基于VMD和BSA-KELM的高陡边坡位移预测模型研究

边坡位移的时间序列曲线存在复杂的非线性特性,传统的预测模型精度不足以满足预测要求。为此提出了基于变分模态分解的鸟群优化-核极限学习机的预测模型,并用于河北省某水泥厂的边坡位移预测。该方法首先采用VMD把边坡位移序列分解为一系列的有限带宽的子序列,再对各子序列分别采用相空间重构并用核极限学习机预测,采用鸟群算法优化相空间重构的嵌入维度和KELM中惩罚系数和核参数三个数值,以取得最优预测模型。最后将各个子序列预测值叠加,得到边坡位移的最终预测值。结果表明：和KELM、BSA-KELM、EEMD-BSA-KELM模型相比,基于VMD的BSA-KELM预测精度更高,为边坡位移的预测提供一种有效的方法。     

爆炸排淤填石法中淤泥的本构模型

以爆炸排淤填石法为背景 ,对不同应变率阶段淤泥的本构模型进行了分析 ,利用ANSYS/LS-DYNA动态有限元分析程序对所选择的模型进行验证和确认。计算和分析结果表明 :在形成爆炸空腔的高应变率阶段 ,淤泥表现为理想不可压缩流体的性质 ;在小药量小抵抗线条件下 ,甚至在淤泥自重作用下的较低应变率变形阶段 ,其黏性效应也可以忽略不计。     

西湖凹陷中部西斜坡地区超压成因机制

沉积盆地超压成因研究已取得了重要进展，关于超压主要成因的认识也发生了重要变化，以往一些被普遍认为属于典型不均衡压实成因的超压已被部分或完全否定，生烃作用作为超压成因的普遍性得到愈来愈多的证实。西湖凹陷多个构造带的不同层位均发育超压，目前认为超压的形成仍然离不开不均衡压实（欠压实作用）的贡献。根据异常压力形成的基本地质条件和异常压力产生的地质、地球物理效应两方面因素，利用测井曲线组合分析法、鲍尔斯法（加载-卸载曲线法）、声波速度-密度交会图法、孔隙度对比法、压力计算反推法以及综合分析法系统解剖分析了西湖凹陷中部西斜坡地区平湖组不同岩性异常压力成因。研究结果表明：西湖凹陷中部西斜坡泥岩中烃源岩超压主要为自源生烃增压，非烃源岩超压为邻源压力传导成因。储层中至少存在常压-超压型和常压-超压-常压型两种压力结构类型，异常压力自南向北顶界面逐渐变深，主要为油气在生烃增压驱动下向储层运移过程中的压力传导所致。     

阿姆河右岸区块深水低能缓坡礁滩分布综合预测

土库曼斯坦阿姆河右岸区块别什肯特坳陷带由于具有特殊的低能深水缓斜坡沉积背景,目前地质认识程度低,天然气勘探难度大。为了加快对该坳陷带的天然气勘探进程,在分析中上侏罗统卡洛夫阶—牛津阶沉积特征的基础上,开展了基底古地貌特征分析;再从地球物理方法入手,通过礁滩体厚度识别、非连续性地震属性提取和基于波动方程的模型正演等手段,开展深水低能缓坡礁滩特征研究及礁滩地震识别,落实礁滩分布,并形成了一套适用于该坳陷带的地震地质综合礁滩识别方法。研究结果表明:①该坳陷带卡洛夫阶—牛津阶岩石类型以泥晶颗粒灰岩、颗粒泥晶灰岩及泥晶灰岩为主,卡洛夫期主要为中—外缓坡沉积环境,牛津期主要为上斜坡—下斜坡沉积环境,低能缓斜坡沉积特征明显;②该坳陷带基底古地貌发育3个次级古隆起,具有西北高—东南低的古地貌特征,为后期礁滩发育奠定了地貌基础;③通过三维地震资料识别出面积大于1 km~2的礁滩体68个,总面积为187.3km~2,其中该坳陷带北部及中—南部为礁滩较发育的有利区;④地质地震综合解释该坳陷带北部的G22井区、T21井区以及中南部的B21—H21井区及其周缘地区为有利区带,部署实钻2口井均获得了高产气流。结论认为,所形成的深水缓坡盐下小规模礁滩地震地质综合识别方法应用效果好,助推了该坳陷带碳酸盐岩气藏勘探取得重大突破,可以为类似气藏的勘探提供参考。     

