基于改进的G2-AEW-UMT模型的水工隧洞施工安全风险评价及障碍因子诊断

为降低滇中引水工程隧洞施工安全风险,预防安全事故的发生,对风险因子须提前预判。考虑隧洞施工孕险环境和水文、气象、工程地质等因素,结合规范和工程实际,遴选出8个一级指标和19个二级指标构建水工隧洞施工安全风险评价指标体系。采用改进G2、反熵权法(AEW)计算指标主客观权重,通过未确知测度理论(UMT)并引入障碍因子诊断,建立改进的G2-AEW-UMT水工隧洞施工安全风险评价模型。以某工程7^#隧洞为例进行模型验证,结果表明：隧洞斜井段、进口段和出口段障碍度最高的是气候条件,障碍度分别为27.79%,32.97%,29.75%;上游段主要障碍因子为地质条件,障碍度为28.93%;下游段主要障碍因子为水文条件,障碍度为22.96%;综合诊断表明影响7^#隧洞施工安全的主要障碍因子为气候、水文和环境条件,其障碍度均值之和达到49.55%,风险范围程度为62.5%,综合评价该水工隧洞施工安全风险等级为Ⅱ级,属于中风险,对比模糊综合评价结果与前人的研究,该模型评价结果符合工程实际,验证了模型的可行性。将未确知测度理论结合障碍因子诊断模型应用于水工隧洞施工安全...     

基于PFC2D的黄土轴向压裂试验细观参数敏感性分析

黄土的低抗拉能力是黄土地区工程建设中病害频发的重要原因。采用离散元程序PFC2D对黄土轴向压裂试验进行数值模拟,通过控制变量法改变单个细观参数取值,分析其对黄土抗拉特性的影响,并结合正交试验,对各细观参数进行了敏感性分析。结果表明：黄土的抗拉强度与黏结刚度比■呈对数递减关系,与黏结强度■、半径乘子■呈线性递增关系;黄土的抗拉刚度与黏结刚度比呈对数递减关系,与半径乘子呈线性递增关系;半径乘子对抗拉强度的影响最强,黏结刚度比对抗拉刚度的影响最强,粒径比r^*对抗拉强度、抗拉刚度的影响均最弱。研究可为黄土轴向压裂试验数值模拟中细观参数的标定提供参考。     

波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的动力特性分析

为计算波形腹板钢箱?混凝土组合梁桥的弯曲自振频率,以兰州景中高速机场连接线的某座装配式波形腹板钢箱?混凝土组合梁桥为工程背景,采用有限元数值模拟和现场试验的方法对其动力性能进行了研究。首先,运用ANSYS软件建立了波形腹板钢箱?混凝土组合梁桥的有限元模型,模型的正确性得到了现场试验的验证;其次,分析了该桥在不同参数影响下自振频率和振型的变化规律。结果表明：使用本研究建模方法建立的有限元模型可以精确地模拟实际桥梁结构;相较于K型和方钢型横联,工字钢型横联可以更好地提高桥梁的整体刚度;横隔板间距在规范要求的范围内对桥梁自振频率的影响较小;波形钢腹板的厚度对桥梁扭转自振频率影响较大,其次是弯曲自振频率;弯曲自振频率拟合公式计算值与ANSYS计算值的差值在0.23%~1.89%不等,精度较高。研究结果可为该型桥动力特性分析提供参考依据。     

改进G1-RS-UMT模型在某配水工程围岩稳定预测中的应用

围岩稳定是保证水工隧洞工程安全稳定的重要前提。以某配水工程水工隧洞为研究背景,以提升长距离输水隧洞中围岩稳定性等级预测精度为目标,构建了多因素水工隧洞围岩稳定性预测指标体系,划分了围岩稳定等级,采用G1-改进RS法对影响指标进行主客观赋权,并引用博弈论理论运算组合权重,最后基于未确知测度理论提出改进G1-RS-UMT模型,完成了围岩稳定等级预测。结果表明：某配水工程B4标段水工隧洞中9个典型断面中GS19+590～GS20+050段围岩处于不稳定状态,GS21+340～GS28+061里程范围内8段围岩皆处为局部稳定状态。通过论证,改进G1-RS-UMT模型预测结果相比于TOPSIS模型其准确度更高,预测等级与实际情况相符合程度由66.67%提高到了88.89%。该研究为围岩稳定性预测提供了一种新的定量方法,为水工隧洞围岩稳定性预测结果提供更加有效的支撑。     

