基于动态贝叶斯网络的TBM卡机风险预测

为了预测隧道机械施工时隧道掘进机（TBM）卡机风险,基于动态贝叶斯网络（BN）分析卡机概率系统. 通过专家知识以及解释结构模型确定风险因素和风险事件的因果关系,收集国内隧道机械施工地质条件实测数据,根据相关规范、研究成果和云模型云间划分法对风险指标进行区间划分,运用粗糙集分类原理对数据进行离散化,获取风险因素的原始先验概率和风险事件的条件概率. 结合软件GENIE,建立动态BN模型预测卡机风险. 结果表明：在无证据条件下,TBM卡机风险概率为8%;造成TBM卡机的关键风险因素是岩石类型、大量的地下水和断裂破碎带. TBM卡机的关键致因链为岩石类型→掌子面突泥涌沙→卡刀盘→卡机,大量的地下水→掌子面突泥涌沙→卡刀盘→卡机,高地应力→软岩大变形→卡护盾→卡机,围岩坍塌→卡护盾→卡机.     

地貌因素对垭口内风速影响的数值模拟

为了研究地貌因素对垭口内平均风速的影响,在轴对称山丘模型的基础上引入山脉长度这一重要因素.通过风洞试验手段验证数值模拟结果的有效性,选取最不利风向即正对垭口方向进行风场数值模拟.并研究了山顶距离和山脉坡度对加速效应的影响.结果表明,山脉长度对垭口内风加速比和加速区域大小均有显著的影响.当山脉长度介于1~3倍山高时,垭口内风加速效应明显且加速区域也较长;当山脉长度超过6倍山高时垭口内加速比和加速区域大小基本趋于定值;山顶间距越小风加速效应越大,但当间距小于2/3的山脉底部直径时,加速幅度降低;距山体表面50m空间内山脉坡度越大,垭口内风加速效应越明显;综合研究结果,给出最不利的垭口地貌因素组合.     

单模一类均匀加宽激光的不稳定分析

本文采用驻波腔激光器的麦克斯韦—布劳赫方程,对均匀加宽激光器在γ>>x>>γ_(11)和单模近似下进行了线性稳定性分析,得到了二次特征方程λ~2+α_1λ+α_2=0,分析结果表明:参数x,δ_(AC)和σ对Reλ都有影响;当x和σ取定时,δ_(AC)越大,Reλ则越小;σ取适当值时,入具有最大值。     

有约束条件的正则图的k-覆盖性质

n和r为偶数,k为奇数,n>r>k>0,λ≥2为整数.G是有n个顶点、边连通度为λ的r-正则图.若λ和n满足下列条件(1)当r≥2k时,r-λk>0且n<1+(1+r)k;(2)当r<2k时,r+λk-λr>0且n<1+(1+r)(r-k),则G是k-覆盖的.     

Hermite-Fejér算子对Lipλ类函数的逼近阶

本文讨论当取较广泛的一类Jacobi多项式的零点作为插值节点时,Hermite-Fejer算子对Lipλ(0<λ≤1)类函数的逼近阶,特别当取的零点作为插值节点时,就得到     

160km/h地铁列车头型气动阻力优化

采用三维、瞬态、可压缩N-S方程和k-湍流模型及滑移网格技术的数值仿真方法,研究隧道内地铁列车头型几何参数对列车气动阻力的影响规律及气动阻力对头型几何参数的敏感性.对80km/h地铁列车头型进行气动阻力优化,获取160km/h优化模型.结果表明:当阻塞比约为0.45时,隧道气动阻力是明线的3倍;当头型长度L≤5m时,气动阻力与头型长度符合对数关系,综合考虑敏感性与气动阻力,头型长度选择3.0~4.0m较合适;车体横截面积对列车气动阻力的影响较大,且灵敏度很高,可以适当减小横截面积,以降低列车气动阻力;当头型长度L=3m时,考虑气动阻力及敏感性,俯视轮廓线等效长度选为(2.68±0.01)m,纵向轮廓线等效长度选为(2.32±0.005)m较合适.通过参数研究,优化后的列车模型在明线工况下整车气动阻力下降3.7%.     

