特性 15
2.1光纖光柵感測基礎理論 15
2.1.1光纖的基本結構 15
2.1.2光纖光柵耦合模理論 16
2.1.3光纖光柵傳輸矩陣理論 21
2.2光纖光柵感知原理 25
2.2.1FBG的中心波長感知原理 25
2.2.2FBG的3dB頻寬感知原理 26
2.3光纖光柵感測特性 27
2.3.1光纖光柵溫度感測特性 27
2.3.2光纖光柵應變感測特性 30
2.3.3光纖光柵應變-溫度交叉敏感特性 34
第3章 巷道錨固岩體收斂智慧型感知技術 37
3.1巷道錨固岩體收斂特徵感知 37
3.1.1FBG曲率感測原理 37
3.1.2礦用 FBG智慧型格柵系統的構建 38
3.1.3基於二維變形重構的 FBG智慧型格柵感知性能試驗 43
3.1.4基於三維變形重構的 FBG智慧型格柵感知性能試驗 50
3.2巷道錨固岩體力學狀態感知 52
3.2.1光纖光柵自感知錨桿的結構設計 52
3.2.2光纖光柵自感知錨桿的感知原理 53
3.2.3光纖光柵自感知錨桿的結構實現 55
3.2.4光纖光柵自感知錨桿的性能測試 57
3.3光纖光柵的金屬化原理及封裝工藝 59
3.3.1光纖光柵金屬化預處理 59
3.3.2光纖光柵金屬化化學鍍銅工藝 68
3.3.3光纖光柵金屬化電鍍鋅工藝 70
3.4現場工程套用 74
3.4.1工程概況 75
3.4.2感知系統組成及感測器布置 76
3.4.3現場套用結果及分析 78
第4章 巷道圍岩應力智慧型感知技術 81
4.1光纖光柵鑽孔應力計設計理論 81
4.1.1建立力學模型 81
4.1.2相互作用分析 82
4.2光纖光柵鑽孔應力計結構設計 85
4.2.1設計原理 85
4.2.2設計方案與分析 86
4.3光纖光柵壓力計設計 94
4.3.1設計原理 94
4.3.2結構組成與設計 94
4.3.3理論分析 95
4.3.4仿真分析 96
4.3.5性能測試與結果分析 101
4.4現場工程套用 104
4.4.1工程概況 104
4.4.2感知系統組成及感測器布置 105
4.4.3現場套用結果及分析 109
第5章 巷道錨桿(索)受力載荷智慧型感知技術 113
5.1光纖光柵測力錨桿設計 113
5.1.1現有光纖光柵測力錨桿存在問題 113
5.1.2改進型光纖光柵測力錨桿設計原理 114
5.1.3增敏、減敏 FBG應變感測器原理 115
5.1.4改進型光纖光柵測力錨桿結構 118
5.1.5改進型光纖光柵測力錨桿封裝與處理 120
5.1.6礦用光纖光柵測力錨桿調試安裝方法 120
5.2光纖光柵測力錨桿試驗測試 121
5.3光纖光柵錨桿(索)測力計設計 122
5.3.1感測器結構設計理論 122
5.3.2感測器結構有限元仿真 126
5.3.3感測器性能測試 129
5.4現場工程套用 134
5.4.1工程概況 134
5.4.2感知系統組成及感測器布置 136
5.4.3感測器現場安裝 139
5.4.4現場套用結果及分析 141
第6章 巷道頂板離層智慧型感知技術 146
6.1光纖光柵頂板離層儀設計理論 146
6.1.1常見光柵位移感測器理論特性分析 146
6.1.2三種懸臂樑上光柵波長與應變的關係 151
6.2光纖光柵頂板離層儀設計及性能測試 153
6.2.1光纖光柵頂板離層儀結構設計 153
6.2.2光纖光柵頂板離層儀精度分析 155
6.2.3光纖光柵頂板離層儀性能測試 158
6.2.4實驗數據分析 161
6.3現場工程套用 163
6.3.1工程概況 163
6.3.2感知系統組成及感測器布置 167
6.3.3現場套用結果及分析 169
第7章 巷道圍岩智慧型感知雲平台設計與實現 173
7.1巷道圍岩智慧型感知雲平台需求分析 173
7.1.1巷道圍岩監測雲平台的套用分析 173
7.1.2巷道圍岩監測雲平台的功能及要求 174
7.1.3回採巷道支護監測需求分析 175
7.2巷道圍岩光纖感知雲平台數據採集 175
7.2.1巷道圍岩監測的數據採集 176
7.2.2巷道圍岩監測的數據轉換 176
7.2.3巷道圍岩監測的數據結構 179
7.3巷道圍岩光纖感知雲平台總體架構設計 180
7.3.1巷道圍岩監測系統總體架構 181
7.3.2巷道圍岩監測雲平台網路設計 190
7.3.3巷道圍岩監測數據的存儲設計 194
7.4巷道圍岩光纖感知雲平台實現及工業試驗 198
7.4.1巷道圍岩監測雲平台的實現 198
7.4.2巷道圍岩監測系統的雲端實現 202
7.4.3現場工程套用 205
參考文獻 219
