岩石力学与工程综合集成智能反馈分析方法及应用

首先,给出岩石力学模型和参数综合智能反分析的几种新方法:岩石(体)力学参数的智能反演方法、岩石(体)本构模型的结构和参数耦合智能识别方法、岩石(体)力学参数的时空变异性反分析方法(即集合Kalman滤波和扩展Kalman滤波方法)、力学参数和模型可以不断更新的演化并行有限元反分析方法和基于模型的结构和参数智能识别的岩体工程安全性的综合集成智能分析方法。其中,岩石(体)力学参数的智能反演方法又包括4种,分别为均匀设计(或正交设计)–数值计算方法、粒子群(或遗传算法)–数值方法、均匀设计(或正交设计)–演化神经网络–数值方法–遗传算法(或粒子群)以及均匀设计(或正交设计)–演化支持向量机–并行数值方法–遗传算法(或粒子群)。然后,讨论智能反分析时应注意的待反演参数对监测物理量的敏感性、可以进行反演的参数个数以及模型和参数反演结果的适应性评价等问题。最后,给出这些智能反馈分析方法的工程综合应用概况。     

智能岩石力学(3) ———智能岩石工程

１引言岩石工程的设计、施工、稳定性分析、灾害预测和防治是个复杂的系统工程,且是动态的、非线性的,不可逆的,具有应力路径依赖性。需要从系统、不确定、全方位的角度,采用智能和综合集成的分析方法。本文应用智能岩石力学的思想［１～３］,就岩石工程的智能设计与...     

地下工程力学综合集成智能分析的理论和方法

应用人工智能、神经网络等新兴学科理论，提出了地下工程力学综合集成智能的分析方法。着重探讨了地下工程力学综合集成智能分析的基本模型、智能岩层控制系统模型、一种新的不确定性推理方法、岩体区域等价本构模型的自适应识别新方法。初步工程实践表明，它具有先进性和科学性，可以应用于处理复杂的岩石工程问题。     

高应力下硬岩地下工程的稳定性 智能分析与动态优化

针对高应力下地下工程变形破坏的特点,提出高应力下地下工程稳定性的综合集成智能分析与动态设计优化的新思路,即以工程区域地应力、地质构造特征、高应力下的应力路径改变的岩石(体)变形破坏机制以及与之相对应的模型识别、基于新评价指标(局部能量释放率、破坏接近度)的确定性与不确定性方法结合的围岩稳定性分析、考虑多方面的开挖与全局支护优化、基于现场最新监测和开挖揭示的工程地质信息的动态反馈分析等为主线,给出高应力地区三维地应力场特征识别的新方法、高应力下硬岩本构模型识别的新方法、地下工程安全性评价新方法以及动态反馈智能分析与优化设计方法.该新思路和新方法成功地进行了拉西瓦水电站和锦屏II级水电站地下厂房稳定性的动态反馈分析和设计优化.     

边坡安全性评估的三维智能信息系统开发应用

以岩土工程中的边坡为研究对象,采用地理信息系统技术与智能分析相结合的研究手段,将边坡安全性评估和边坡场址的三维信息系统进行集成研究,利用Visual C 和DirectX开发工具,以Access和SQL Server为数据库平台,开发了独立底层的基于网络发布的集成分析软件系统(intelligent geotechnical engineering information analysis system,IGIAS)。详细介绍了系统的开发思想、结构组成、开发实现和功能。并以具体的边坡工程为实例,给出了基于IGIAS的三维可视化辅助分析,以及边坡危险性分区进化神经网络方法。研究成果表明:该系统在工程应用中富有广阔的推广前景。     

滑坡的综合集成智能分析与优化设计方法研究

鉴于滑坡是多因素相互影响的高度非线性力学问题，智能、全局优化以及确定性力学分析方法的综合集成是很有吸引力的。总结了关于滑坡的监测、智能预测、分析与优化设计等方面的最新进展，包括综合集成智能分析与优化设计方法学、位移-时间序列建模的进化支持向量机、滑体参数反演的进化支持向量机-有限元方法、加固方案优化设计的演化神经网络-数值方法以及这些方法在高速公路滑坡(如福建八尺门滑坡、襄十滑坡)和三峡库区滑坡的应用研究成果。结果表明，所提出的综合集成智能分析与优化设计方法是科学合理的。最后还讨论了今后一段时间内的研究发展方向。     

