为了推动煤矿井下机器人数字化与智能化的教学与研究,提供一个灵活、安全、经济的实验与教学环境,设计了一套基于履带式液压支架机器人的数字孪生教学实验系统。该系统由物理系统、虚拟监控系统和数字孪生增强现实(AR)监控系统三部分组成,各系统之间通过WI-FI通信。构建了数字孪生教学实验平台,实现对履带式液压支架机器人的模拟和仿真。通过综合实验,可以加强学生对数字孪生以及虚拟现实(VR)、AR与机器人结合的认识,使学生了解相关技术和设计方法,培养学生的自主创新能力。

在分析光指针显示原理的基础上，给出了具有光指针／数字双显功能的智能型光指针仪表的硬件及软件，并做了较为详尽的分析。

用磁补偿原理制作的磁补偿霍尔传感器是把互感器、磁放大器、霍尔元件和电子线路的优点集中在一起，构成一个具有测量、反馈、保护三种功能的闭环自控检测系统的传感器。文章对磁补偿式霍尔传感器的原理、特点进行了论述，介绍了它在矿井提升机以及与计算机联机进行生产中的成功应用。

为研究西部氯盐渍土地区混凝土中氯离子结合能力,采用高浓度氯化钠溶液,进行了混凝土长期浸泡试验,对混凝土中结合氯离子含量分布规律、结合氯离子含量与自由氯离子含量的关系、氯离子结合能力随扩散深度和浸泡时间的变化规律,以及环境对氯离子结合能力的影响进行了研究。结果表明,结合氯离子含量沿扩散深度呈现出先增长后降低的规律,存在含量峰值,在同一扩散深度处,约为自由氯离子含量的56%。氯离子结合能力试验值沿扩散深度和浸泡时间呈波动变化规律,其值明显高于其他氯离子环境,受环境影响明显。

采用湿-烘循环的试验方法，以PVA纤维体积掺量和烘干温度为参数，研究了PVA纤维增强水泥基复合材料（PVA-FRCC）的抗氯离子侵蚀性能。结果表明：湿-烘循环作用下，随着PVA纤维体积掺量逐渐增加，PVA—FRCC试件氯离子平均侵蚀深度变化幅度较小，而氯离子最大侵蚀深度逐渐降低。与同等条件下混凝土相比。氯离子最大侵蚀深度约降低20．9％-48．9％，同时，同一侵蚀深度处自由氯离子浓度明显降低。随着烘干温度的升高．PVA—FRCC试件氯离子平均和最大侵蚀深度增长明显；相同侵蚀深度处自由氯离子浓度明显增加。PVA纤维体积掺量和烘干温度对PVA—FRCC抗氯离子侵蚀性能有较明显的影响。

研究了钢筋约束聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(Polyvinyl alcohol fiber reinforced cementitious composites,简称PVA-FRCCs)的单轴受压力学性能。通过抗压试验获得棱柱体试件的应力-应变全曲线,计算获得峰值应力、峰值应变、弹性模量等参数,并系统地分析了纤维体积掺量、掺合料(粉煤灰和硅灰)对上述参数的影响。此外,通过对试验数据和已存模型的比较,获得了一个能够描述其应力-应变全曲线的非线性本构模型。

通过聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料（polyvinyl alcohol fiber reinforced cementitious composite,PVAFRCC）和普通混凝土在干湿交替条件下的氯盐侵蚀试验,研究了干湿循环次数、纤维体积掺量、温度梯度对PVAFRCC氯离子侵蚀深度的影响,并从水泥基内部孔隙结构和微裂缝两个主要方面进行了机理分析。结果表明,随干湿循环次数的增加,PVA-FRCC与普通混凝土氯离子侵蚀深度均在增大,且PVA-FRCC氯离子侵蚀深度和侵蚀速度均比普通混凝土的低,随着纤维掺量从0~2%增加,PVA-FRCC氯离子侵蚀深度总体呈降低趋势;随着干循环温度以20℃、40℃、60℃的梯度升高,PVA-FRCC氯离子侵蚀深度增大,纤维掺量为2%的PVA-FRCC表现出较好的抗氯盐侵蚀能力。

为提高桥梁伸缩缝的使用寿命,解决伸缩缝破损快速修复的问题,提出了一种高延性纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)。室内试验结果表明,PVA-ECC具有良好的抗弯性能、抗拉性能、抗渗性能、抗冻性能,对伸缩缝常见病害有良好的预防及修复效果且施工简便,养护时间短。

通过不同PVA纤维体积率在3d、7d、14d、28d、56d、90d及120d龄期的立方体抗压强度试验,得到纤维体积率和龄期对PVA纤维增强水泥基复合材料立方体抗压强度变化规律的影响并建立了预测模型。结果表明,PVA纤维的掺入不能增加立方体的抗压强度,但可以提高抗压强度前期的增长速率,增强前期强度,弥补了粉煤灰的掺入导致PVA-FRCC立方体抗压强度前期不足的缺陷。并且,PVA纤维具有阻裂作用。龄期影响着抗压强度的增长速率在整个过程中的变化。所建立的PVA纤维增强水泥基复合材料立方体抗压强度预测模型,拟合优度较好,误差较小,并具有收敛性,符合PVA纤维增强水泥基复合材料抗压强度的发展规律。

对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)在干湿循环和长期浸泡作用下分别进行了抗硫酸钠侵蚀试验研究,分析对比了不同侵蚀环境下PVA-FRCC的质量变化、体积变化和抗压强度变化。结果表明,在纤维掺量小于1%时,侵蚀环境对PVA-FRCC抗硫酸盐侵蚀性能影响明显,表现为干湿循环作用下侵蚀劣化程度更严重;在纤维掺量大于1%时,侵蚀环境对PVA-FRCC抗硫酸盐侵蚀性能影响不明显。