用SVD算法反演瞬态瑞雷波频散曲线

利用奇异值分解算法对瑞雷波频散曲线进行反演,以提高横波速度的反演精度;引入权重矩阵提高数据分辨率;采用自适应修改阻尼因子提高迭代效果并协调分辨率与解的关系.实测资料试算结果表明用该算法对瞬态瑞雷波频散曲线进行反演,不但具有稳定性好、精度高、分辨能力强的特点,而且能自动分层和反演地层参数.     

基于奇异值分解算法的瑞雷波相速度反演研究

进行瑞雷波相速度反演时,在对其频散曲线的线性化过程中,因误差的引入会导致系数矩阵奇异或近似奇异。为解决此问题,利用奇异值分解算法进行瑞雷波相速度反演,可提高低速软弱夹层的反演精度和可靠性;反演时引入权重矩阵提高了数据分辨率;采用自适应修改阻尼因子以提高迭代效果并协调分辨率与解的关系。实测资料试算结果表明,利用奇异值分解算法对瑞雷波相速度进行反演,不但具有稳定性好、精度高、分辨能力强的特点,而且能自动分层和反演地层参数。     

基于国产卫星多光谱影像的河流水体浊度遥感联合反演研究

基于集合建模思想,在水体光谱特征分析与敏感波段选择基础上,集成多种遥感反演模型优势,构建了河流水体浊度多光谱遥感联合反演模型(Combined Model-BP,CM-BP)。选择汉江中下游典型河段为研究区,利用2012—2013年原位观测数据,以具有较高时间分辨率和空间分辨率的国产卫星数据作为多光谱遥感数据源,测试评估了CM-BP浊度遥感反演模型适用性,并与传统波段组合模型进行精度比较,基于反演结果分析了研究区浊度时空分布特征。结果表明:基于集合建模思想构建的CM-BP模型的反演精度、适应性及稳定性均高于波段组合模型;从光谱分辨率、时空分辨率等角度考虑,环境与灾害监测预报小卫星星座系统、高分一号卫星、资源三号等国产卫星多光谱遥感数据是河流水体水质反演优选数据源;国产卫星遥感数据可以满足河流水体水质高精度、实时性与大尺度等遥感反演需要,为河流水环境监测研究提供数据基础。     

混凝土温升模型与反演分析研究

通过室内试验,结合采用加速遗传算法和混凝土温度场仿真的有限元技术对温升模型中混凝土参数进行反演分析,经多次迭代,最终得出一组参数的最优解和测点的温度变化方程.通过计算值与试验实测值比较,二者吻合程度较好,说明反演得到的参数值可信度较高,反演计算方法精度较高,同时也表明加速遗传算法具有良好的适应性,可进行多参数联合反演.     

海域组合单元水质模型参数时空反演方法研究

将基于人工神经网络的数据驱动模型同水质模型有机结合,考虑模型参数的时域和地域差异性,建立海域组合单元水质模型参数时空反演的新方法:将研究海域划分为若干单元,模拟总时间划分为若干时段,敏感参数在各单元和各时段内独立赋值;通过水质模型计算多参数匹配设计的工况,构建海域内部观测点的解集;以数据驱动模型建立时空、空间、时间和非时空四种反演方式,并分别确立状态变量(污染物浓度)同多个控制变量(模型参数)之间的非线性关系;将实测资料带入关系中,进行模型参数随时域和地域动态变化的组合单元优化反演研究。以渤海海域水质模型多参数匹配反演为例,采用"孪生"实验验证参数组合单元时空反演新方法的可行性,结果表明该方法是有效的。     

抽水试验反演水文地质参数的多线全程加权法

抽水试验是反演场地水文地质参数的重要依据,针对多观测井全程抽水试验的水文地质参数反演问题,提出了描述观测井数据可靠性的权重概念,构建了利用多个观测井的抽水阶段与水位恢复阶段实测数据、反映观测井数据可靠性的多线全程加权法,并利用遗传算法杂交策略改进的杂交粒子群算法,实现了多线全程加权目标函数的最优求解。在此基础上,以南京江北新区现场抽水试验为背景,基于场地水文地质条件概化的越流承压含水层计算模型,反演了场地含水层的导水系数、贮水系数和越流因数,分析了多观测井抽水试验反演水文地质参数问题引入观测井权重的必要性,验证了多线全程加权法反演水文地质参数的合理性,探讨了杂交粒子群算法求解多线全程加权目标函数的有效性。研究表明,多线全程加权法与杂交粒子群算法结合,为利用多观测井现场抽水试验合理反演水文地质参数提供了一条新的途径。     

