地震触发崩塌滑坡自组织临界性研究

汶川地震触发了大量崩塌滑坡灾害.这些规模差异巨大的现象之间,能量及空间是否存在着确定的分布规律?巨型崩滑和小规模坍塌是否遵从不同的形成机理?这些都是亟待解决的基本科学问题.作者在自组织临界状态(SOC)的概念框架下,通过震区典型路段考察,发现位于地震Ⅸ度区的崩滑工点,崩滑方量及崩滑体深度,与崩滑工点数目之间存在着良好的负幂律关系,地震Ⅹ度区也体现出有类似特征;拟静力模拟地震的沙堆离心模型实验表明,模型底板倾斜1.5°时,崩塌的动力学特性可以用幂律描述,底板倾斜达到3°时服从正态分布;元胞自动机模型数值模拟表明,随扰动强度增加沙堆模型动力学特性的演变是渐进的.从而从整体理论上对上述问题提出新的解释:处于青壮年期的山地斜坡系统具有SOC的内禀基本属性;存在一个地震强度阈值,在此之下地震触发的崩滑规模与出现频率之间的分布规律可用幂律描述,巨型崩滑灾害和小规模坍塌现象遵从同一形成机理.全新的认识可望为地震触发崩塌滑坡灾势评估提供普适性的概型并建立应用框架.     

环壁摩擦力对固结试验压缩变形的影响分析

为了减小传统固定式固结容器中环壁摩擦力对试验的干扰,设计了一种浮环式固结容器,进行了重塑粉质黏土饱和试样标准固结试验,分析了两种固结容器中环壁摩擦力的作用机制差异及其对不同压力和压实度下试样压缩变形的影响。分析表明:对于两种固结容器,由环壁摩擦力造成的试样变形差值随压力的增加而增大,变形相对误差则随之减小并在高压力段趋于稳定;试样变形差值和相对误差随压实度的提高而增大,但在高压实度区间的变化不明显;环壁摩擦力对较硬土质和较小压力条件下的压缩变形影响最为显著,相对误差高达20%左右,而采用浮环式固结容器则可大大减小其干扰。     

基于序列判决和相位排序的GLRT最优序列检测算法

为了实现平坦衰落信道中正交调制信号的最优非相干序列检测,提出了一种新的广义似然比检验的最优非相干序列检测算法,对于瑞利衰落信道,算法等价于最大似然非相干序列检测器。首先得到在第n个时隙的关于信息符号xn的判决,并根据判决在给定的相位区间内的改变形成一个判决序列;然后对判决序列发生改变处的相位进行排序,从而识别出对应区间上的目标序列;理论分析结果表明,提出的BFSK最优序列检测可应用于现代射频识别系统中采用FM0信号的最优非相干序列检测。仿真实验结果表明,提出的最优序列检测算法有与传统的ML相干序列检测算法相比拟的误码率/误符号率(BER/SER)性能,与传统的穷举搜索方法相比,大大降低了计算复杂度。     

被动防护网系统强冲击作用下的传力破坏机制

为了研究被动防护网系统在落石冲击作用下的抗冲击力学行为,基于实际工程调查,进行了系统破坏特征的统计与研究,结合现行各国技术现状,分析了关键结构部件的破坏机理,构建了相应的力学模型,开展了750 kJ~5000 kJ共计5组系统足尺模型冲击试验,针对系统破坏机理、传力变形、耗能原理进行了研究,揭示了系统的破坏演化机制与破坏模式。研究表明：系统的冲击力学行为具有三阶段特征,第二阶段与第三阶段构成了系统的主要耗能机制并对结构整体抗力产生决定性影响;系统结构具有明显的自适应变刚度特征,且该特征与三阶段受力演化过程相互制约;系统的支撑结构、绳索与耗能器布置均是制约系统结构破坏的主要因素,不恰当的配置可导致支撑柱屈曲、绳索破断等现象;提出了新型高性能被动防护网体系,研究表明该体系具备较高的落石拦截能力。研究结果可为被动防护网系统的结构设计提供理论指导。     

多稳态电磁俘能系统的非线性动力学实验研究

为克服共振式俘能器工作频带窄和压电式俘能器输出电流低等问题,设计了多稳态电磁式振动俘能系统.建立了系统的分数阶阻尼模型,通过实验揭示了多稳态电磁俘能系统的动态分岔、势能阱逃逸、高能态轨道和混沌运动等非线性行为.结果表明:采用庞加莱截面频闪采样算法和分岔图可有效刻画系统的非线性振动特性;利用多稳态电磁式俘能系统的非线性振...     

