岩石地基弹性模量随机场建模方法研究

提出了一种根据实测数据建立岩石地基弹模随机场的方法。该方法分两步进行:(1)是数据的收集与预处理,也就是随机场自身的建模问题。针对工程中常见的随机场一般是非均匀随机场的实际,预处理部分主要包括去势处理、异常值的检验、均匀性检验和统计参数(如均值、方差及相关距离)的计算等内容;(2)目标随机场的模拟部分,包括随机场的离散及模拟两部分内容。离散采用局部平均法进行,将模拟区域离散成规则的矩形随机场单元,然后进行单元之间的协方差矩阵的计算;模拟部分采用Cholesky分解技术和随机抽样技术获得均匀随机场的样本,然后把趋势分量在各单元的取值相加即得到目标随机场的模拟样本。最后用一工程实例对该方法的实用性和有效性进行了检验。     

工程应用中的动力法抗震计算

动力法是抗震计算分析的重要方法,本文以石门坎水电站引水发电洞进水塔为实例,分别采用动力法中的振型分解反应谱法、时程法对塔体进行有限元计算,分析其在地震荷载作用下的应力和内力,对两种方法的计算结果进行比较,提出抗震设计具体建议。     

地下水环境模拟参数随机场的BP神经网络研究

以地下水环境模拟参数随机场中的离子质量浓度为例,以研究BP神经网络方法(BPNN)应用于地下水环境模拟参数随机场空间变异性的可能性。将所有数据分为独立的训练和检验数据集,用没有参与建模的22组数据进行验证,并用最佳BPNN模型进行区域空间分布预测图的绘制。结果表明:①BPNN方法的插值结果与观测值的相关系数达到0.952,平均偏差为1.438,协方差为14.052,取得了较好的模拟效果,且估值效果明显好于普通克里格法。②从最佳模型区域空间分布预测图来看,该方法能比较客观地刻画地下水环境模拟参数随机场中离子质量浓度的空间分布状况。这一实际应用表明,BPNN方法可以较好地描述地下水环境模拟参数随机场的空间分布规律。     

基于方差-协方差阵的宝林隧洞控制点稳定性分析

为分析水利工程建设中测量控制点稳定性,提出了一种基于方差-协方差阵的坐标较差法稳定性分析方法,并推导了计算模型。以宝林隧洞两期GNSS观测数据为例,经过控制网平差得到控制点坐标及其方差、协方差,采用本文方法给出了计算结果,并与已有坐标较差法进行比对分析。结果表明:已有方法由于未考虑协方差的影响,计算得到的中误差明显大于方差-协方差阵法计算得到的中误差,而且控制点坐标分量间的协方差对中误差的影响甚至可以达到已有坐标较差法的1/3,因而采用所提出的方法进行测量控制点稳定性分析更可靠。     

参数控制反问题的求解及其在坝工渗流中的应用

本文分别应用脉冲谱技术和边界元——优化法对参数控制反问题的解法进行了研究,并用这两种方法反演了坝工渗流中的渗透系数.计算实践表明:脉冲谱技术较适用于非均匀性强的情况;而边界元——优化法则适用于不均匀性分布较规则的情况.这两种方法的共同优点是,若应用于坝工渗流、地下水渗流中反演渗透特性参数,所需附加信息量少,无需大面积的钻孔取样工作,可节省大量投资.     

协方差矩阵上-下三角分解法在区域土壤水盐条件模拟的应用

本文运用协方差矩阵的上-下三角分解法对黄河河套平原上土壤水盐的空间变异性进行了条件模拟，利用55个大网格的规则采样点模拟了小尺度待估点的土壤水盐含量，模拟结果的空间分布趋势、半变异函数以及其统计特征值与普通kriging的相应估计值进行了比较。结果表明，kriging估计结果大大缩小了实测值的变异系数具有明显的平滑效应，为条件模拟的变异系数则接近于实测值，能够很好的保持土壤水盐含量的空间结构；多个条件模拟能给出土壤特性的一个波动范围及极端值。这一效果对改造中低产田、提高灌溉效率和水土资源的监测和管理决策都十分重要。由于协方差矩阵的上-下分解法避免了常用的条件模拟实现法中转向带法和傅立叶转换法的一些缺陷，其理论简单，约束条件少，可将模拟和条件化同时进行。本文的研究说明该方法应用于水土科学是可行的。     

基于快速分解正交变换状态估计算法的坏数据检测与辨识

提出了在快速分解正交变换状态估计算法中检测与辨识坏数据的新方法。该方法成功地将假设检验辨识法(HTI)和量测补偿法的思想应用于基于快速分解状态估计算法的坏数据检测与辨识，用基于对增广的量测雅可比矩阵进行Givens行变换的方法计算和更新残差协方差矩阵，在建立可疑量测集时，考虑有功类量测误差对无功类量测残差的影响和无功类量测误差对有功类量测残差的影响。算例说明，该方法检测与辨识坏数据的能力较强。     

两种土石比评价的基本方法比较——以西南某机场土石比评价为例

在机场建设中土石比计算的两种基本方法为改进平均厚度法与平均断面法,在实际生产应用中,不同的方法计算的同一场地比值不同,结果直接影响工程造价、劳动力、机械设备和施工期限。因此土石比计算准确与否十分重要。以西南某机场为例对工程土石比计算中的改进平均厚度法及平均断面法的基本原理、方法比较分析,结果表明:由于该机场所在地地势高低起伏较大,相对高差较大,坡度较陡,采用平均断面法所计算的工作量非常大,而且容易出错,同时大量的数据容易在计算时带来较大得误差;而改进平均厚度法计算简洁、直观、准确率较高。     

水电站进水塔不同抗震验算方法对比分析

为了对西南地震高烈度区的水工建筑物进行抗震验算,分别采用拟静法和振型分解反应谱法对雅砻江官地水电站进水塔结构进行抗震分析.分析了两种方法下地震惯性力和动水压力计算的差异,并分别对进水塔进行了抗滑与抗倾覆稳定性验算.结果表明,两种方法计算得到的安全系数均符合规范要求,两者抗滑稳定系数相差不大,而抗倾覆稳定系数相差较大,用...     

