光纤传感器及其在地质矿产勘探开发中的应用

与传统电、磁及机械传感器相比,光纤传感器集传输、传感于一体,具有诸多独特优势,在各领域中均存在广泛、特殊的应用前景和潜力。目前研究最多、应用最广泛、在该领域内占重要地位的两类光纤传感器是光纤光栅传感器和分布式光纤传感器,前者以光纤Bragg光栅（FBG）传感器为主,后者以基于拉曼散射的分布式温度传感器（DTS）和基于布里渊散射的分布式温度应变传感器（DTSS）为主。着重阐述了这两类光纤传感器在地质矿产勘探中的应用：光纤地震检波器在石油勘探中的应用、DTS和光纤光栅压力传感器在油页岩勘探中的应用、光纤传感器在智能完井中的应用以及光纤气体传感器在地下煤矿安全监测中的应用。光纤传感器目前存在规范性差、成品率低等的问题,特殊结构或特殊用途的光纤传感器的研制是未来发展方向。     

隧道钢纤维喷射混凝土单层衬砌试验研究

为了解决隧道施工中采用单层喷射混凝土作为隧道永久衬砌的问题,对不同钢纤维及外添加剂掺量的混凝土分别进行了抗压、抗拉、抗渗以及弯曲强度等室内试验。结果表明,在喷射混凝土中加入钢纤维材料,其抗拉、抗弯以及抗渗水性能分别提高了65.6 %、94.7 %、98.1 %;并通过现场试喷,选定符合设计要求、经济合理的配合比,在摩天岭隧道通风斜井施作了湿喷钢纤维混凝土,以单层衬砌代替原设计的复合式衬砌。工程实践证明,钢纤维湿喷混凝土,其支护强度达到了设计要求,喷射作业回弹损失量减少7 %～15 %。研究成果可为类似隧道纤维喷射混凝土单层衬砌技术的应用提供参考。     

徐庄子相对地磁观测室设计和建造

对现代无金属纤维混凝土结构和纤维砌块结构地磁观测室设计与建造技术,在天津徐庄子相对地磁观测室的应用研究进行了介绍,提出了这两种新型建筑结构的应用特点,及其关键技术要点,以及进一步发展复合碳纤维或玄武岩纤维,替代金属材料的若干观点和建议,对我国“十一五”小型地震监测台站的建设具有重要参考价值。     

网络化油气藏动态实时监测系统研究

设计了一种网络化油气藏动态实时监测系统,该系统将光纤传感器安置在油井下,完成井下目的层温度、压力等参数模拟信号的实时测量;然后经过数据处理系统将模拟信号转化为数字信号,提取出温度压力等参数;并通过GPRS 无线通信网络传输到监测中心或Internet上,实现油气藏的远程监测,协助油藏管理人员及时准确地做出决策.     

钢纤维混凝土低剪力墙抗震性能试验研究

对不同钢纤维体积率、相同钢纤维混凝土强度的5个钢筋钢纤维混凝土低剪力墙试件以及不同钢纤维混凝土强度、相同钢纤维体积率的2个钢筋钢纤维混凝土低剪力墙试件,进行了低周反复荷载作用下的试验研究,分析了剪力墙的延性、滞回性能和耗能能力等,研究了钢纤维体积率和钢纤维混凝土强度对钢筋钢纤维混凝土低剪力墙的延性及耗能能力的影响.试验和分析结果表明:掺加钢纤维的钢筋混凝土低剪力墙的延性、耗能能力都比普通钢筋混凝土低剪力墙明显提高,抗震性能良好.     

对特效时号--光源灯控仪的技术改进

针对石英丝倾斜仪原配新式时号—光源灯控制器在工作中的缺陷 ,提出了对特效时号—光源灯控仪的技术改进方案。改进后的仪器具有电路设计简单、抗干扰能力强 ,有自动恢复和自律自保等功能 ,实验表明改进后的仪器当全部使用甲电池时 ,综合效率比原仪器提高了 2 0倍     

浒苔多糖纺丝性能的探索性研究

在对浒苔多糖溶液的流变性质以及对浒苔多糖膜的外观形态、力学拉伸性能和亲水疏水性等方面研究的基础上,采用注射器喷丝,对浒苔多糖的成纤性做了探索,结果表明,热水法提取的浒苔多糖可以用BaCl2做凝固浴经湿法纺丝制得浒苔纤维。     

基于碳纤维加热光缆的砂性土渗流场C-DTS分布式监测试验研究

岩土体中渗流场的监测是岩土工程防灾减灾中一项必不可少的基础工作。在总结已有监测方法优缺点的基础上,提出了渗流场碳纤维加热光缆的分布式温度光纤感测技术（简称C-DTS）;介绍了该方法的监测原理;提出了温度特征值（ ）的概念;设计了砂性土渗流模拟装置,并对砂性土中不同渗流速率下的渗流场进行了室内试验。通过试验确定了 与渗流速率（V）之间存在线性关系;证明了碳纤维加热光缆能够有效地提高DTS监测的敏感性,可实现渗流速率的分布式监测。对该方法应用于工程实践还需要开展的研究工作进行了分析。     

聚丙烯纤维加筋对高岭土固结压缩特性影响试验研究

工程中为了改良压实黏土的强度和抗干裂性能,将分散的聚丙烯纤维均匀掺入土体中制成纤维加筋土。利用聚丙烯纤维与高岭土在室内人工拌和并压制成纤维加筋土样,基于一维固结试验研究了控制干密度条件下纤维加筋掺量与长度对加筋高岭土固结、压缩特性的影响规律。研究结果表明,在控制干密度和纤维长度条件下,随着纤维掺量的增加,加筋土的固结系数和压缩模量均先增大后减小;掺量为0.2%时固结系数最大,掺量为0.1%～0.15%时压缩模量最大;在控制干密度和纤维掺量条件下,随着纤维长度的增加,加筋土的固结系数先减小后增大,纤维长度为10 mm时固结系数最小;当固结压力较高（≥400 kPa）时,加筋土的压缩模量随纤维长度增大而减小。此外,加筋土的压缩指数总体上随纤维掺量和纤维长度的增大而增大,但纤维掺量为0.15%～0.20%以及纤维长度为10 mm时压缩指数有一极小值。     

基于OpenSees的空心钢管混凝土柱恢复力计算公式研究

采用OpenSees建立基于纤维截面的空心钢管混凝土柱有限元模型,对空心钢管混凝土柱的滞回性能进行计算。在该有限元模型基础上,考虑轴压比、长细比、截面空心率、截面含钢率、混凝土强度和钢材强度等因数对骨架曲线恢复力模型的影响,结合正交试验设计方法,对骨架曲线恢复力计算公式进行回归分析。研究结果表明：1数值计算结果与试验结果吻合良好;2得到的空心钢管混凝土柱骨架曲线恢复力计算公式在一定设计参数范围内具有较高的计算精度。