滑坡综合集成智能分析方法研究进展

本文综合课题组在滑坡方面的研究,以具体的滑坡工程为实例,详细介绍了滑坡现场监测、基于GIS的滑坡三维可视化、综合集成智能滑坡分析方法,包括滑坡变形预测的进化支持向量机建模、加固方案优化设计的进化神经网络-数值方法、基于动态聚类的进化神经网络危险性分区、滑体参数反演的进化支持向量机-有限元方法、滑动面搜索的免疫连续蚁群-极限平衡分析、滑动面参教反演的粒子群优化算法等。结果表明,所提出的滑坡研究综合集成智能分析方法是适用、科学和合理的。     

DHGF综合集成评估方法在科研项目立项评估中的应用

科研项目评估方法从最初单一方法的研究使用发展至今,多种方法的综合集成运用已经成为一个新的潮流与趋势。DHGF综合集成评估方法是将德尔菲法、同行评议、层次分析法、灰色系统评估法和模糊综合评价综合运用的一种集成评估方法。以某科研计划基础研究项目的立项评估过程为例,阐述了DHGF综合集成评估方法的基本原理和应用步骤。     

集成管理与综合集成管理辨析——两者在大型工程项目管理中的融合

集成管理与综合集成管理在研究背景、哲学层次、研究路线等方面存在差异;在大型工程项目管理中,集成管理作为处理系统问题的管理方法,融入到综合集成管理体系中。针对大型工程项目综合集成管理研究现状,指出应打破当前集成管理研究与综合集成管理研究相孤立的局面,使两者相融合。     

大型工程前期决策综合集成管理模式研究——港珠澳大桥建设管理理论思考

对大型工程前期决策系统复杂性进行分析,并在此基础上研究由群体集成、过程集成与知识集成构成的大型工程综合集成管理三维框架体系。结合港珠澳大桥前期决策的综合集成管理实践,对大型工程前期决策综合集成管理模式做具体阐释,为我国大型工程前期决策复杂性管理提供借鉴。     

岩质边坡动力稳定性分析的几个要点

 重点讨论动荷载作用下岩质边坡稳定性的3个基本问题：(1) 动荷载作用下裂隙岩体的力学特性;(2) 边坡动力响应及安全评价;(3) 边坡加固措施(主要指锚索)在动力荷载作用下的安全性问题。在总结多年来的工作经验与研究积累的基础上,探讨边坡动力稳定性评价方法,特别是对于在地震、爆破动荷载作用下,岩质高边坡稳定性的安全评价;总结提出岩体在动荷载作用下的强度特性与研究重点;系统分析岩质边坡的动力响应;提出从动安全系数走向、潜在滑动面的动态开裂和滑移及边坡关键点的质点振动速度3个方面来评价边坡动力稳定性的思路与方法;最后就如何评价边坡预应力锚索加固措施在动荷载作用下的安全性提出科学的设计原则与评价指标。     

水电工程高陡边坡全生命周期安全控制研究综述

 库坝安全是水电工程成败的关键,高陡边坡规模巨大、服役时间长、安全标准高,设计、施工与运行的难度世界罕见,已成为制约水利水电工程建设与运行安全的关键科学技术难题。在回顾研究现状的基础上,紧扣高陡边坡性能演化与安全控制这一主题,以全生命周期为研究主线,阐明高地应力区高陡边坡岩体工程作用机制与效应、复杂环境下高陡边坡变形与稳定性演化机制、高陡边坡全生命周期性能评估与安全控制理论等关键科学问题及其重点研究内容,论述水电工程高陡边坡全生命周期安全控制研究的学术思路与技术路线,介绍部分阶段性研究成果,对高陡边坡开挖锚固与渗流控制等工程作用效应、高陡边坡岩体时效力学特性、边坡与坝体–库水相互作用与稳定性演化机制以及高陡边坡全生命周期性能评估与安全控制等进行展望。     

