计及时间相关性的微能源网鲁棒规划方法

微能源网以能源的梯级利用为原则,可实现风、光等多种新能源的高比例消纳,满足区域内电、热、冷等多种能源需求。微能源网中存在新能源出力与冷、热、电负荷的多重不确定性。为增强系统规划结果的鲁棒性,常采用不确定集表述新能源出力与多种用能需求的不确定性,实现针对微能源网的鲁棒规划设计,往往使系统规划结果过于保守,降低系统经济性。为克服以上问题,规避实际运行中不可能发生的场景,降低系统规划结果的保守性,文章提出一种考虑时间相关性的微能源网鲁棒规划模型。该模型在计及多重源荷不确定性的基础上,进一步考虑新能源出力与冷、热、电负荷的时间相关性。通过算例对传统不确定集与所提出的改进不确定集进行对比分析,验证了所提模型及方法的优越性和有效性。     

An efficient method for estimating time-dependent failure possibility by combining adaptive Kriging with adaptive truncated fuzzy simulation

Time-dependent failure possibility (TDFP) can measure the structural safety level for a time interval of interest under fuzzy uncertainty, but its calculational cost is unaffordable by using fuzzy simulation (FS) due to a required large size of FS candidate sampling pool (CSP). Although time-dependent adaptive Kriging model (T-AK) combined with FS (T-AK-FS) was presented to reduce the number of calling performance function, a large FS CSP still makes training T-AK time-consuming. To improve its efficiency, an adaptive truncated FS (ATFS) with T-AK (T-AK-ATFS) is proposed by CSP size reduction approach. By T-AK-ATFS, the largest safety hypercube in fuzzy standard space is adaptively searched, in which the samples are in safety states and can be removed from the FS CSP. Moreover, T-AK is adaptively trained to search the largest safety hypercube and estimate TDFP simultaneously. In adaptively searching process, the FS CSP is divided into several sub-CSPs, on which training T-AK is more time-saving. Overall, strategies of T-AK-ATFS include proposing ATFS to reduce the FS CSP, adaptively searching the largest safety hypercube, estimating the TDFP with the same T-AK and training T-AK in the sub-CSPs sequentially. Verified by examples, these strategies make T-AK-ATFS more efficient than existing FS and T-AK-FS.     

破碎砂岩承压变形时间相关性试验

破碎岩石的承压变形具有明显的时间效应，文中自行设计了破碎岩石承压变形仪，结合摆锤杠杆式压力机建立破碎岩石的蠕变测试方法，并针对破碎砂岩开展了相关蠕变试验研究，总结得出蠕变变形与轴向载荷、破碎块径等的关系．结果显示，在金属缸筒试验条件下破碎岩石不出现加速蠕变阶段；大载荷破碎岩样的蠕变变形余量较小载荷时小；载荷增加，稳定蠕变前的变形行程随之增加，块径对破碎岩样计入蠕变后的变形量影响逐渐减小，各块径破碎岩样的稳定蠕变曲线逐渐接近．     

韩江河底隧道预灌浆区的强度时间相关特性

作为防水、防腐和地基加固等多种目的和手段之一,灌浆技术可应用于河底隧道或者海底隧道。水泥作为灌浆的主要材料具有强度时间相关特性。可是目前在大部分河底隧道在设计中不考虑水泥的这种强度时间相关特性。据此,提出以弹性波测试方法获得河底隧道施工中预注浆的强度时间相关特性,并采用数值模拟方法将获得的强度时间相关特性用于评价河底隧道的施工。为了获得预注浆区域的强度时间相关特性,进行了弹性波试验。然后把试验获得的预注浆区域的强度时间相关特性用于隧道施工仿真。计算结果表明,预注浆区域的强度时间相关特性不会对河底隧道的安全产生太大的影响。在模拟河底隧道施工时,发现其强度可以使用2～7d的预注浆区域的强度。分析结果也表明,通过强度和刚度的折减可模拟其强度时间相关特性。通过试验和数值模拟相结合的方式,提出预注浆区域的强度时间相关特性对河底隧道影响的方法,可为隧道工程的施工提供参考。     

变荷载作用下未打穿竖井地基固结分析

利用已有瞬时荷载作用下未打穿竖井地基固结模型,根据线性偏微分方程的叠加原理,将变荷载作用问题分解为瞬时荷载作用问题,给出了变荷载作用下未打穿竖井地基固结解答。利用该求解方法,对一未打穿竖井地基在单级线性加载和多级加载情况下的孔压消散进行了分析。分析表明,受加载历时影响,竖井打设区平均固结度减小幅度大于下卧层,但下卧层受影响时间要长得多。另外,在粗略设计中,可以将多级加载简化为单级线性加载,这样对后期平均固结度的影响不大。     

