采动覆岩破断运动与地表沉陷智能监控进展与展望

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作者 黄庆享 李星亮 郭强 《西安科技大学学报》 北大核心 2026年第1期1-14,共14页

为探究采动覆岩破断与地表沉陷的内在关联机制,理清采动覆岩破断运动与地表沉陷智能监控领域从经典理论向智能监控技术的演进脉络,围绕覆岩结构演化、地表沉陷响应机制及监测手段,从理论模型、监测技术以及预测方法等方面,对典型研究成... 为探究采动覆岩破断与地表沉陷的内在关联机制,理清采动覆岩破断运动与地表沉陷智能监控领域从经典理论向智能监控技术的演进脉络,围绕覆岩结构演化、地表沉陷响应机制及监测手段,从理论模型、监测技术以及预测方法等方面,对典型研究成果进行系统梳理及综合评述,分析不同研究范式的内在联系与发展逻辑。结果表明:以“砌体梁”与“关键层”为代表的经典理论,揭示了覆岩破断的宏观控制机制,奠定了岩层控制的理论基础;而以InSAR、UAV测绘、DFOS、微震监测等技术为核心的“空-天-地”一体化监测体系,进一步实现了对覆岩破断规律与地表沉陷过程的动态精细化表征;上述理论与技术的进步,推动着当前研究范式从单一机理分析向多源数据融合驱动的转变,其预测模型亦从传统经验公式向物理机理与数据驱动相融合的智能模型演进;构建“感知-认知-决策”一体化的智能监控理论与技术体系,是实现矿区安全与生态协同控制的必然趋势,未来研究应着力多源异构数据融合、多物理场耦合致灾机理等技术瓶颈,并构建基于数字孪生的智能决策系统,为矿山精准开采与生态保护提供理论与技术支撑。 展开更多

关键词 覆岩破断 地表沉陷 岩层控制 多源数据融合 数字孪生 智能监控

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煤系典型岩石受载全过程光−电−声波多参数响应特征 被引量：2

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作者 张平松 刘畅 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第1期204-214,共11页

【目的】岩石在载荷作用下的变形与断裂会引起潜在参数信息的变化,通过参数的动态捕捉可表征裂隙生成、扩展、闭合过程,是一种岩石健康评价的重要方法。【方法】基于搭建的多参数测试系统,开展单轴加载条件下岩石试件的分布式光纤应变... 【目的】岩石在载荷作用下的变形与断裂会引起潜在参数信息的变化,通过参数的动态捕捉可表征裂隙生成、扩展、闭合过程,是一种岩石健康评价的重要方法。【方法】基于搭建的多参数测试系统,开展单轴加载条件下岩石试件的分布式光纤应变、电极电流、纵波波速的同步采集,进一步构建强度−参数特征关系图谱以及参数层析成像结果,精细描述了砂岩、灰岩、泥岩3类典型岩石受载全过程多参数的时空演化特征。【结果和结论】试验结果表明:时间−压力曲线和多参数响应曲线具有较好的一致性,螺旋布设的分布式光纤应变在试件的原生孔隙压缩和线弹性阶段表现为缓慢、稳定的增长,在裂隙生成、扩展阶段表现为突然、快速的增长。试验中,砂岩、灰岩、泥岩的临破裂分布式光纤应变值分别为933×10−6,401×10−6和3790×10−6;电极电流在原生孔隙压缩和线弹性阶段变化微小,在裂隙生成、扩展阶段明显地降低、裂隙闭合时有一定回升;在原生孔隙压缩、线弹性、破裂阶段,砂岩的纵波波速分别为4.31、4.39、1.26 km/s,灰岩的纵波波速分别为4.80、4.93、3.10 km/s,泥岩的纵波波速分别为3.65、3.57、1.71 km/s。通过获得的岩石受载全过程能量值,构建了损伤变量D来评价岩石试件的损伤演化程度,砂岩的D值经历了缓增−降低−突增3个阶段,灰岩的D值经历了缓慢增大−快增−停滞−突增4个阶段,泥岩的D值经历了缓慢增大−快增−突增3个阶段。基于分布式光纤应变测试结果,探究了不同岩性岩石试件的破裂模式,为载荷下次生裂隙生成、扩展以及潜在破裂面位置预测提供支持。 展开更多