大型铁路站房结构健康监测研究现状评述

铁路站房作为大型公共建筑,具有结构体系复杂、人流高度密集、使用年限长等特点,一旦结构失效,将会造成严重的社会影响。为了有效监测站房结构的健康状况,及时发现站房结构的损伤,最大程度地保障铁路站房的结构安全,有必要对铁路站房结构进行健康监测。结合大型铁路站房工程案例,总结大型铁路站房的组成和结构特点,介绍站房健康监测系统的组成,考虑施工和运营2个阶段,从屋面层、无柱雨棚和承轨层3个部分,分析大型铁路站房主要监测对象和监测内容,并指出健康监测在铁路站房结构应用中有待解决的问题,以期促进健康监测在大型铁路站房结构中的应用和发展。     

小样本岩土参数的Bootstrap估计及边坡稳定分析

 针对岩土参数小样本下t分布法区间估计较宽将导致工程设计偏于保守的问题,根据描述土体固有变异性的c,?总体开展小样本随机取样勘察模拟,运用Bootstrap法进行数据重构得到区间估计和点估计结果,对比与t分布法所得参数估计的差异。基于充足次数重复抽样构建的参数估计空间,分析与之映射的边坡稳定安全系数离散特征。研究表明：对应于同一置信水平,能充分利用小样本经验分布信息的Bootstrap法可有效收窄c,?均值置信区间,保证率下限值较传统t分布法结果更接近真值;虽然2种方法得到点估计结果的均值和方差相同,即对应的边坡稳定可靠指标相等,但采用Bootstrap法保证率下限值计算的边坡稳定安全系数均值相对较大,离散性更小,且这种改善效果随参数变异水平上升愈加明显;在保证相同可靠度条件下,Bootstrap法能更合理地对小样本统计不确定性导致的边坡安全风险进行补偿。     

高速铁路长大桥梁救援定点的选址决策模型

为提高高速铁路的防灾能力,确保救援定点布局经济合理,采用约束最优化法进行长大桥梁救援定点的选址决策.研究分析救援定点选址决策的3个约束条件:设置间距、风险等级和救援时程.以各地方救援部门至救援定点的时程总和最小为目标,建立长大桥梁救援定点的选址决策模型,并对模型进行实例验证.结果表明:当区间桥梁长度大于10 km时,应该沿线路方向每隔约6~10 km设置一处救援定点;应用贝叶斯网络理论评价救援定点备选位置的风险等级和采用Dijkstra算法求解地方救援部门至救援定点之间的最优时程是合理有效的.该模型计算过程简单,评价结果可靠,能够较好地解决长大桥梁救援定点的选址决策问题.     

适用于地铁线路的嵌入式轨道结构方案研究

嵌入式轨道结构在缓解钢轨磨耗和减振降噪等方面表现优异,目前主要用于有轨电车线路。研究提出适用于地铁线路的连续支承无扣件嵌入式轨道结构系统,为地铁轨道结构的减振方案提供一种新选择。在总结分析嵌入式轨道结构型式基础上,结合地铁线路的特点,确定了地铁用嵌入式轨道结构的选型原则和具体要求,提出并比较分析了4种新式嵌入式轨道结构型式。类I型、类III型板式嵌入式轨道适宜于直线线路,钢槽扣结式嵌入式轨道因换轨方便更适用于曲线线路,附加槽式可用于因提高减振降噪要求而进行的既有线改造。嵌入式轨道结构应用于地铁线路具有安全可靠,平顺性高、稳定性强和修复性好等显著优点。     

350 km/h高速铁路有砟轨道基床结构的技术条件分析

采用车辆轨道路基垂向耦合动力学模型,研究了轨道高低不平顺下有砟轨道路基动力影响系数φ_i的概率分布特性;根据循环荷载下路基粗粒土典型填料单元模型试验反映出的累积变形状态特征与荷载水平的关系,明确了基床以下填料处于无时间效应变形状态、基床填料处于微弱时间效应变形状态的设计工作状态;以基床结构的动强度、长期动力稳定性、循环变形为设计控制指标,开展了高速铁路有砟轨道基床结构的技术条件分析。研究表明:表征路基承受列车动力效应程度的φ_i沿线路纵向服从对数正态分布;列车荷载作用下,路基各结构层的累积变形状态与填料性质密切相关;基床结构的长期动力稳定性为设计主控因素,据此,提出了适用于350km/h有砟轨道高铁基床双层结构型式的技术标准建议。