冲击回波法检测隧洞混凝土衬砌厚度

冲击回波法是通过接收、分析在混凝土中传播的回波信号，判断结构混凝土厚度和内部质量的新型无损检测技术。室内试验和工程应用研究表明，该方法为隧洞混凝土衬砌厚度检测提供了一个有效的测试手段。     

基于超声导引的药品自动搬移系统的研制

阐述基于超声导引的药品智能搬移系统的研制方案,并给出主要设计电路。该系统用主从结构的两块TIMSP430F149单片机作为控制核心。从单片机控制搬移设备上的超声发送模块发送超声,坐标系上的三个超声接收器采集超声信号并做放大、滤波、单稳处理,处理后的信号发送给主单片机进行分析并发送控制命令给从单片机,从而实现对搬移设备的控制与定位。     

Comparison of Representative Heuristic Algorithms for Multi-Objective Reservoir Optimal Operation

Heuristic algorithms (HAs) are widely used in multi-objective reservoir optimal operation (MOROO) due to the rapidity of the calculation and simplicity of their design. The literature usually focuses on one or two categories of HAs and simply reviews the state of the art. To provide an overall understanding and a specific comparison of HAs in MOROO, differential evolution (DE), particle swarm optimisation (PSO), and artificial physics optimisation (APO), which serve as typical examples of the three categories of HAs, are compared in terms of the development and applications using a designed experiment. Besides, the general model with constraints and fitness function, and the solution process using a hybrid feasible domain restoration method and penalty function method are also presented. Taking a designed experiment with multiple scenarios, the mean average of the optimal objective function values, the standard deviation of optimal objective function values, the mean average of the computational time, and population diversity are used for comparisons. Results of the comparisons show that (a) the problem of optimal multipurpose reservoir long-term operation is a mathematic programming problem with narrow feasible region and monotonic objective function; (b) it is easy to obtain the same optimal objective function value, but different optimal solutions using HAs; and (c) comparisons do not result in a clear winner, but DE can be more appropriate for MOROO.

     

基于LMDI和STIRPAT模型的区域用水影响因素定量分析研究

区域用水影响因素分析对落实最严格水资源管理制度、实现节水型社会建设具有重要意义。为定量表征区域用水变化和影响因素之间的关系,通过LMDI因素分解识别人口规模、经济发展水平、节水技术水平对用水变化的影响程度,采用STIRPAT模型解析用水总量对人口规模、经济发展水平、节水技术水平变化的变动响应关系,以榆林市2000—2017年用水及影响因素变化为例开展了实证研究。结果显示:人口规模和经济发展水平对用水增长起到正向促进作用,节水技术水平起到负向抑制作用。人口规模、经济发展水平、节水技术水平效应依次为8 163.124万m~3、144 238.924万m~3、-126 161.049万m~3;人口规模、经济发展水平、节水技术水平每变化1%,用水将分别变化1.208%、0.061%和0.037%;经济发展水平和节水技术水平是用水变化的主要影响因素,但用水对人口规模变化敏感程度最高。最后,结合榆林市水资源特点提出针对性措施和建议,以期为榆林市水资源规划与管理提供参考。     

含三维内裂纹透明类岩石材料破坏红外热像试验研究

由于目前针对含三维内裂纹的岩石破坏红外热像特征的研究较少,本文基于预埋浇注法制作含内裂纹类岩石试件,开展了单轴压缩块体试验和巴西圆盘劈拉试验,得到含内裂纹的岩石破坏过程,监测内裂纹扩展及试件破坏过程中的红外热像特征,得到以下结论:(1)含三维内裂纹的块体试件在单轴压缩下,在预制内裂纹面上发生剪切破坏;(2)块体试件在单轴压缩作用下红外热像特征明显,在破坏时,在预制内裂纹面处急剧升温;(3)含三维内裂纹巴西圆盘试件在预制内裂纹尖端发生翼型裂纹扩展,边缘带有针刺状Ⅲ型裂纹参与特征,最终翼型裂纹与上下表面贯穿;(4)巴西圆盘试验的红外热像特征与块体单轴压缩不同,在断裂面处未发生明显变化。研究结果为研究三维内裂纹的扩展规律及内裂纹扩展破裂的红外热像规律可提供一定的试验参考。     