关键词 岩石受载 响应特征 分布式光纤 并行电法 数字超声波 含煤地层

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钻孔电视在水库枢纽工程勘察中的应用 被引量：2

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作者 汤克轩 赵吉祥 +3 位作者 刘栋臣 张文波 王长伟 赵楠 《工程地球物理学报》 2025年第1期31-40,共10页

要充分发挥钻孔电视在水利枢纽工程勘察中的应用价值,需通过有效的识别、分析和统计方式,对钻孔电视所包含的各种地质信息进行深入挖掘。本文首先对各种地质现象在钻孔电视图像中的表现形式进行了特征分析;然后对各种地质要素在性状统... 要充分发挥钻孔电视在水利枢纽工程勘察中的应用价值,需通过有效的识别、分析和统计方式,对钻孔电视所包含的各种地质信息进行深入挖掘。本文首先对各种地质现象在钻孔电视图像中的表现形式进行了特征分析;然后对各种地质要素在性状统计及规律分析的基础上,进行信息关联和空间推演;最后依托工程实践,提炼和总结了基于钻孔电视的地层结构划分,断层、皱褶、软弱夹层、岩溶等不良地质体识别,水文地质特征分析及工程地质条件评价的思路和方法。研究结果表明,基于典型特征提取和变化规律分析的钻孔电视解译方式,使钻孔电视解译不再局限于表观现象描述,而是能有效地分析地质体性状,并推演其空间展布,对提高钻孔电视解译深度,丰富解译信息意义重大,从而为库坝稳定性评价和防渗设计提供切实有用的依据。 展开更多

关键词 钻孔全景数字成像 挤压带 导水裂隙 软弱夹层 岩溶 褶皱

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苏州软弱敏感层的土体微观结构定量分析 被引量：9

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作者 曹亮 李晓昭 +3 位作者 赵晓豹 刘文白 李家奇 侯晓亮 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2012年第3期419-426,共8页

本文结合苏州城市地质调查工作,综合考虑沉积时代、成因类型、沉积环境及土性特征等要素,对东部堆积平原区进行了工程地质层组划分,并对城市地质体的关键持力层组和软弱敏感层进行了判识。采用自由活塞薄壁取样器和冷冻掰断-黏贴法,制... 本文结合苏州城市地质调查工作,综合考虑沉积时代、成因类型、沉积环境及土性特征等要素,对东部堆积平原区进行了工程地质层组划分,并对城市地质体的关键持力层组和软弱敏感层进行了判识。采用自由活塞薄壁取样器和冷冻掰断-黏贴法,制作了用于微观结构分析的土样。基于扫描电镜图像的处理分析,对苏州软弱敏感层的软土微观尺度结构特征进行了对比研究,得到了原状土天然状态下的微观结构类型,颗粒排列的定向特征,颗粒偏心度,定向概率熵等量化指标。研究表明:苏州软弱敏感层的颗粒长轴与水平x轴的夹角分布区间较为集中,土体的各向异性程度相对较低;滨浅海相沉积环境以及晚第四纪以来海侵、海退的水动力作用导致⑦层软土的定向概率熵和颗粒偏心度在(0.6,1.0)区间内的分布概率值较高。上述工作为深入理解其基本工程性质,建立土体沉积环境、微观结构与宏观工程特性的联系提供了重要的试验依据。 展开更多

关键词 软弱敏感层 数字图像 微观结构 工程特性

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地下工程数字化的概念及其初步应用 被引量：15

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作者 李晓军 朱合华 解福奇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1975-1980,共6页