基于概率密度演化的锈蚀混凝土梁时变可靠性分析

建立了锈蚀钢筋混凝土梁的极限状态函数，其中引入了锈蚀不均匀系数考虑钢筋锈蚀不均匀性和随机性。根据概率守恒原理引出锈蚀钢筋混凝土梁极限状态函数的广义概率密度演化方程，并介绍了其TVD(total variation diminishing)差分格式的有限差分方法。运用“吸收边界条件”提出了基于概率密度演化理论的锈蚀钢筋混凝土梁时变可靠度计算方法。以三个锈蚀钢筋混凝土梁为例，展示广义概率密度演化方程以及时变可靠度的计算结果。通过100万次Monte Carlo模拟方法以及2范数误差指标考察了概率密度演化及时变可靠度计算结果的精准度。二阶矩信息和可靠度的对比结果显示：概率密度演化法能够以较小的计算代价，较为精确地捕捉锈蚀钢筋混凝土梁在服役期间的概率密度演化信息，较为准确地预测其时变可靠度。     

变荷载下双曲线模型修正土体一维固结理论

 假定土体本构关系满足双曲线模型，把利用该模型得出的孔隙比e和有效应力s ¢的双曲线关系应用到一维单层均质地基固结理论的研究中，通过假定土体的初始有效应力沿深度均匀分布和渗透系数的降低与压缩系数的减小成正比，推导出任意荷载作用下一维非线性固结理论的方程。对于所得到的非线性偏微分方程，通过x-s ¢代换化成线性偏微分方程，并按照具体的初始和边界条件采用分离变量法求出土体有效应力s ¢和超静孔隙水压力u的解，由此分别推导出按沉降定义的平均固结度Us和按平均孔隙水压力定义的平均固结度Up的表达式。采用MATLAB语言编制相应的计算程序，结合具体算例与已有的修正非线性固结理论解的结果进行对比来论证本修正的正确性。计算结果表明：固结度随着时间的增长而增长，其增长速率逐渐减小；Us值稍大于Up值；2种修正的计算结果中存在微小的差异，其原因是在推导固结方程时采用了不同的本构模型以及不同的对渗透系数变化规律的假定。     

圆形隧道衬砌围岩变形压力的时间效应

本文通过理论分析和模型实验研究了圆形隧道衬砌上的围岩变形压力的时间效应。研究结果表明:作用在隧道衬砌上的围岩变形压力的大小及其分布形式都具有明显的时间效应;在选择设置衬砌的时间时,建议考虑围岩材料的蠕变主时间;围岩内粘塑性流动区随时间的扩展,将导致围岩变形压力随时间增加。另外,还讨论了衬砌上围岩变形压力的分布形式随时间的变化。     

基于变形监测资料的混凝土坝时变参数优化反演

基于变形监测资料建立混凝土坝与基岩时变参数反演三步法：首先利用监控模型分离出的水压分量反演大坝和基岩的弹性模量;然后利用分离出的时效分量趋近值反演黏性元件的弹性参数;最后利用时效分量的过程值反演黏性元件的黏滞系数。以龙羊峡重力拱坝为例,应用上述方法,反演参数较敏感的时变参数,从力学机制上解析龙羊峡重力拱坝拱冠梁在2 530～2 610 m高程的径向时效位移向上游变位的原因。其原因是坝体和基岩黏滞系数较大,坝体自重引起向上游变位的时效变形需要较长时间才能稳定;另外,龙羊峡水库长期低水位运行也是原因之一。     

基于总应力法的静压桩极限承载力时效性研究

考虑天然饱和黏土的应力历史和初始应力各向异性,推导得出了静压沉桩过程和再固结过程中静压桩周土体应力状态的变化规律。在此基础上,根据静压桩承载时桩侧土体应力状态与单剪试验及三轴试验中土体应力状态之间的相关性,基于总应力法推导了天然饱和黏土地层中静压桩时变承载力的解析解,提出了桩侧和桩端承载系数的理论计算方法。采用离心模型试验对本文解答进行验证,研究了沉桩结束后静压桩承载力随再固结时间的变化规律,分析了土体原位力学特性与静压桩承载系数之间的关系。研究结果表明,沉桩结束后静压桩承载力的增长主要是由于桩侧承载力的增长,而且静压桩承载力在沉桩结束后较短时间内增加的幅度较大,随后增长幅度变缓并趋于稳定;土体超固结比和静止侧压力系数越大,沉桩结束后承载力增长速率越快,但桩侧和桩端承载系数均随土体超固结比和静止侧压力系数的增大而减小。