流域生态环境质量评价的熵模糊模式识别模型

流域生态环境质量评价是协调流域生态环境的压力、状态、响应诸因子，实现流域可持续发展的一项重要调控措施，其难点是如何合理确定各评价指标的权重，以及如何有效处理评价过程中的模糊性和随机性。为此提出了最大信息熵原理与模糊模式识别方法、遗传算法相耦合的流域生态环境质量评价新模型（EFPREQEB）。在巢湖流域中的应用结果表明：用EFPREQEB进行流域生态环境质量评价，物理概念明确，计算结果客观、合理，方法简明、通用，在区域资源和环境综合评价中具有一定的应用价值。  

有压引水隧洞内水外渗作用研究

基于Biot固结理论,对统一域混合模型进行改进,考虑了结构面的法向渗透特性,对高压内水外渗进行了渗流场-应力场耦合计算,以衬砌上钢筋应力变化为代表,反映内水外渗耦合计算分析下的结构应力状态的变化.并以衬砌上的微裂缝宽度、围岩渗透系数、岩体结构面的产状为影响因素,以衬砌外沿最大孔隙水压为系统特性,进行了敏感性研究.结果表明,高压内水外渗耦合计算分析步中钢筋拉应力变小;衬砌微裂缝的宽度是影响衬砌外沿最大孔隙水压的主要因素,围岩渗透系数为次要因素,结构面的产状对其影响最小,但是对孔隙水压的分布影响较大.  

X型宽尾墩阶梯掺气空腔影响因素分析

X型宽尾墩＋阶梯联合消能工已被应用于实际工程。当第一级阶梯高于其它阶梯时，水舌底部与阶梯之间存在气腔，从而水流底部实现掺气，在单宽流量超过30 m3/(ｓ·m)时阶梯可避免空蚀危害。研究了气腔尺度与堰上水头、堰顶至宽尾墩出口高程差、挑坎高度、堰面末端坡度、阶梯坡度之间的关系，并导出气腔长度的计算公式，计算结果与模拟及试验数据比较吻合。研究结果表明，除了水力要素外，阶梯坡度、堰面末端坡度与挑坎高度是气腔形成的关键原因，也是影响气腔大小的主要因素。  

巢湖水质安全评价的对应分析和投影寻踪熵耦合方法

在巢湖水质安全评价指标体系及其等级标准建立的基础上,把指标的客观权重分解为反映不同指标属性对评价结果的影响程度的属性权重和反映不同评价对象指标值之间的整体差异对评价结果的影响程度的样本集权重,分别用基于加速遗传算法的对应分析方法和投影寻踪方法确定,再用最小相对信息熵原理计算指标的客观组合权重,形成了水质安全评价的对应分析和投影寻踪熵耦合方法(CFA-PP)。CFA-PP的应用结果表明:影响巢湖水质安全最大的前4个指标的客观权重分别是总磷占25.5%,叶绿素a占21.6%,氨氮占18.4%,总氮占12.7%;全湖水质安全处于"较不安全"与"不安全"等级之间;控制磷、氮营养盐分的入湖负荷是提高水质安全程度的有效途径。CFA-PP是由数据驱动的综合评价方法,在水质安全评价中具有应用价值。  

结构动力方程Newmark-β方法递推简化分析

以Newmark-β方法为基础,基于叠加原理推导出了一种新的结构动力分析数值积分递推格式,在计算位移时,不需要计算速度和加速度等中间值,因而在进行结构弹塑性地震反应分析时更为简单、方便.对该递推格式的起步条件及稳定性进行了分析.通过算例分析可以得出,当β从1/4到1/8变化时,随β的减小,计算精度越高,但稳定性越差.  

小净距公路隧道小导管注浆工艺对围岩稳定性影响的有限元分析

利用Ansys有限元软件,对大跨度小净距隧道浅埋段施工过程中的小导管注浆措施的加固效果进行了数值模拟分析,揭示了施工过程中加固措施对隧道周边变形和初期支护结构的影响.研究结果表明:地表的沉降值和地层特征点的位移都有不同程度的减小,初期支护结构的弯矩最大值减小约20%～25%,加固措施对于围岩的稳定,特别是对中岩柱的稳定有及其重要的影响,加固效果主要体现在隧道下台阶的开挖过程中.分析方法和计算结果对小净距隧道设计、施工具有一定的参考价值.  

砂堆雪崩幂律分布现象的解释

自组织临界性的提出者Per Bak认为，处于临界状态砂堆雪崩呈现幂律分布，可作为广延耗散动力系统自组织临界性存在的证据。采用真实砂堆试验和元胞自动机砂堆模拟两种方法进行研究，提出处于亚临界状态的砂堆，在向临界状态演化的过程中，砂堆在亚临界状态发生众多小规模的雪崩，越接近临界状态，系统的波动越强，大规模的雪崩也时而发生，因此在从亚临界状态向临界状态演化的过程之中，大规模雪崩的发生次数少，小规模雪崩发生的次数多，雪崩发生的规模也呈现幂律分布，并认为这种情况更具普适性。  

超限高层建筑整体模型模拟地震振动台试验研究

为对超限高层结构的破坏机理和抗震性能进行深入研究，对一高宽比超限的复杂高层建筑进行了1/15的模型模拟地震振动台试验。研究了模型结构的动力特性和不同烈度地震作用下模型的加速度反应、位移反应、应变反应和扭转效应，并根据模型试验结果和相似关系反推到原形结构，研究了原形结构的破坏机理和破坏形式。试验及分析结果表明，原形结构的前三阶振型周期分别为1.795 s（Y向平动），1.72 s（ X向平动）和1.423 s（整体扭转），扭转与平动周期比为0.79；原形结构在7度多遇和罕遇地震动作用下弹性位移角和弹塑性位移  

地震作用特征对结构IDA曲线的影响分析

当前IDA曲线离散分析主要采用数值统计方法.为了从受力机理上对IDA曲线差异做出解释,通过反应谱正则化的调幅方法绘制结构等效弹塑性单质点的IDA曲线;并通过对实际结构的IDA曲线适当插值,以结构基底剪力和薄弱层层间侧移角为基准,比较了结构非线性发展沿高度分布特征差异.由此证明IDA曲线差异是由不同地震动的弹塑性谱特征差异以及沿结构高度作用分布特征差异共同构成.本文的分析在数值统计方法之外,形成了对IDA曲线离散特征分析新的分析思路.  

水动力-水质耦合模型污染源识别的贝叶斯方法

环境水力学系统存在诸多不确定性,如测量数据的不确定性等,这导致水体中污染源识别这一类反问题具有不适定性,尤其表现为反演结果的非唯一性.经典的正则化方法和最优化方法由于只能获得参数的"点估计",因而在求解不确定性较强的问题时存在较大的困难.此外水质模型和流场控制方程(Navier-Stokes方程)耦合,使得正问题的解具有较强的非线性特征.为解决上述问题,针对水动力一水质耦合模型,建立了基于贝叶斯推理的污染物点源识别的数学模型,通过马尔科夫链蒙特卡罗(Markov chain Monte Carlo,MCMC)后验抽样获得了污染源位置和强度的后验概率分布和估计量,较好地处理了模型的不确定性和非线性.算例结果表明,结合MCMC抽样的贝叶斯推理方法能很好地描述及求解水动力一水质耦合场条件下的污染源识别反问题.