TBM挤压大变形隧洞管片错台及加固机理研究

软岩是重大交通、水电、矿山等工程建设中经常遇到的复杂介质,高地应力作用下软岩地下工程很容易产生围岩大变形,不仅对施工安全造成影响,而且还会造成建设工期和成本的迅速增加。软岩大变形已成为我国交通、水利、深部资源开发等工程领域亟待解决的重大课题。本研究以引大济湟隧道掘进机(tunnel boring machine, TBM)挤压大变形导致的管片错台为例,通过对现场监测成果的反演分析,系统研究挤压大变形不同错台的修复与控制方法,本研究成果对其他膨胀泥岩卡机事故脱困以及管片错台的工程具有指导意义。     

OCT系统中皮肤组织对光的漫反射和光能量吸收研究

针对光在高散射介质中的传播特性,研究了皮肤组织中径向漫反射强度R(r)和纵向能量吸收强度A(z).利用Matlab对高散射随机皮肤组织中光子的随机运行进行蒙特卡罗模拟计算,依次改变肌肉层参数,得到三类典型参数在不同取值时的R(r)与A(z).模拟结果表明,在其余参数不变,当吸收系数μα越大时,肌肉层中的能量衰减梯度越大,能量吸收强度的初值也越大,同时漫反射强度越小;当散射系数μs越大时,能量吸收强度的初值越大,衰减梯度也越大,漫反射强度的衰减梯度几乎相同;当各项异性因子g越大时,能量吸收强度的初值越小,即发生吸收的概率就越少,同时漫反射强度也越小;三类光学参数对R(r)影响程度相近并且较小,在半径为0.05cm范围内,漫反射强度均呈现出相类似的大梯度衰减.     

地震作用下浮放设备摆动反应研究

目的 研究浮放设备在实际地震波输入下摆动反应特性.方法 根据浮放设备摆动反应分析理论,分析了浮放设备在地震作用下发生摆动的初始条件、发生倾倒的临界条件,给出了浮放设备在地震作用下摆动反应计算分析方法,采用Runge-Kutta法求解浮放设备地震摆动反应运动微分方程,编制了相应的计算软件进行了浮放设备地震摆动反应数值模拟研究,得到了浮放设备在真实地震波输入下摆动反应时程及计算结果.结果 算例分析结果表明(1)浮放设备宽高比越大,地震摇摆反应越小,反之则易于发生倾倒现象;(2)当浮放设备的宽高比相同时,浮放设备尺寸越小摆动反应越大,越容易倾倒,尺寸越大越稳定;(3)设备宽高比相同的情况下,设备尺寸越大发生倾倒用时越长;宽高比相对较小的设备,当尺寸较大时,发生倾倒所用时间也相对较长.结论 由于输入了真实地震波,计算得出浮放设备反应时程及结果是可靠的.     

密封继电器弹簧片压力的激光校正研究

针对某型号密封继电器弹簧片压力的精确校正难题,应用激光技术进行金属非接触校正的研究,并进行了相关的测试试验.试验结果表明:激光校正方法用于弹簧片压力的精确校正是可行的,但发射激光束的总能量E不能超过0.3 J,否则,激光束会将弹簧片击穿.当激光能量E一定时,设定的激光功率P越大、,照射时间t越短,弹簧片获得的压力校正值Δp则越大,且Δp的大小还与激光照射在弹簧片上的位置有关.在P=80 W、t=3 ms试验条件下,当压力测量点与激光照射点之间的距离x相似文献   

