边坡潜在滑动面的包络线分析北大核心CSCD

通过绘制边坡的安全系数等值线可以得到符合指定条件的安全系数潜在滑动面的包络线。可以采用极限平衡法计算过边坡内任一指定点滑动面的最小安全系数,根据通过各节点的最小安全系数就可以绘制出安全系数等值线,由此得到安全系数空间分布特征。这种方法可以进一步推广到加速度和惯性力包络线的计算。针对简单边坡和不同平台宽度的两级边坡,论文分别给出了相应的安全系数、加速度和惯性力等值线,计算表明平台宽度较小时,安全系数和加速度的等值线分布形式与简单边坡类似,平台宽度较大时,最小安全系数和最大加速度对应的潜在滑动面倾向于分布在两个次级边坡本身之中。而惯性力等值线分布规律受平台宽度的影响较小。     

边坡稳定分析的相对失稳加速度方法

边坡稳定分析是土力学的经典课题,通过稳定分析能够得到边坡的安全系数。但最小安全系数对应的临界滑动面不一定是最先发生滑动的破坏面,失稳加速度临界滑动面则可能最先滑动。失稳加速度方法可以用统一的原理计算边坡和隧洞等所有具有临空面的结构的稳定性;可以利用常规极限平衡法的假定条件进行计算,也可以利用有限元等数值方法的应力计算成果;可以计算失稳加速度,也可以以失稳加速度的模最小来计算安全系数,此时也相当于一种特殊的模式识别方法。本文对失稳加速度方法的提出过程及主要原理进行系统总结,并将其推广到相对失稳加速度和相对安全系数,放松了约束条件,使得它可以具有更加广阔的应用前景。     

基于加速度计算边坡的安全系数

边坡稳定分析是土力学的经典课题之一,人们提出了很多计算边坡安全系数的方法。理论上,采用有限元法可以得到计算域内任意点的应力,比需要刚体假定的常规极限平衡法有更大的优越性。但如何利用有限元成果计算边坡的安全系数还有许多不足。通过引入加速度的概念,提出了基于加速度计算边坡安全系数的新的方法,即选择不同的强度折减系数,使得加速度的模最小的值就是对应的安全系数。这种思路概念上比较严密,且适用性更强。算例计算也表明了它能够得到满意的结果。     

加筋土边坡的矢量和法稳定分析

矢量和法能够充分利用有限元计算得到的应力场信息,概念明确,编程简单,且能够避免强度折减法计算的安全系数依赖于失稳判据的缺陷。对均质边坡的计算结果表明矢量和法能够得到与传统极限平衡法相近的结果。本文将其推广到加筋土边坡的计算,并编写了相应程序,针对某加筋土边坡进行稳定分析。计算结果表明对加筋土边坡,矢量和法得到的安全系数介于瑞典法与简化Bishop法之间,潜在滑动面位置与极限平衡法接近。     

高填方土工格栅加筋土边坡稳定性研究

针对高填方边坡中土工格栅的受力特点,在简化Bishop法的基础上推导了可以考虑地震、地下水、坡面荷载、坡顶(脚)荷载、土工格栅等因素的边坡稳定系数计算公式,为更精确地评价高填方土工格栅加筋土边坡稳定性研究提供了方法。针对高填方多台阶边坡的特点,通过滑动面剪入点、剪出点和滑弧中点控制滑动面位置,提出了确定滑弧中点取值范围的方法,使得边坡潜在圆弧滑动面的搜索范围不再需要经验假定,编程简单,并可有效提高复杂边坡最小稳定系数的计算效率,也为边坡设计参数的敏感性分析、可靠性分析提供很好的计算基础。     

单层或多层简单土坡的圆弧滑动面的安全系数特征

在土质边坡稳定性分析中,条分法是实际工程中最常用的方法之一。用条分法分析边坡稳定性,关键要解决的一个问题就是确定最危险滑动面,但在实际应用中往往存在两个问题:第一,条分数的多少存在着随意性和经验性;第二,人们搜索最危险滑动面的搜索域范围很大或者根本不包含全局最优解。所以研究条分数对于安全系数的影响以及搜索域内边坡安全系数的特征具有重要的意义。论文中采用Bishop法研究常见单层或多层简单土坡的安全系数的特征,得出对于简单土坡的研究成果,即建议条分宽度一般不超过0.5 m,最危险滑动面通过坡脚点,安全系数具有很强的规律性,可为实际工程运用提供依据,可为相关规范的修订提供参考。     

边坡滑动面构造的基函数

采用初等函数构造边坡的滑动面,可以大大减少滑动面的自由度,也有利于保证滑动面的光滑性质。在现有滑动面构造方法的基础上,本文进一步提出了用不同的基函数构造滑动面的一般性方法,使得滑动面的构造方式能够在统一的框架中进行,把一个几何问题转变为代数方法中基函数的参数选择问题。针对相关参数的约束条件,也给出了约束问题的处理方法。针对典型算例,采用5种基函数构造滑动面,用Morgenstern-Price方法计算其安全系数和失稳加速度。算例计算表明所推荐的基函数都能够满足要求,而且能够生成出传统方法所难以发现的滑动面。     

用加速度方法计算隧洞的安全系数

地下隧洞的破坏面和破坏方式与常规边坡不同，所以边坡稳定分析中经典的方法难以直接应用到地下隧洞的稳定分析中。文章引申了加速度计算的思路，结合强度折减的概念，提出了以加速度的模最小为条件来计算隧洞破坏面安全系数的方法。并且采用以极坐标表示的光滑连续曲线来构造破坏面，用连续蚁群算法搜索最小安全系数和临界破坏面，从而提出了基于加速度方法计算隧洞安全系数的新的思路。这种方法概念明确，且与边坡安全系数计算具有相同的理论基础。算例计算也表明了它的有效性。     