基于和谐理论的黄河兰州段水生态可持续发展分析

生态可持续发展已经成为人类社会经济发展的一大重要问题,在生态环境保护和生态问题日渐凸显的背景下,亟需对生态可持续发展进行深入探究与分析。将和谐理论运用于生态可持续发展分析研究中,通过社会、经济、水生态、水资源、水环境5个和谐性系统构建指标体系,遴选出22个指标进行研究分析黄河兰州段水生态可持续发展能力。研究表明:黄河兰州段水生态可持续发展能力逐年上升,2010-2012年水生态可持续发展等级为Ⅴ级极其不可持续状态; 2013-2014年为Ⅳ级不可持续发展状态; 2015-2016年为Ⅲ级较不可持续发展; 2017年为Ⅱ级一般可持续发展状态,但是还未达到最优阶段。黄河兰州段可持续发展形势严峻,应通过加大环境保护力度,提高生态承载力,从而提高其可持续发展能力。     

冰-砼碰撞在输水隧洞中的力学特性机理

为了研究西北寒冷地区中小型流冰对输水隧洞的碰撞问题，基于实验分析结合数值模拟的方法，选取模型实验几何比尺λ为1∶5，通过ANSYS/LS-DYNA软件进行有限元仿真，得到不同工况下流冰对输水隧洞衬砌撞击力影响规律。结果表明：流冰撞击力峰值与流冰速度呈现出近似的线性关系；流冰撞击力峰值与流冰压缩强度呈现出近似的对数函数关系，在较高速度下，流冰的塑性效果起主要作用，流冰的压缩强度对流冰的撞击力结果影响较为不明显；流冰撞击应力峰值与流冰厚度呈现出近似线性关系。同时，通过数值模拟与模型实验得到的流冰撞击力影响规律基本一致，验证了冰-砼碰撞实验装置的准确性及合理性。由于数值模拟时流固耦合的计算方法考虑了水介质对流冰的影响，在流冰撞击输水隧洞衬砌时形成水垫效应，从而会轻微地降低流冰撞击力，而模型实验未考虑水体对流冰的影响，因此各种工况下的模型实验结果均普遍大于数值模拟结果。     

桩顶固定且部分桩体埋入黏弹性地基中时桩的自振特性分析

将回传射线矩阵法推广至桩土系统的振动分析中,采用基于Timoshenko梁理论的Winkler地基模型,运用回传射线矩阵法及求根法求解桩顶固定且部分桩体埋入弹性地基中时桩的自振特性,并与基于有限元分析软件SAP2000的计算结果比较,验证利用回传射线矩阵法求解埋置结构自振特性的有效性和计算精度。同时,分析桩顶固定且部分桩体埋入黏弹性地基中时土体弹簧系数及土体阻尼系数对桩基自振频率和振型的影响。结果表明:随着土体弹簧系数的增大,埋置结构的各阶自振频率增大,土体弹簧系数对衰减系数没有影响,对埋置结构振型的影响较小;随着土体阻尼系数的减小,埋置结构的各阶自振频率增大,衰减系数相应减小,土体阻尼系数对埋置结构的低阶振型影响尤为明显,对高阶振型的影响较小。     

考虑相邻建筑物碰撞的基础隔震结构的地震反应分析

基础隔震结构在强震作用下,隔震支座水平位移过大可能导致相邻建筑物发生碰撞。本文应用接触单元法的非线性Hertz-damp碰撞模型,推导了隔震结构考虑相邻建筑物碰撞的动力方程,研究了碰撞对隔震结构和非隔震结构的影响,并进行了参数分析。研究表明：碰撞对基础隔震结构的加速度反应有明显的放大效应,但隔震装置对上部结构仍然有一定的保护作用。     

多约束条件下结构振动系统的容错控制

现代控制理论在工程结构振动领域中的应用性不强,主要是因为其考虑的实际约束条件太少,就该问题进行了研究。首先根据建筑结构力学原理,建立了包含控制输入滞后、执行器故障、参数不确定等的结构系统状态模型。然后基于状态反馈和线性矩阵不等式处理方法给出了一个可满足多约束条件的时滞依赖型鲁棒H∞容错主动控制算法。通过对一个四自由度建筑结构模型在EI Centro地震波作用下振动的主动控制仿真,验证了该方法的可行性,可用于工程结构的振动控制。