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。     

边坡潜在滑动面的包络线分析

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。     

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。     

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。     

黄土边坡输电线路杆塔合理位置分析

随着我国西电东送等输电工程的实施,越来越多的输电线路杆塔需要建立在黄土边坡上。杆塔位置的不同,会对边坡稳定性带来不同的影响。本文结合西宁市黄土地区工程实例,从极限平衡分析和有限元分析两方面阐述了杆塔合理位置的计算过程。同时为了考察边坡形态对杆塔合理位置的影响,通过计算不同坡高和坡度组合下黄土边坡的安全系数,得到杆塔合理位置与坡度、坡高之间的变化规律。     

二维边坡稳定方法的统一计算公式

根据条分法的概念，本文推导出二维边坡稳定分析的统一计算公式。根据不同的计算假定，可以得到相应的刚体极限平衡方法，包括Bishop简化法、Janbu简化法，美国陆军工程师团法、Lowe和Karafiath法、传力系数法、分块极限平衡法、严格Janbu法、Spencer法和Morgen-stern-Price法等。本文的计算公式简单，易于理解，适用于用有限差分求异的各种数值方法，避免了繁琐的求异计算。文中统一采用带线性搜索的高斯牛顿法，通过考题的比较，证明了计算公式的可靠性和正确性，也证实了不论计算假定如何，满足合理性条件和所有平衡条件的安全系数就是合理的，而且它们之间的相对误差应少于5%。     

基于强度折减法的高土石坝三维抗震稳定分析

在边坡稳定性分析中,虽然极限平衡法因为简单易行而广泛使用,但在处理三维稳定问题时还面临很多困难,而有限元强度折减法处理三维问题要方便得多。本文以应用广泛的岩土工程三维数值模拟工具———FLAC3 D为计算平台,以混凝土面板堆石坝和黏土心墙堆石坝两种坝型为研究对象,在强度折减法基础上采用拟静力方法研究高土石坝坝坡在不同坝高、坝坡坡度、地震烈度以及岸坡坡度条件下的稳定安全系数以及最危险滑裂面的位置和形状。计算结果表明,随着坝高的增加、坝坡的变陡、地震烈度的提高以及岸坡坡度的变缓,坝坡的稳定安全系数均降低。安全系数与坝坡坡比近似呈线性关系,与坝高、地震烈度、岸坡坡度等因素呈非线性特性。基于计算结果,文中给出了安全系数与影响因素之间的经验拟合公式。同时发现,地震烈度和岸坡坡度对面板堆石坝的滑裂面位置和形状有较大影响,而地震烈度对心墙堆石坝滑裂面形状和位置的影响较小。     

基于强度折减法的输电杆塔临坡基础边坡稳定性影响因素分析

以实际临坡基础输电杆塔边坡工程为依托,采用强度折减法计算了边坡的安全系数,分析了坡角、基础埋深、坡顶距对边坡稳定的影响,并根据灰关联分析方法研究了各影响参数对边坡稳定性影响的敏感性。结果表明,对边坡安全系数影响程度由大到小的影响因素为坡顶距、坡角、基础埋深。     

基于物质点法模拟分层加筋边坡离心模型试验北大核心CSCD

加筋土边坡的破坏涉及大变形问题,传统的有限元法由于网格畸变带来的数值问题,难以模拟加筋土边坡的破坏。目前关于加筋土边坡破坏的数值模拟研究比较少。物质点法适合模拟大变形的问题。而如何使用物质点法模拟筋材和土的相互作用是一个挑战。本文借鉴杂交物质点有限元法的思路,编写程序模拟了加筋土边坡破坏的离心模型试验。离心试验加速度增加过程中土工布的最大应变、加筋边坡破坏时的滑动面位置、滑体形状模拟结果与试验结果基本一致,边坡最右侧竖向应力模拟值与理论估计值吻合,较好地模拟了加筋边坡的主要特征,验证了方法的可行性,是使用物质点法模拟加筋土大变形问题的一次成功尝试。     

基于有限元强度折减法边坡失稳的数值试验研究

有限元强度折减法经过研究发展已经成为边坡稳定性分析的一种有效数值分析方法。在有限元计算结果的基础上,如何判别边坡达到极限破坏状态已经成为边坡稳定性分析的关键问题。目前,有限元计算是否收敛、特征部位位移是否发生突变以及塑性区是否贯通成为了判别失稳的3种主要判据。利用ANSYS有限元软件,对2个典型算例,按照3种判据分别进行稳定分析,并与极限平衡法进行对比,得出3种判据的适用性,从而说明强度折减法的可行性。     

几种概率电压稳定分析方法计算误差的对比分析

对电力系统进行电压稳定研究时,为了考虑负荷的随机变化和大规模风电并网引入的发电机出力变化,多种概率电压稳定分析方法先后被提出。分析比较了概率直接法、两点估计法和随机响应面法三种概率电压稳定分析方法的计算误差和计算效率。首先对各种计算方法的原理和步骤进行研究,并找出了可能影响计算误差的因素:负荷随机变量的标准差、风电场风速相关性和负荷随机变量的分布形式。然后在39节点算例系统上进行仿真计算。以蒙特卡洛方法的结果作为参考,比较了各种方法的计算误差和计算效率。分析了负荷随机变量标准差、风电场风速相关性和负荷随机变量分布形式不同,对各种方法计算误差的影响。计算结果表明,随机响应面法计算误差最小,而概率直接法用时最少。     