地下工程数字化是是数字地球发展战略的一部分,是当前地下工程研究中的一个重要研究方向。在总结三维GIS、数字地层、三维地层可视化、地下工程虚拟现实系统等相关概念及研究的基础上,给出地下工程数字化的明确定义,即地下工程数字化就... 地下工程数字化是是数字地球发展战略的一部分,是当前地下工程研究中的一个重要研究方向。在总结三维GIS、数字地层、三维地层可视化、地下工程虚拟现实系统等相关概念及研究的基础上,给出地下工程数字化的明确定义,即地下工程数字化就是以数字地层为依托,以信息化手段对地下工程建设过程中的勘察、设计、施工、监测等数据进行集中高效地管理,为地下工程的建设、管理、运营、维护与防灾提供信息共享和分析平台,最终实现一个地下工程全生命周期的数字化博物馆。地下工程数字化平台的系统体系应当由数据层、建模层、表现层、分析层、应用层等5个层次组成,并且应当采用组件式的软件开发方法进行开发。最后给出地下工程数字化在实际工程中的初步应用实例,并对地下工程数字化的进一步研究和发展进行探讨。 展开更多

关键词 地下工程 地下工程数字化 三维GIS 三维地层可视化 三维地层信息系统 数字地层

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厦门翔安海底隧道数字化建模技术 被引量：17

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作者 张建斌 朱合华 +3 位作者 朱岳明 李晓军 解福奇 周维 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1237-1242,共6页

围绕厦门翔安海底隧道工程,首先在总结当前三维地层建模理论与方法的基础上,建立该工程的三棱柱地层实体模型。该模型将地质勘察钻孔数据离散为点源信息,采用Delaunay三角化算法对钻孔点的平面点集进行二维构网,由网格节点之间的联接关... 围绕厦门翔安海底隧道工程,首先在总结当前三维地层建模理论与方法的基础上,建立该工程的三棱柱地层实体模型。该模型将地质勘察钻孔数据离散为点源信息,采用Delaunay三角化算法对钻孔点的平面点集进行二维构网,由网格节点之间的联接关系所确定的钻孔之间的联接关系将钻孔连接成地层的三棱柱体表达,该模型体现便于存储、快速可视化和便于空间分析等优点。然后在三维图形平台上进行了隧道及附属设施的三维建模。最后在此基础之上实现基于数字模型的信息查询、地层剖切、地层开挖等空间分析功能。 展开更多

关键词 隧道工程 海底隧道 DELAUNAY三角化 数字地层 空间分析

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三维地层可视化中地质建模研究 被引量：92

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作者 王纯祥 白世伟 贺怀建 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1722-1726,共5页

地层通常是不规则的曲面且不能用数学表达式表达。根据地层的特点,借鉴数字高程的思想,提出了多层DEM的方法,并采用适当的地层面拟合函数,建立了真三维地层模型。实现了三维地层可视化的一些基本功能,例如旋转、放大、缩小、分层显示和... 地层通常是不规则的曲面且不能用数学表达式表达。根据地层的特点,借鉴数字高程的思想,提出了多层DEM的方法,并采用适当的地层面拟合函数,建立了真三维地层模型。实现了三维地层可视化的一些基本功能,例如旋转、放大、缩小、分层显示和任意切割剖面等。 展开更多

关键词 数值模拟 地层 多层数字高程模型 真三维 可视化

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数字地下空间与工程 被引量：62

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作者 朱合华 李晓军 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2277-2288,共12页

从当今信息化技术在岩土及地下工程的研究现状与趋势出发,系统完整地提出了数字地下空间与工程的概念,即为地下空间与工程提供开放的信息组织方法和信息发布框架,建立完整的数据标准及数据处理方法,并提供可视化手段及相关软件。首先对... 从当今信息化技术在岩土及地下工程的研究现状与趋势出发,系统完整地提出了数字地下空间与工程的概念,即为地下空间与工程提供开放的信息组织方法和信息发布框架,建立完整的数据标准及数据处理方法,并提供可视化手段及相关软件。首先对地下空间与工程的基本理论框架体系进行了研究,分别从工程、信息、服务和软件架构四个角度对体系进行描述和定义,给出了地下空间与工程的数据分类体系与数据标准化方法,将地下空间与工程中的对象建模分为地质体建模、地下管线建模和地下构筑物建模三大类,并对建模方法分别进行详细阐述。然后对空间查询与空间分析方法进行了探讨,在三维可视化与虚拟现实技术方面,提出了应用时应当遵循的一些基本准则。最后结合上海长江隧道的实际工程,进行了尝试和应用。研究结果表明,数字地下空间与工程是一个信息的发布与共享平台,也是一个地下空间与工程的数字化博物馆,通过它能使复杂的地下空间与工程透明化,真正实现对庞杂的工程资料综合动态管理,提高数据可视化程度,充分体现出工程信息的价值,提高工程效率,实现工程智能决策。还阐述下一步应重点开展的一些研究工作。 展开更多