有限元法分析边坡稳定及工程实例

用有限元法分析边坡稳定性，能够对坡体内的应力分布、应变及变形分布、塑性区分布等规律较为准确的量化表征，还可以得出滑动面的大致位置和安全系数。本文对强度折减法的失稳判据进行评价，得出以弹塑性解是否收敛为标准更有说服力。对某水库近坝库岸边坡进行分析，并将其与传统方法所得的边坡安全系数相比，证实其工程应用的可靠性，能够在实际工程中加以应用。     

重力坝抗滑稳定分析中DDA与有限元方法的比较

本文在原来的DDA基础上作了扩展 ,推导了水压、扬压力等荷载矩阵以及抗滑稳定局部、整体安全系数的求解方法并编制了相应的程序。由本文给出的计算实例可以看出 ,经扩展的DDA法可以较高精度求出沿各可能滑裂面的安全系数 ,从而为重力坝抗滑稳定安全分析提供了一种能同时得到局部安全系数分布和整体安全系数的新方法     

Self-acceleration of a charged jet

When insulators are sprayed electrostatically, charges are injected into the liquid, resulting in the formation of a charged jet. Mutual repulsion between these charges, which reside on the jet surface, causes the jet to accelerate. This acceleration is opposed by surface tension and inertial forces. As the jet accelerates, its radius decreases until it reaches a minimum radius. When the minimum jet size is achieved, the rate of acceleration decreases to zero. Equations are derived which allow this minimum radius to be calculated. In addition to the accelerating jet, the equations have another solution with the jet decelerating. In the experiments the acceleration is observed but not the deceleration. Rather, drops form on the end of the jet, indicating that it becomes unstable before it can decelerate. The values for minimum jet radius calculated from the equations are compared with experimental measurements of the minimum jet size in electrostatic spraying of insulators, and good correlation is obtained     

基于最大伪梯度搜索的多样复合形法及其在边坡稳定分析中的应用

摒弃了基本复合形法中最坏点替换策略,在每个顶点及其对应剩余顶点的几何中心点之间构造一个伪梯度,在最大伪梯度值对应的顶点及其剩余顶点的几何中心点的连线上寻找比该顶点有所改善的两个新点分别位于几何中心点的两侧,根据最大复合形中心距准则选择一新点替换掉该顶点构成新复形并不断迭代,形成一种新的复合形法,利用新复合形法对一复杂土坡的最小安全系数进行了搜索,与基本复合形法的比较说明了新复合形法的全局搜索能力.     

改进的差异进化算法求解边坡最小安全系数

利用斜条分和极限分析上限法求解土坡最小安全系数时,所涉及的优化变量个数较常规极限平衡法多一倍,给搜索算法提出了较高要求.针对基本差异进化算法对参数的敏感性且参数不易确定的问题,提出动态和声策略与改进的变异操作算子产生新的个体,形成改进的差异进化算法,在典型算例分析中证明新方法的有效性以及鲁棒性.     

边坡稳定模糊随机可靠度评价及其应用

针对边坡稳定分析中出现的随机性和模糊性问题,提出一种计算模糊随机可靠度的新方法并应用于工程边坡稳定分析。采用简化Bishop法计算边坡稳定的安全系数,并根据计算参数的重要程度,选取部分参数进行模糊随机处理。首次引入正态模糊数来描述所选参数的计算区间并确立安全系数的置信函数,然后根据大量边坡实例的统计结果构造了安全系数的升岭形隶属函数,最终计算获得边坡稳定的模糊随机可靠度评价指标。结果分析表明,传统可靠度分析结果偏于不安全,而利用模糊随机可靠度来评价边坡稳定状况更趋于合理。     

一种无陀螺捷联惯导的九加速度计测姿方法

通过对无陀螺捷联惯导系统的姿态测量原理进行分析,为了从工程安装角度提出一种简易的实现无陀螺捷联惯导的九加速度计安装方式,首先对该九加速度计配置方案的简易性和合理性进行了理论分析.基于捷联惯导原理对这种九加速度计安装方式的计算原理进行了数学推导,详细论述并计算了该无陀螺捷联惯导的实现算法,从而最终得出了该九加速度计配置方式可行的结论.与此同时对该九加速度计无陀螺惯导系统建立了角加速度和线加速度的数学模型,在假设没有随机白噪声和常值误差等测量误差的前提下对其进行了MATLAB仿真,给出了该系统的角速度和角速度误差值从而再次佐证了这种九加速度计的配置方式简易可行.     

边坡滑动面构造的数学函数

在边坡稳定分析中,滑动面的自由度越小,搜索效率越高,但解的空间也变小了,可能难以覆盖真正的临界滑动面;增加顶点、增大自由度会扩大解的空间,但它会降低搜索效率,而且也不利于找到真实解。因此,如何构造滑动面是边坡稳定分析的关键问题之一。该文对滑动面的常用构造方法进行综述,在此基础上提出了构造滑动面的新的方法。包括基于极坐标的方法和基于logistic函数的方法,并且引入了参数方程。在此基础上,给出了滑动面的综合方程。从而把滑动面构造的几何问题转换为已知函数的参数选择问题,有望减少滑动面的自由度以及缩小相关参数的选择区间。