高炉渣固定床显热回收过程火用分析及系统优化设计

为使高炉渣显热得到高效高品质的回收,对固定床渣热回收过程进行火用分析,分析该过程主要不可逆因素(温差、流动阻力)产生的火用损;揭示颗粒直径、空隙率、床层高度、表观气速和空气初始温度等因素对总火用损率的影响规律。研究表明,随颗粒直径和床层高度的增大,总火用损存在一个最小值,对应存在颗粒直径和床层高度最优值;表观气速越大,总火用损越大;空隙率越大,总火用损越小;空气入口温度存在最佳值,并非越低越好。     

电润湿效应下液滴动态接触行为分析

为研究电润湿条件下液滴动态接触行为的动态变化机制,采用动态接触角理论,建立电润湿下液滴的数值模型,并对液滴动态接触行为进行分析,系统地研究体积和壁面条件对液滴动态行为的影响。结果表明：当液滴体积从2μL增加到6μL时,液滴接触半径的最大振幅从0.16 mm增加到0.23 mm,当液滴初始角度从100°增加到115°时,振幅从0.13 mm增加到0.18 mm;同时,滑移长度从0.5μm增加到2μm时,振幅最大值从0.21 mm增大到0.29 mm。液滴体积越大、壁面的阻力越小和疏水性越强,液滴具有更高的动能以及更大的振荡幅度。此外,液滴初始动能越大,液滴的振荡更加剧烈。通过揭示液滴在电润湿过程中的动态接触行为机制,为通过电润湿效应改善微通道传热特性的研究提供理论依据。     

饱和软黏土不同固结程度下的抗剪强度特性研究

为了研究饱和软黏土在不同固结度下的抗剪强度特性,利用应力应变控制式三轴剪切渗透试验仪开展饱和软黏土不同固结程度下的三轴剪切试验研究,对不同围压下不同固结度对土体孔压增量和抗剪强度的影响进行了分析。结果表明:在部分固结不排水剪切试验中,试样的剪前固结程度越低、剪前孔压越大,则剪切引起的孔压增量越小,但总孔压却是越大,不排水强度低。通过归一化,得到了孔压增量和固结度之间的相关关系。     

具有非线性阻尼与软弹簧系统的极限环及其对机械振动的应用

§1 本文研究控制方程其中,0<λ<1,μ>1+λ,β>0.(1.1)式是工程实践中提出的非线性振动模型.当β=0,1+λ+μ<2时,已在文献[1]中讨论过.文献[2]用图解法讨论过(1.1)式的一个具体数值例子。文献[3]曾研究(1.1)式中a或b等于零时,位移项有参数激励的极限环响     

煤夹层地质条件下单桩承载特性分析

以南宁市地质条件下某桩基工程为例,采用有限元法对持力层存在煤夹层条件下桩基础的变形、应力进行计算,分析了煤夹层应力分布特征及其承载力的验算问题。研究表明：（1）当煤层厚度相同时,埋深越大,沉降越小;当煤层埋深相同时,煤层越厚,沉降也越大。（2）当埋深在1d～3d（d为桩径）时,煤层对持力层应力分布所起的＂扩散传递＂作用十分突出,超过3d时则影响很小;煤夹层越厚,扩散效果越明显,但当其厚度达到1.0 m时,煤夹层对持力层应力的扩散作用明显减弱。（3）煤层埋深越小,其最大主应力越大。桩端以下应力扩散的主要影响范围在3d以内,煤层越薄,其内部应力越大,煤层厚度增大也会导致沉降增大。模拟值与实测值吻合较好。     

振动环境下液压胶管疲劳寿命分析

在硬岩掘进机(TBM)掘进过程中,液压胶管长期处于振动环境会引起胶管的疲劳破坏,因此液压胶管的选型对TBM设计及施工具有重要意义.运用经典层合板理论建立缠绕式和编织式两种液压胶管在振动载荷和油压载荷下的数学模型.仿真试验研究得到了油压及振动参数对胶管疲劳寿命的影响,结果表明:(1)在无基础振动环境下,缠绕式胶管疲劳寿命优于编织式胶管;在有基础振动条件下,编织液压胶管疲劳寿命优于缠绕液压胶管;(2)当胶管发生疲劳破坏后,胶管疲劳寿命与振幅呈近似线性关系,振动频率越靠近胶管共振频率,胶管寿命越低;可知在同等基础振动条件下,编织式液压胶管的疲劳寿命均高于缠绕式液压胶管的疲劳寿命.     