关键词 数值分析 数字地下空间与工程 数字地层 三维地层信息系统 地下空间信息系统 地下工程数字化 三维地理信息系统

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基于数字地层的矿山采掘信息系统 被引量：2

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作者 胡金虎 黄赫 丁小彬 《地下空间与工程学报》 CSCD 2007年第z2期1464-1467,共4页

矿山是地下工程的一个重要研究领域。当前,矿山是我国经济发展所需能源的重要来源,采矿企业目前面临着诸如安全、效益及环境破坏等核心问题,成为制约矿山企业健康、可持续发展的瓶颈问题。采用矿山工程勘察阶段所获取的钻探、物探等资料... 矿山是地下工程的一个重要研究领域。当前,矿山是我国经济发展所需能源的重要来源,采矿企业目前面临着诸如安全、效益及环境破坏等核心问题,成为制约矿山企业健康、可持续发展的瓶颈问题。采用矿山工程勘察阶段所获取的钻探、物探等资料,建立矿山工程区域的三维数字地层,由数字地层可以准确的了解煤层分布、构造特征,对于矿山开采车场巷道设计可以很好的使其避开控制性断层构造;对于采煤巷道,在布置综采设备时可以考虑断层构造对煤层错断的影响。在三维数字地层的基础上,可以建立基于数字地层的分析系统,实现煤层储量的计算分析,巷道的优化布置等功能,建立初步的"数字矿山"系统。 展开更多

关键词 数字地层 矿山 巷道 优化设计 信息系统

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光测方法在岩层移动相似模拟实验中的应用 被引量：27

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作者 王怀文 周宏伟 +2 位作者 左建平 王志国 谢和平 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期278-281,共4页

以淮南潘一矿11-2槽煤层2171(1)工作面为工程背景,进行了深部开采情况下上覆岩层的移动和地表沉陷相似材料模型实验.将非接触式的光学测量技术数字散斑相关方法引入到该实验中来,对该方法应用于相似材料模型实验的精度进行了分析,通过... 以淮南潘一矿11-2槽煤层2171(1)工作面为工程背景,进行了深部开采情况下上覆岩层的移动和地表沉陷相似材料模型实验.将非接触式的光学测量技术数字散斑相关方法引入到该实验中来,对该方法应用于相似材料模型实验的精度进行了分析,通过计算得到了不同推进度下的上覆岩层移动的全场等高线云图,分析了上覆岩层的移动规律.结果表明,数字散斑相关方法不仅克服了传统机械点测量方法的某些缺点,同时具有较高的精度,可用于相似材料的模型实验. 展开更多

关键词 数字散斑相关方法 岩层移动 相似模拟实验

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三维地层信息系统和岩土工程信息化 被引量：40

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作者 白世伟 贺怀建 王纯祥 《华中科技大学学报（城市科学版）》 CAS 2002年第1期23-26,共4页

阐明了三维地层信息系统的概念和岩土工程数字化的重要意义 .以数字高程模型 (DEM)为基础 ,发展了多层DEM ,形成了三维地层结构模型 .