地下工程变形预测的集成智能方法

针对地下工程变形监测中位移单调增长的特性 ,根据位移分解原理 ,采用灰色系统提取位移序列的趋势 ,用基于免疫进化规划的进化神经网络逼近偏差序列 ,提出了变形预测的集成智能建模方法 ,很好地解决了地下工程变形预测的难题。两个工程实例的实测位移序列建模预测研究结果证明了提出的集成智能预测方法的有效性及可行性 ,其结果显示出集成智能方法不但能得到良好的位移逼近效果 ,而且具有良好的预测泛化能力。     

结构服役安全智能诊断研究与应用进展

土木工程行业逐步由集中建造向服役运维转型,在役基础设施的运营维护成为重点工作。目前,以人工检测、鉴定与评价为核心的在役工程结构诊断技术,在时效上难以满足大量在役工程结构服役安全诊断的巨大需求。基于标准规范的评价方法,采用指标评分和考虑指标重要性程度的综合评估和等级划分,也难以实现工程结构服役安全的科学评价。因此,发展工程结构智能诊断新理论、新方法成为必然。智能诊断从技术流程上包括服役信息感知、性态识别、性能评价、演化预测。近年来,结构服役安全诊断与智能感知技术和人工智能技术的交叉融合取得了一定成果,但就构建工程结构服役安全智能诊断体系,实现结构服役性能智能评价和预测,仍面临一系列关键问题。为此,在总结了工程结构智能诊断的发展现状的基础上,分析了当前研究的主要问题,并建议了下一步研究思路和应突破的关键问题。     

Research and application progress of intelligent diagnosis for structural service safety

土木工程行业逐步由集中建造向服役运维转型，在役基础设施的运营维护成为重点工作。目前，以人工检测、鉴定与评价为核心的在役工程结构诊断技术，在时效上难以满足大量在役工程结构服役安全诊断的巨大需求。基于标准规范的评价方法，采用指标评分和考虑指标重要性程度的综合评估和等级划分，也难以实现工程结构服役安全的科学评价。因此，发展工程结构智能诊断新理论、新方法成为必然。智能诊断从技术流程上包括服役信息感知、性态识别、性能评价、演化预测。近年来，结构服役安全诊断与智能感知技术和人工智能技术的交叉融合取得了一定成果，但就构建工程结构服役安全智能诊断体系，实现结构服役性能智能评价和预测，仍面临一系列关键问题。为此，在总结了工程结构智能诊断的发展现状的基础上，分析了当前研究的主要问题，并建议了下一步研究思路和应突破的关键问题。     

岩质高边坡稳定性分析与评价中的四个准则

对于岩质高边坡而言,其潜在滑动面上力学参数的合理性、边坡开挖后需要的整体加固力以及计算的边坡安全系数与实际边坡安全储备的接近程度将直接影响岩质高边坡工程的安全性与经济性。从现有的确定边坡潜在滑动面力学参数的反演分析方法入手,指出其存在的局限性,提出边坡潜在滑动面力学参数最小取值准则;在此基础上,根据开挖岩体的总压力充其量是诱发边坡失稳的全部不利荷载的思路,提出边坡最大主动加固力准则。将潘家铮的上、下限原理应用于边坡的数值分析与稳定性评价,提出数值法进行稳定性分析评价的安全系数上、下限准则,并将其在工程评价中进行验证与推论。该研究可为工程设计人员进行有效经济地选择岩质高边坡加固方案提供宏观判据与基本原则。     

岩体声发射混沌与智能辨识研究

对岩石试件加载及破坏过程的声发射进行了试验,对工程岩体声发射进行了监测。采用混沌动力学研究了岩体声发射活动规律,计算了工程岩体在变形与破坏过程中不同阶段声发射混沌吸引子。用混沌与神经网络相结合,建立了岩体声发射预测模型。根据岩体声发射各阶段特征,建立了工程岩体稳定性智能辨识模型。研究结果表明,岩体声发射活动存在4个不同的阶段:稳定期、声发射活动初期、声发射活动加剧期和活动反转期。岩体破坏出现在声发射活动反转期,声发射出现反常,混沌吸引子减小,破坏特征呈现。工程应用实践证明,混沌动力学能较好地反映岩体的声发射特征,所建立的预测与智能辨识模型能较好地预测和分析工程岩体稳定性。