巖體三維應(yīng)力光柵測試的相似模擬實驗研究.pdf

1、采動過程所引起的礦井災害多與巖體內(nèi)部三維應(yīng)力狀態(tài)相關(guān)。而傳統(tǒng)監(jiān)測手段難以實現(xiàn)對其的高精度、長期在線監(jiān)測。光纖光柵具有高精度、抗外界干擾及柔軟易布置等優(yōu)點,克服了傳統(tǒng)測試方法的諸多缺點。本論文以光纖光柵傳感原理及巖體變形機理為理論基礎(chǔ),進行了巖體三維應(yīng)力光纖光柵監(jiān)測的方法與實驗研究。
　　根據(jù)光纖光柵單向應(yīng)力敏感特性及相似模擬實驗的可埋入特點,將三根光柵分別沿立方體結(jié)構(gòu)的X、Y、Z方向布置,設(shè)計成了適合相似模擬實驗內(nèi)部三維應(yīng)力監(jiān)測的

2、光纖光柵測試結(jié)構(gòu),并通過多種材料的力學性能試驗,選擇了合適的傳感器基體材料;進行了相關(guān)的力學標定實驗,獲得了不同方向光柵的應(yīng)變傳遞系數(shù);以廣義胡克定律為理論基礎(chǔ),分析了一組光纖的應(yīng)變傳遞規(guī)律。
　　進行了相似模擬實驗三維應(yīng)力光纖光柵監(jiān)測的實驗研究。在工作面前方50cm處布置光纖光柵三維應(yīng)力傳感器,以檢測采動過程中三維應(yīng)力變化,同時在切眼上方布置支承壓力傳感器。結(jié)果表明,傳感器可以很好地感受三維應(yīng)力變化,所測結(jié)果與實際的應(yīng)力變化規(guī)律