关键词 三维 地层信息 岩土工程 数字化

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深部开采对覆岩破坏移动规律的实验研究 被引量：16

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作者 王志国 周宏伟 +2 位作者 谢和平 左建平 王怀文 《实验力学》 CSCD 北大核心 2008年第6期503-510,共8页

根据淮南矿业集团潘一矿2171(1)工作面开采实践,采用相似材料模拟实验。利用电子经纬仪与数字散斑相关方法相结合监测位移,分析研究了采场上覆岩层的"三带"特征及分布规律,上覆岩层移动发展趋势、演化规律、存在范围及形态,... 根据淮南矿业集团潘一矿2171(1)工作面开采实践,采用相似材料模拟实验。利用电子经纬仪与数字散斑相关方法相结合监测位移,分析研究了采场上覆岩层的"三带"特征及分布规律,上覆岩层移动发展趋势、演化规律、存在范围及形态,以及与开采宽度的关系。结果表明:一定采宽后顶板垮落规律显著,断层下顶板周期断裂步距减小;岩层下沉系数与岩层高度和采厚比成线性关系,上覆岩层沉降具有非对称性;离层裂隙的发生、扩展、闭合受关键岩层的影响和控制。数据分析还表明,数字散斑相关方法具有较高的精度,这一新的研究方法引入,丰富了上覆岩层活动规律的研究手段。本文结果可为指导工程实践提供重要理论依据。 展开更多

关键词 深部开采 上覆岩层移动 相似模拟实验 数字散斑相关方法

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甘肃北山公婆泉盆地中生代地层特征与砂岩型铀成矿条件分析 被引量：4

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作者 刘帅 管太阳 巫建华 《华东地质学院学报》 2003年第1期41-47,共7页

根据野外实地考察 ,综合前人的工作资料 ,从地层结构、层位、沉积体系、岩性及形成砂岩型铀矿的条件出发 ,概括了公婆泉盆地中生代地层的主要特征 ;确定了目的层并浅要分析了砂岩型铀成矿条件 。

关键词 地层特征 层位 砂岩型铀矿床 公婆泉盆地 沉积体系 成矿条件 找矿工作

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MAPGIS在金属矿山地表岩层移动监测分析中的应用 被引量：4

14

作者 孟中华 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2011年第2期18-20,62,共4页

介绍了地表塌陷坑的形成机理以及MAPGIS系统在铜坑矿地表陷落区岩层移动监测中的应用。依照塌陷区现状建立了塌陷区及周边区域数字模型,在塌陷区周边设计布置了岩层移动观测网,并将岩层移动监测数据和处理结果反馈到模型上,用MAPGIS三... 介绍了地表塌陷坑的形成机理以及MAPGIS系统在铜坑矿地表陷落区岩层移动监测中的应用。依照塌陷区现状建立了塌陷区及周边区域数字模型,在塌陷区周边设计布置了岩层移动观测网,并将岩层移动监测数据和处理结果反馈到模型上,用MAPGIS三维数字模型将分析结果直观的显示出来,尤其是可以将塌陷区的扩展变化趋势显示出来,为矿山制定和采取地表塌陷的安全防范措施提供了依据和指导。 展开更多

关键词 岩层移动 岩移监测 数字模型 塌陷区 MAPGIS

原文传递

城市三维地层信息系统的提出与思考 被引量：1

15

作者 刘春 《绍兴文理学院学报（自然科学版）》 2004年第7期85-89,共5页

根据城市建设的实际情况，阐述了建立三维地层信息系统的意义，并针对当前地理信息系统发展的状况，提出了建立城市三维地层信息系统的思路．

关键词 三维地层信息系统 可视化 数字地球 城市建设 3DSIS 地理信息系统 虚拟现实 岩土力学

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数字定向器在地应力测量中的应用 被引量：1

16

作者 吴志刚 《煤炭技术》 CAS 2008年第6期125-126,共2页

在水压致裂法地应力测量中,数字定向器取代传统定向器,可明显提高地应力方向测量精度,简化测试仪器。文章介绍了数字定向器的组成、测试原理以及现场应用等内容。

关键词 电子罗盘 定向器 地应力测量

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数字近景摄影测量在相似模拟试验中的应用研究 被引量：3

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作者 张春森 张瑛 +1 位作者 刘雷 曹建涛 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第11期93-96,共4页

