基于分布式感测的采动覆岩变形破坏机理及离层演化过程研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41702347
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0705.工程地质环境与灾害
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Coal seam mining often causes land subsidence and collapse which poses a threat to the safety of ground structures and geological environment. At present, the study on mechanism of uneven settlement and collapse of the coal seam, especially the deformation and failure of overlying strata is limited. This project aims to detect the overburden deformation caused by mining. Similar material model test, field test, theoretical analysis and numerical simulation are used to study the failure mechanism of overlying rock and evolution of abscission layer caused by coal seam mining. Based on the distributed optical fiber sensing technology, the project puts forward a distributed sensing method for monitoring the deformation and failure of overburden rock. Special sensing optical cables for monitoring overburden rock deformation are developed. Based on sensing optical cable pull-out tests, the coupling performance of cable and rock-soil mass is analyzed and the mechanical transfer model of the cable and rock-soil mass interface is established. According to the theory of cantilever beam and key stratum, the safety evaluation system of the deformation and failure zone of mining overburden rock is established. This project will reveal the mechanism of overburden deformation-failure effect on the surface environment, and to achieve distributed sensing and warning forecast from micro deformation to macro disaster. Moreover, it provides the basis and technical support for mining safety assessment and development of coal mining control standards.
煤层开采引起地面沉降和塌陷,对地面构筑物安全和地质环境产生影响。当前煤层开采导致地面不均匀沉降和塌陷的机理,尤其是覆岩变形破坏机理及离层演化过程研究还不够深入。本项目以矿山开采引起的上覆岩层变形破坏监测为对象,采用相似材料物理模型试验、现场测试、数值模拟和理论分析相结合的方法,研究采动覆岩变形破坏机理及离层演化过程。基于分布式光纤感测技术,提出采动覆岩变形破坏的分布式感测方法;研发覆岩变形监测用特种感测光缆;通过光缆拉拔耦合性试验,分析感测光缆与岩土体的耦合性能,建立感测光缆-岩土界面拉拔力学传递模型;根据悬臂梁和关键层理论,建立采动覆岩变形破坏影响区的安全性评估体系。通过本项目的研究,将从本质上揭示覆岩变形破坏对地表环境影响的机理,实现从细观变形到宏观灾变的分布式感测和预警预报,为开采巷道和地表环境的安全评估及煤层开采控制标准的制定提供理论依据和技术支撑。

结项摘要

本项目紧紧围绕“基于分布式感测的采动覆岩变形破坏机理及离层演化过程研究”这一中心课题,主要以矿山开采引起的上覆岩层变形破坏为监测对象,开展了覆岩变形破坏机理研究;采用相似材料物理模型试验、现场测试、数值模拟和理论分析相结合的方法,深入探讨了煤层开采过程中上覆岩体的变形破坏与离层演化特征,为采动覆岩变形破坏机理和离层演化评价提供了新的思路和方法。项目取得了一批创新成果:(1)研发了适用于覆岩变形监测用的特种感测光缆并对其性能进行了标定,同时对光缆的适用条件进行了分类;(2)掌握了感测光缆与岩土体耦合性作用过程,建立了光缆-岩土体界面应变传递力学模型,并用该模型对光缆与岩土体的耦合性能进行分析评价;(3)建立了采动覆岩变形监测系统框架,优化了监测数据采集与传输,实现了数据自动识别和异常处理等功能;(4)提出并应用了煤层采动覆岩变形分布式光纤监测技术,获得了淮北地区煤层开采过程中上覆岩体变形分布规律和离层演化过程;(5)提出了采动覆岩变形破坏致灾潜力评价方法,并对“两带”高度进行了判定。本项目的研究实现了从细观变形到宏观灾变的分布式感测和预警预报,为开采巷道和地表环境的安全评估及煤层开采控制标准的制定提供了参考依据和技术支撑,相关研究成果具有良好的应用推广价值。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
采动影响下覆岩变形分布特征模型试验研究
  • DOI:
    10.13301/j.cnki.ct.2018.11.014
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    煤炭技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许文涛;程刚;章杨松;张丹
  • 通讯作者:
    张丹
Experimental Investigation of Consolidation Properties of Nano-Bentonite Mixed Clayey Soil
纳米膨润土混合粘土固结性能试验研究
  • DOI:
    10.3390/su12020459
  • 发表时间:
    2020-01-02
  • 期刊:
    SUSTAINABILITY
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Cheng, Gang;Zhu, Hong-Hu;Gao, Lei
  • 通讯作者:
    Gao, Lei
A user-based aggregation topic model for understanding user's preference and intention in social network
一种基于用户的聚合主题模型,用于了解用户在社交网络中的偏好和意图
  • DOI:
    10.1016/j.neucom.2020.06.099
  • 发表时间:
    2020-11-06
  • 期刊:
    NEUROCOMPUTING
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Shi, Lei;Song, Guangjia;Liu, Xia
  • 通讯作者:
    Liu, Xia
A word embedding topic model for topic detection and summary in social networks
用于社交网络中主题检测和摘要的词嵌入主题模型
  • DOI:
    10.1177/0020294019865750
  • 发表时间:
    2019-11-01
  • 期刊:
    MEASUREMENT & CONTROL
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Shi,Lei;Cheng,Gang;Xie,Gang
  • 通讯作者:
    Xie,Gang
十字板剪切速率对粉质黏土不排水抗剪强度影响试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐靓;朱鸿鹄;程刚;王静;张春新;张诚成
  • 通讯作者:
    张诚成

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其他文献

一种基坑锚杆(索)分布式检测方法
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  • 期刊:
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈世彪
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    --
  • 发表时间:
    --
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  • 影响因子:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    肖柏华;王春恒;程刚;江爱文
  • 通讯作者:
    江爱文

其他文献

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采动覆岩压拉应变转换区时空连续信息感知与变形破坏机理研究
  • 批准号:
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  • 批准年份:
    2023
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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