基于降雨空间变异的潜水运动随机模拟方法Ⅰ——非条件模拟

将降雨视为随机场，考虑降雨入渗补给量与地下水埋深的关系，采用二维稳定-非稳定潜水运动的KLPC模型，分析了降雨的空间变异性对水头均值、方差和协方差的影响，利用变异系数描述了水头、流速和水动力弥散系数的变异程度。结果表明，KLPC算法的随机模型具有优越的计算效率；水头方差随降雨场方差和相关长度的增大而增大；在降雨空间变异的条件下，水头随机场呈现出明显的非平稳特性且具有各向异性结构；在非稳定流中，水头协方差表现出“扩散”和“平移”的特性；水头的变异程度较小，在随机模拟中可以不考虑降雨空间变异对地下水流动的影响；但水头的变异导致了流速和水动力弥散系数强烈的变异性，在溶质运移的随机分析中需要予以充分重视。     

地质灾害危险性区划中不同权重计算方法的对比分析

以云南省怒江黄登水电站为例,基于层次分析法采用四种不同的权重计算方法对黄登水电站库区地质灾害进行危险性评价和对比分析。利用边界确定的实际滑坡及崩塌面对评价结果进行验证,以极高和高危险性级别面积百分比和与该方法下实际地质灾害在极高和高危险性级别下面积百分比和的商值作为判别各算法危险性评价结果准确率指标。通过计算比较,四种权重计算方法的评价结果准确率依次为特征向量法、最小二乘法、算术平均法和几何平均法。对比各判断矩阵不同算法下权重值,发现影响不同算法权重计算结果的根本原因是判断矩阵的一致性水平。     

共轭梯度法在三维复杂流动数值分析中的应用

将多块网格技术运用于三维T型管复杂流场的网格生成，利用不完全乔列斯基预处理共轭梯度，双共轭梯度方法求解N－S方程的离散方程。计算表明上述方法有良好的收敛特性，适合于诸如T型管等复杂流动的分析。     

基于改进AHP定权的优序法在地下水水质评价中的应用

基于三标度提出的改进层次分析法(AHP)降低了传统方法构造判断矩阵的主观性,通过特定的数学变换将判断矩阵转化为一致最优阵避免了繁琐的逻辑一致性检验过程,给出确定权重系数的一种简单计算方法。最后通过实例验证,基于改进AHP定权的优序法计算简单、方便,在地下水水质评价中能够合理地给出各水体样本的污染程度和类别。     

区域蒸散发监测与估算方法研究综述

蒸散发是能量循环与水循环的结合,是陆面生态过程与水文过程的纽带。准确测定与估算区域蒸散发对气候演变研究、水资源规划与管理、农业节水研究、作物产量模拟及环境问题等方面都具有重要的现实意义。近30多年来,随着技术手段的进步,蒸散发的监测和估算取得了重大进展,本文对此进行了分析和评价,总结了测定作物蒸散发的主要方法,包括梯度法、土壤水平衡法、蒸渗仪法、波文比法、涡度相关法和闪烁通量仪法等。估算区域植被或作物蒸散发的主要方法包括区域水量平衡法、彭曼综合法、互补相关法等。本文综述了各种方法的基本原理及优缺点,分析了不同方法反映不同尺度蒸散发的适应性,提出了估算区域蒸发目前存在的问题以及未来的发展前景。     

权重对水质模糊综合评价的影响

权重的计算在水质评价中是一个最为关键的环节，计算权重的方法不同，水质评价结果往往差异很大。现选取了单项评价指标权重法、综合权重法以及熵权法三种不同的权重计算法，分别详述了其计算原理和方法，并在基于这三种权重计算法的基础上采用模糊综合评判法对实例进行分析，最终通过对比得出结论：基于单项评价指标权重法的模糊综合评判法对单个超标因子比较敏感；基于综合权重法和熵权法的模糊综合评判法则综合考虑了各个指标因子对评价结果的影响，能够较全面的反映水质的实际情况，评价结果几乎一致，且相对较好。     

大坝混凝土楔入劈拉试验的并发多尺度区域分解数值模拟

并发多尺度区域分解法应用于复合材料力学性能的多尺度数值试验研究,可在同一有限元模型中分别实现对损伤子区域的高精度细观网格剖分和对线弹性子区域的高效率宏观网格剖分。采用随机骨料模型模拟大坝混凝土细观结构,再结合并发多尺度区域分解法,建立了大坝混凝土的并发多尺度区域分解有限元模型;然后,将模型应用于全级配随机凹凸型骨料试件的楔入劈拉试验数值模拟。计算结果表明:(1)该模型能够重现大坝混凝土楔入劈拉试件的跨尺度破坏过程,计算所得的P_h-CMOD曲线以及宏观裂缝区扩展模式均与已有文献的物理试验结果相符;(2)模型的最终计算规模仅为全细观尺度有限元模型计算规模的43.18%。数值试验模拟结果与物理试验所得结果的一致性说明模型合理,此外,计算规模的减小使得模型的计算效率得到了显著提升。