基于IDE-OSVR-ABAQUS的岩土力学参数反演方法

提出引入自适应因子的改进型差分进化算法(IDE),并应用于优化在线支持回归机(OSVR)的核参数和惩罚参数,建立岩土体位移和岩土力学参数之间复杂非线性关系的动态最优IDE-OSVR模型,输入岩土体位移值直接输出岩土力学参数实现参数反演。通过均匀设计方法与ABAQUS正计算构建初始训练集,然后逐次反演并进行验算误差,将误差未达到预定阈值前的验算样本增添至训练集,使得IDE-OSVR模型不断在线学习,提高参数反演精度。将IDE-OSVR-ABAQUS反演方法应用于工程算例,并同几种典型方法对比。结果表明该方法的岩土力学参数反演速度很快,反演精度很高,是一种合理的岩土力学参数反演方法。     

基于极值理论的岩质边坡变形预警指标估计

边坡变形预警指标估计对实现边坡安全监控具有重要意义。基于极值理论,建立区间极值(BMM)模型和超阈值(POT)模型,分别利用广义极值分布(GEV)和广义帕累托分布(GPD)对边坡变形监测数据尾部进行拟合分析,结合边坡失事概率,完成对其预警指标的估计。结果表明,两种模型均满足K-S检验,但POT模型可更好地刻画变形监测数据分布的尾部特征,对预警指标的估计偏于安全。研究结果可供类似工程参考。     

淮河流域蒸散发能力估算研究

蒸散发能力是水文模型的重要输入项,合理估算流域蒸散发能力直接影响流域产流量的计算精度。选取淮河息县以上流域为研究区,构建考虑土壤蒸发和植物散发的分布式双源蒸散发能力计算模型,并将能逐日动态模拟叶面积指数的植物生长模型与其集成,以日为时间尺度,基于流域土地利用、气象和植物生长资料,计算了2000-2008年研究区每个1 km×1 km栅格的蒸散发能力,并将蒸发皿所在网格的蒸散发能力计算值与蒸发皿观测得到的水面蒸发值进行了相关性分析。结果表明:模型计算的蒸散发能力能较好地反映流域实际蒸散发能力,可以为分布式水文模型提供蒸散发能力输入资料。研究成果为淮河流域蒸散发能力的计算提供了新的途径,对其它流域蒸散发能力的计算也具有参考价值。     

鄱阳湖和长江泥沙的分级及其表面特性研究

泥沙的表面特性是了解泥沙环境效应的基础。为探究不同来源泥沙表面特性的变化规律和泥沙分级,采集了鄱阳湖入江水道和长江南京段的泥沙,依据粒径分组对泥沙颗粒的级配和表面特性（比表面积、孔体积及孔径）进行了实验分析,结果表明,鄱阳湖入江水道和长江南京段泥沙颗粒均以粘粒、粉粒和细砂粒为主,比表面积范围为3.2~25.12m2/g,属于中孔材料;泥沙颗粒的比表面积随中值粒径的增大而减小,两者呈良好的幂指数关系,即在粘粒和细粉粒范围内,比表面积随中值粒径的减少而迅速减小;与分级沙样相比,混合沙样中值粒径与比表面积的关系与分级沙样趋势相近,量值略大于分级沙样;泥沙颗粒的相对比表面积和轴比较大,当粒径大于15μm时,相对比表面积和轴比随泥沙粒径增大而缓慢增加,而当粒径小于15μm时,随泥沙粒径增大相对比表面积和轴比急剧上升。     

基于卡尔曼滤波的云模型在某混凝土重力坝裂缝监控指标拟定中的应用

鉴于传统裂缝监控指标拟定方法利用原始监测数据时存在一定的局限性,采用卡尔曼滤波对原始监测数据进行降噪处理,并通过云模型的正、逆向云发生器产生监测数据的期望、熵、超熵等数字特征,利用这些数字特征计算定量的转换值,从而实现定量—定性—定量的转换,进而确定安全监控指标。对某大坝下游面105m高程#18坝块水平裂缝监测序列的拟定结果表明,利用云模型进行安全监控指标拟定符合客观规律,且较传统的典型小概率法更具优势。     

基于极值理论的大坝变形监控指标拟定

为研究极值理论在大坝变形监控指标拟定上的计算方法,先阐述了极值理论中BMM模型和POT模型的计算原理,并利用对数似然函数实现参数估计;然后采用超均值函数图法选取POT模型的阈值,结合大坝失事概率拟定监控指标。工程实例分析表明,极值理论在大坝变形监控指标拟定中有效可行,精度较高。     

混凝土重力坝深层滑动稳定性评估软件模块研发

基于混凝土重力坝深层滑动面上应力分布情况的数值计算成果,结合分项系数极限状态设计方法,研究了一种评估混凝土重力坝深层组合滑动稳定性的改进分项系数法。在此基础上,利用Delphi 编程工具,结合AutoCAD二次开发技术对该方法实现了程序化,得到了评估混凝土重力坝深层滑动稳定性的可视化软件模块。该方法和软件模块,充分利用了有限元数值模拟方法在计算应力场和考虑坝基及坝体变形影响等方面的优势,又结合了可靠度设计方法,得出的稳定安全系数能够较好地反映重力坝的抗滑稳定特性,且沿用了设计规范中的K_s表示方法,易于计算和普及。     

青天河浆砌石重力坝溢流坝段抗震安全评价

根据青天河浆砌石重力坝的工程地质条件,选择溢流坝段建立了坝体和坝基的三维有限元模型,采用三维有限元法和振型分解反应谱法对坝体进行了地震响应分析和安全评价。考虑水工结构物受地震荷载作用的荷载组合,按受拉最不利组合原则组合静态响应和动态响应,从而得到综合的静动力响应,并在此基础上对大坝进行强度和抗滑稳定性分析和评价。结果表明:在地震基本烈度为Ⅶ度时,在静动荷载共同作用下,坝体强度满足规范要求;坝基面抗滑稳定安全系数3.47,大于规范允许最小安全系数,抗滑稳定性满足规范要求,但是坝基承载能力不足,需进行相应的加固处理。     

水沙变化条件下黄河下游连续弯段水流特性研究

小浪底水库建成后,黄河下游水沙条件及边界条件发生了显著变化。在这种新的来水来沙和边界条件下,下游河道河床及河势必定发生新的演变趋势。本文选取黄河下游伟那里至大田楼之间典型连续弯段为研究对象,采用Delft3D数学模型对水沙变化条件下弯曲河道中的水流形态进行模拟。结果表明:纵向垂线平均流速在沿程及沿河宽方向均发生显著变化,且在弯段的不同部位水流形态也不同,此外弯道中边滩和深槽的存在进一步加剧了流速分布的不均匀性,使得流速重新分布;弯道中水动力轴线的变化规律与不同量级的流量密切相关,大流量和小流量时,主流线变化规律有所不同,这对河床演变具有重要影响。     

基于SVM的混凝土坝变形监控模型预测能力实例分析

大坝变形与水位、温度、时效等较多因素非线性相关,支持向量机(Support Vector Machine, SVM)适用于小样本、非线性、高维学习问题,在大坝安全变形监控上具有很大的优越性。阐述了支持向量机的原理,介绍了应用SVM建立混凝土坝变形监控模型的步骤及其参数优化方法。针对预测样本数目的合理取值问题,通过实例分析,研究基于SVM的混凝土坝变形监控模型的预测能力。结果表明,基于SVM的混凝土坝变形监控模型短期预测能力优于长期预测能力,且其预测能力受预测集数目的影响大于算法优化的影响。因此,合理选择预测集数目对变形监控模型有效预测尤为重要。