基于灵敏度分析的综合能源系统运行安全性的研究

基于电-气互联综合能源系统子系统间的灵敏度矩阵,探究了电-气能源子系统间的交互耦合机理,提出一种提升综合能源系统运行安全性的改善措施。首先构建电-气耦合的综合能源系统模型,采用基于扩展牛顿-拉夫逊法的交替求解法求解该综合能源系统的多能流方程;在此基础上,借助综合能源系统灵敏度分析方法计算电压幅值-燃气负荷灵敏度矩阵和天然气系统节点压力-电力系统节点有功灵敏度矩阵,定量描述电、气系统间交互耦合作用机理;然后,通过灵敏度矩阵辨识与薄弱节点密切相关的关键环节,研究提升综合能源系统运行安全性的相关措施。最后,通过IEEE 24节点和比利时20节点天然气系统耦合的IEGES-24系统算例对所提方法进行分析、验证,结果表明所提方法可应用于综合能源系统交互耦合机理揭示和运行安全性分析。     

Magnetic field analysis by the edge element FEM

Several useful techniques are presented for magnetic field analysis by the edge element FEM. The relations of nodal, edge, and facet shape functions are visualized as important properties using the differential operators of gradient and rotation. These shape functions and the rotation of edge shape functions are presented for tetrahedral, prismatic, pyramidal, and hexahedral elements. Furthermore, the method of determining coil current distributions satisfied with conservation of current is shown using a current vector potential and a surface tree gauge condition for open‐loop coils and closed loop coils. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 154(1): 59–65, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20168     

Validation of power system non-linear modal analysis methods

The validity of two power system non-linear modal analysis methods, i.e. normal form method and modal series method, are investigated in this work. The second-order participation factors are derived for modal series method and qualitatively compared with that of normal form method. To evaluate the validity of analysis methods, a valid region that satisfies certain error index is defined. The test results of a two-area four-generator power system show that the valid regions of both modal series method and linear modal method are not affected by second-order resonance condition, while that of normal form method is affected significantly. It is found that as the system stress increases, the error index and its growing speed of modal series method are the smallest, and that of normal form method take second place. A non-linearity index for normal form method is defined based on the original index and its validity is verified by the case studies using the same test system.     

110kV电力电缆故障定位及分析

随着城市建设的高速发展,电力电缆在各行各业都得到广泛的应用,但其故障率也逐年增加。文中以110 kV XLPE(交联聚乙烯)海底电缆故障及其修复过程为例,从电缆故障定位的基本原理出发,介绍利用回波法、二次脉冲法等方法检测电缆故障的全过程,分析故障定位过程中出现的问题,并通过现场试验进行了验证,证明了推论的准确性。     

基于综合分析方法的变压器故障诊断技术与软件开发

针对当前单一的分析方法难以全面诊断变压器各种可能存在的故障类型,采用综合分析方法进行变压器故障诊断。研发变压器光谱气体采集和分析系统,得到各种气体含量;进而采用改良三比值法、大卫三角形法和立方体图示法三种综合方法进行变压器故障诊断。开发了基于综合分析方法的变压器诊断分析软件。该故障诊断软件包含运行状态、历史数据、谱图和数据与诊断四大功能模块。现场应用证明了基于综合分析方法的变压器故障诊断技术的有效性。     

变压器绕组变形的综合分析方法

气相色谱法、频响法及短路阻抗法是测试变压器绕组是否变形的重要手段,但单一的试验方法和试验数据对判断绕组变形存在一定的局限性。结合现场实际,提出应用色谱法进行检测后,再结合频响法和短路阻抗法进行分析的综合方法。应用结果表明:变压器绕组变形的综合分析方法能够有效、准确判断绕组的状态。     

税收筹划的会计分析

为了保证企业经营活动和有关行为的合法性,减少税收支出,降低税收成本,阐述了税基式、税率式和税额式税收筹划的特点和计算方法,以便于企业低税率税收策划,享受税收优惠政策,减轻税收负担.     

电源规划中的可靠性分析

采用解析法对电源规划中的可靠性进行了分析，为电源规划和检修安排提供了重要的参考依据，电源规划中的可靠性是对发电容量是否满足负荷需求进行判断。因此建立了相应的容量模型和负荷模型，当考虑检修计划时，利用减机组算法修改容量模型，由于互联系统支援可以大大提高系统的可靠性，考虑系统相互支援以及联络线容量，建立了等效支援系统模型，利用并联算法将容量模型、负荷模型，等效支援系统模型合并，形成最终的综合模型，从综合模型中可得到5个可靠性指标：电力不足概率LOLP（Lack of Load Probadility)，电力不足时间期望LOLE（Lack of Load Expectation)，电量不足期望值EENS（Energy Expectation Not Served)，电力不足频率LOLF（Lack of Load Frequency)，电力不足持续时间D（Duration)。根据解析法已编制程序，并投入了实际应用，应用中证明算法设计的合理性。     

电磁场分析中大型实稀疏对称方程组的新的预处理解法

针对电磁场分析中的大型稀疏对称线性方程组，给出一种新的预处理解法－带有松弛因子的修改型不完全因子分解共轭梯度法（RMICCG法）。适当松弛因子，RMICCG法具有较快的渐进收敛速度、较好的计算稳定性和较广泛的适用范围。数值例子表明，RMICCG法比常规ICCG法减少30％以上的迭代次数和计算时间。