单机等长区间的在线排序问题研究

在单机区间排序环境中定义了一种新的半在线排序模型:区间是随着时间依次到达的,区间的一切信息,如到达时间、区间长度、权重等在区间的到达时刻才可获知;已知区间实例集中区间的最大权重与最小权重之比为Δ;目标是确定一个工件允许被终端抢先的排序最大化接收区间的总权重。用对手法给出了该问题的一个下界为2,接着用组合分析法设计了该问题的一个在线算法H,并用最小反例法证明其竞争比分别为(1+(4Δ+1)1/2)/2(1≤Δ≤12时)和4(Δ>12时)。表明当Δ=2时,算法H是一个最好可能的在线算法.     

基于ABAQUS的岩石节理特征对滚刀破岩影响研究

目的研究岩石节理特征对全断面硬岩掘进机(TBM)滚刀破岩的影响,提高滚刀破岩效率.方法利用ABAQUS对含有不同节理特征的岩石进行建模仿真,模拟TBM滚刀切割含有不同节理特征岩石的过程,并观察分析其破碎效果.结果节理岩石破碎后的塑性应变在节理面处向岩石内部延伸;岩石的节理间距越大,岩石的破碎量越小;在节理间距相同的条件下,节理倾角为60°时,岩石破碎效率最高,而在节理倾角为90°时,岩石破碎效率最低.结论岩石的节理倾角对节理岩石裂纹的扩展有影响,而节理间距为150 mm时对其裂纹的扩展基本没有影响;当节理间距在80~100 mm范围内变化时,节理间距对岩石破碎效率影响较大.研究结果对于理解滚刀破岩机理,优化滚刀布置和提高掘进机刀具破岩效率具有重要意义.     

基于动态扩散的煤层多场耦合模型建立及应用

为研究瓦斯抽采过程中煤层瓦斯流场演化规律,本文基于双重孔隙介质的假设,建立了应力场、渗流场和扩散场多场耦合模型,引入了动态扩散系数,使模拟结果更接近实际情况.结果表明:随着测点与钻孔距离的减小,煤层渗透率先减小后增大;瓦斯扩散系数的衰减系数λ在抽采初期对渗透率空间分布影响不显著,后期随着扩散系数的快速衰减,渗透率空间分布差异变大.当λ≤1×10~(-7)时,渗透率随时间先降低后升高;当λ≥2×10~(-7)时,随时间的增加,渗透率由先降低,再升高,然后再降低的变化趋势转为一直降低.衰减系数越大,裂隙内瓦斯压力衰减越快,基质孔隙压力衰减越慢.采用裂隙压力测得的有效抽采半径随时间增长越来越快,而采用基质孔隙压力测得的有效半径随时间增长逐渐趋于平缓,说明基质孔隙压力是确定钻孔有效抽采半径的合理指标.     

断续节理岩体的TBM滚刀破岩机理研究

为了推广全断面隧道掘进机(TBM)在节理发育地层中的应用,研究断续节理地质条件下TBM滚刀的破岩过程、破岩模式及效率具有重要意义。采用一种新的无网格数值模拟方法即广义粒子动力学(GPD)法,研究断续节理倾角的变化对滚刀破岩模式及效率的影响。结果表明:对含单根断续节理的岩体,节理尖端越靠近加载面,同时越靠近滚刀加载位置时,节理对中央裂纹和破岩深度的抑制作用越大;断续节理倾角对破岩效率的影响不同于连续节理,滚刀切入率P75°P0°P90°P30°P60°P45°P15°,即按照此顺序破岩难度逐渐减小。