攀枝花朱矿南帮边坡稳定性的运动学分析

露天矿山开采后，形成多台阶高陡岩质边坡，结构面揭露，大量发育的结构面对岩质边坡的稳定性起控制作用。通过立体投影与矢量代数理论建立的运动学分析方法，广泛应用于受结构面控制的岩质边坡稳定性研究。以攀枝花朱矿南帮边坡为例，应用DIPS软件，对该岩质边坡进行运动学分析，结果表明：南帮边坡在优势节理面切割下，易和坡面组合形成楔形体滑动；岩体下部若存在流层面，易于和贯通的节理面组合形成较大规模平面滑动。     

非饱和岩土材料的固流转化数值模拟

为对非饱和岩土材料的固流转换进行研究,首先介绍了一个非饱和岩土材料固流转化模型。该模型由一个水力耦合弹塑性模型、一个宾汉黏性模型和一个固流转化准则组成,它可以在统一框架内描述非饱和岩土破材料坏前后的固流力学性质。与此同时,还基于拉格朗日积分点有限元法(FEMLIP)提出求解水力耦合问题的方法,并采用平衡方程和连续方程,将固流转化模型植入一个FEMLIP数值软件中。为了精确处理非饱和岩土问题,该模型还引入了毕肖普有效应力及水分特征曲线。最后,通过模拟一个启发式渗流实验,定性地验证了该模型的可靠性和发展潜力,通过准确的物理参数,使用FEMLIP方法和该固流转化模型对真实泥石流进行分析预测是可行的。     

白鹤滩水电站左岸边坡稳定性分析

为研究缓倾角错动带及断层对白鹤滩水电站左岸顺层岩质高边坡稳定性的影响,以勘I5线地质剖面为例建立力学模型,借助综合法试验模拟岩体内主要地质构造及相关工程措施。在此基础上,再利用RFPA3D有限元数值模拟方法,分析岩体内裂隙萌生、发育、扩展直至贯通的损伤演化过程。结果表明,混凝土置换洞阻碍裂缝沿软弱面扩展成效显著,开挖后工程边坡安全系数为1.62;离心加载法得到的边坡潜在滑移面与物理模型试验得到的裂缝扩展模式基本一致,层内错动带LS337、层间错动带C3-1、断层f101、裂缝J110等软弱结构面共同控制岩体的开裂与边坡失稳。研究成果可为本工程边坡开挖与支护以及类似工程提供参考。     

矿用防爆吸污车液压及气动系统的设计与优化

在介绍矿用防爆吸污车的用途和结构组成的基础上，详细介绍了气动系统中吸污和排污的工作原理以及液压系统中制动回路、转向回路和吸污控制回路的工作原理。针对该车在实际使用过程中存在的点刹过于灵敏，制动冲击力较大的问题，提出了采用双弹簧控制双回路液压制动阀的阀芯动作进而实现变斜率输出特性的结构。实践表明，经过优化后的液压及气动系统都能很好地满足煤矿井下对矿用防爆吸污车的使用要求，同时也可为类似车辆的设计提供参考。     

节理岩体边坡采动损伤与可靠性分析

为定量分析节理岩体边坡的采动损伤对边坡可靠性的影响,通过对大孤山铁矿下盘混合岩边坡进行现场勘测与模糊C均值聚类优化分析,确定了岩体2组优势节理的倾向、倾角、迹长和密度的随机分布参数。利用Hoek-Brown强度准则参数m和s与岩体质量分类指标GSI和扰动系数的关系,采用Monte-Carlo模拟抽样技术获得了节理岩体强度的随机分布参数。建立了节理岩体损伤与扰动系数D的联系,应用Kawarnoto损伤张量对采动损伤进行了数值分析,并根据Rosenblueth原理获得了扰动系数D以及反映时空效应和各向异性的岩体强度随机分布参数。基于此,定量分析了大孤山铁矿下盘混合岩节理岩体边坡采动损伤的时空变化特征及其对边坡稳定性的影响。结果表明,采场底标高从-87 m降至最终-450 m时,坡顶至-87 m水平同一高度滑弧可靠性指标相对下降7.7%,原因为采场下移导致节理岩体损伤加剧、强度降低所致,并且危险滑面逐渐向坡面偏移,与坡面近处岩体的损伤较大相关。