高坝泄洪诱发场地振动响应分析及传播规律

为研究高坝泄洪诱发场地振动的问题,提出一种基于黏弹性人工边界的有限元数值模拟和水力学模型试验相结合的方法计算场地振动响应。以国内某工程为例,计算不同工况下场地振动响应,分析泄洪量和泄洪调度方式对场地振动的影响,揭示不同岩体条件下振动波的传播规律。结果表明:该工程各种泄洪方式都不会对周边居民的生活造成影响;泄洪量越大,下游场地振动响应越大,当3个溢洪洞泄洪条件一致时,采用2号洞泄洪最不利;同等泄洪条件下,采用4洞均分泄洪的振动响应小于按设计开度泄洪的振动响应;模型范围内放大振动波的主因是断层左右岩体性质的差异,断层的存在进一步加大了放大效应。     

变化环境下考虑物理机制的SD需水预测研究

随着气候变化与人类活动作用的加剧,流域水资源受变化环境的影响愈加显著。研究变化环境下的流域水资源系统变化特征及需水预测对支撑流域水资源管理与合理配置具有重要的指导意义。基于系统动力学原理,耦合了考虑物理机制的需水预测方法,建立水资源系统模型,以黄河流域为例,分析了多因子驱动及多要素胁迫作用下黄河流域水资源系统变化特征,采用MPI气候模式预估的未来气温、降水结果及未来流域5种不同的经济社会发展情形,预测了黄河流域2017—2030年的水资源供需演变趋势。结果表明:①黄河流域的生活需水量随着流域人口及人均用水需求的增加不断增长。随着产业结构调整,工业需水量呈现缓慢减少态势,生态及三产需水量逐年增加,农业灌溉需水量呈下降趋势;②在加强流域水资源管理力度、增加节水技术投资的前提下,保障流域经济、社会协调发展,注重发展经济的同时兼顾流域生态环境保护,满足黄河流域下一阶段的经济社会可持续发展的要求;③为保障黄河流域水资源可持续发展,实现黄河流域生态保护和高质量发展,需要调整流域水资源管理策略,提高节水程度,促进流域产业结构优化。     

窝崩抢护治理中树头石阻水效果试验研究

河堤窝崩发生后,首先需要确定的是抢护治理方案,减缓窝塘流速,遏制窝塘进一步发展。在诸多抢护治理方案中,树头石方案具有较好的减速促淤效果,但树头高度和抛投间距在以往的设计中都是依经验确定,缺乏理论基础和试验依据。通过制作长江扬中河段指南村窝崩模型,在窝崩口门附近流速模拟相似的基础上,对窝塘内同一高度3种间距的树头石排列型式和同一间距3种高度的树头石进行了试验,用三点法测量了窝塘内12个点的流速、流向。试验结果表明:窝塘内表层流速受惯性影响较大,底层流速受地形影响较大;窝塘内布置不同高度和不同间距的树头石时,平均流速随树头石高度的增加而减小,随树头石间距的减小而减小,窝内流速的减小,意味着泥沙淤积强度的增大;另一方面,树头石高度的增大和间距的减小,都会增加工程的投资成本,研究认为在相对树高为0.15、间距为6 m×6 m时综合效果较佳。     

土石坝渗压水位极值预测

渗压水位极值预测是监控土石坝安全的主要途径之一,目前用于渗压水位极值预测方法需给出正确的自变量。渗压水位极值最主要的影响因素是上游水位,当渗压水位极值与上游水位相关性弱时,预测模型准确度低。提出一种仅考虑测值序列、不考虑自变量的渗压水位极值预测及评价方法。该方法基于最大Lyapunov指数建立预测模型,利用马氏链的遍历性和平稳分布对该无自变量模型进行评价。算例表明:对于与自变量相关性弱的渗压水位极值,预测模型的预测效果优于常规方法,误差评估模型评价合理。基于混沌理论和随机过程的预测模型及评价方法能形成一套精度较高、实用性强的序列预测及评价方法,覆盖常规预测方法的弱能力区域,可用于建立自变量不明确的测值序列预测模型。