针对现有相似模拟实验观测方法中存在的自动化程度低、测量精度差等缺点,给出一种基于摄影测量计算机视觉方法进行相似模拟变形测量的新方法。利用普通非量测数码相机进行影像数据采集,通过在任相机平面预检校、变形监测点特征提取、影... 针对现有相似模拟实验观测方法中存在的自动化程度低、测量精度差等缺点,给出一种基于摄影测量计算机视觉方法进行相似模拟变形测量的新方法。利用普通非量测数码相机进行影像数据采集,通过在任相机平面预检校、变形监测点特征提取、影像匹配等计算步骤得出不同时期物理相似模型变形监测点的坐标。通过比较不同时期变形监测特征点坐标的变化量,计算得出物理相似模型变形情况。通过对某急倾斜煤层顶板相似材料进行模拟变形测量,试验结果表明:所应用方法与全站仪方法变形监测结果平面精度最大相差0.5mm左右,所测位移场与实际变形情况一致,满足因矿山开采引起的岩层和地表移动变形监测要求。 展开更多

关键词 数字近景摄影测量 物理相似模拟 岩层移动 三维重建

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煤矿事故信息发布平台建设研究 被引量：3

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作者 杜学领 《煤炭工程》 北大核心 2014年第7期131-133,共3页

文章讨论了煤矿事故信息发布平台建设的必要性,认为煤矿事故信息发布平台应实现及时发布权威准确信息和收集并共享煤矿事故相关资料这两大主要功能。详细介绍了利用该平台进行信息发布的流程、信息发布权限的设置,以及信息的内容以及平... 文章讨论了煤矿事故信息发布平台建设的必要性,认为煤矿事故信息发布平台应实现及时发布权威准确信息和收集并共享煤矿事故相关资料这两大主要功能。详细介绍了利用该平台进行信息发布的流程、信息发布权限的设置,以及信息的内容以及平台建设的软硬件条件、资金来源及使用、专家团队建设等。该平台的建设有助于实现煤矿事故信息权威、及时发布,相关责任人的责任认定、事故资料的长期共享,有助于提高我国煤矿安全水平。 展开更多

关键词 煤矿事故 信息发布平台 煤矿安全 数字矿井 冲击地压

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高压沼气对浅部砂质粉土工程性质的影响 被引量：17

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作者 唐益群 刘冰洋 +1 位作者 赵书凯 黄雨 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1316-1319,共4页

以长江口越江通道的盾构法施工隧道工程为背景 ,结合非饱和土双变量强度理论 ,研究在越江通道 (隧道 )施工过程中遇到的浅层 (砂性土层 )高压沼气地质灾害问题 .试验采用GDS系统 (geotechnicaldigitalsystems,岩土数字系统 ) ,进行非饱... 以长江口越江通道的盾构法施工隧道工程为背景 ,结合非饱和土双变量强度理论 ,研究在越江通道 (隧道 )施工过程中遇到的浅层 (砂性土层 )高压沼气地质灾害问题 .试验采用GDS系统 (geotechnicaldigitalsystems,岩土数字系统 ) ,进行非饱和土三轴试验 ,模拟含高压沼气地层中气体的分带特征与高压沼气释放后气压力的变化对土体强度的影响 ,以及沼气释放后破坏轴应力的变化 .实验结果表明砂性土土体强度随着气体压力的升高而升高 ,到达某一气压时 ,强度达到峰值 ,然后土体强度随气压升高而下降 ,土体具有很强的流动性 .同时研究了高压沼气从砂性土层中缓慢释放和强烈喷发这 展开更多

关键词 高压沼气地层 非饱和土 双变量强度理论 岩土数字系统

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数字化隧道工程及其在海底隧道工程中的应用

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作者 解福奇 叶永庚 周维 《山西建筑》 2006年第21期5-6,共2页

讨论了三维数字化隧道工程的定义和三维数字化工程主要研究的内容,重点讲述了应用非约束Delaunay方法实现三维数字地层建模和隧道及附属物建模的方法,并把该方法运用到海底隧道工程数字化实例中取得了很好的效果。

关键词 三维 数字化工程 海底隧道 数字地层

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