用瑞雷波反演横波操度计算二维抗压强度剖面

在工程地质勘察中,抗压强度是衡量土层抗压能力的重要质量指标.应用τ~p变换提取地震面波,获取高信噪比的频散曲线;采用奇异值分解算法自动反演横波速度,提高横波速度的反演精度,进而计算二维抗压强度剖面.消除了表面波多道分析法所存在的平均效应,提高了瑞雷波纵、横向分辨率和无损检测精度.用上述方法对某高速公路振冲压碾效果进行了无损检测试验,其结果与钻探和试压分析一致.     

基于模态观测的混凝土坝反演分析

本文研究了使用不完全模态观测数据识别混凝土坝分区弹模的问题，建立了材料参数识别的优化反演模型和求解方法。利用数据误差条件下的不完全模态观测数据，将先验知识作为经验约束引入参数反演计算，在正则化意义下提出了大坝振动参数反演的计算模型。根据已建立的材料参数反演模型，引入具有全局收敛特性的模拟退火-单纯形法进行混凝土坝分区弹模反演求解。数值模拟结果显示，利用结构的一阶不完全模态数据，采用本文方法进行混凝土坝反演计算，即使在数据误差的条件下，仍然可以在一定噪声水平下得到满足工程要求的反演解答。     

海域潮汐模型开边界反演优化方法研究

应用数据驱动模型建立海域潮汐模型开边界条件反演的新方法:分析选择主要分潮作为控制变量并设计计算工况,将海域潮汐模型计算工况结果和控制变量带入数据驱动模型,建立内部观测点潮汐(或潮流)同开边界潮汐之间的关系,利用海域内部的潮汐和潮流观测资料反演开边界条件.以辽东湾海域潮汐模型非耦合与耦合开边界反演验证该方法,通过对反演开边界结果的校验表明耦合开边界反演是有效的,而非耦合开边界反演不具备工程实用性.     

利用多测点混合模型对混凝土坝受冻区坝体弹性模量的反演

位于严寒地区的混凝土坝,由于没有及时做好保温措施,甚至某些早期建造的大坝由于施工条件的限制导致其在浇筑过程中受冻,坝体的参数会受到影响。通过改进一般的单测点混合模型,采用约束弹性模量调整系数范围的优化算法进行拟合计算,选取测量精度较高的测点建立多测点联合反演受冻区弹性模量模型。以某混凝土重力坝为例对坝体受冻区弹性模量进行反演,得到的多测点混合模型拟合的复相关系数在0.98以上,与单测点混合模型反演结果相差不大,验证了方法的合理性。结果证明采用多测点混合模型联合反演法反演大坝受冻区参数是可行的。研究结果可为评价严寒地区大坝坝体受冻区域混凝土强度提供依据。     

用微进化算法反演岩石蠕变模型非定常参数

岩石蠕变模型的参数较多,为得到参数的全局最优解,应用微进化算法（Microevolution Algorithm, MA）对岩石蠕变模型非定常参数进行了反演分析。算法以实测蠕变值与理论计算值之间的最小二乘误差为优化准则函数,直接反演计算蠕变模型参数。计算结果表明,微进化算法可最大限度地利用所有试验数据,避免传统优化算法初始参数选取的困难,且算法简单有效,计算精度高于混沌粒子群优化算法。该方法也可推广应用于其它蠕变模型的参数反演,具有较高的工程应用价值。     

基于均匀设计及神经网络的堆石材料参数反分析

鉴于堆石坝材料参数反演分析问题的复杂性,在BP神经网络反分析的基础上,利用均匀设计理论构造参数样本,结合有限元分析,对水布垭面板堆石坝主、次堆石料的邓肯E-B模型参数进行反演分析。为了验证反演结果的可靠性,再利用反演分析结果,重新进行有限元计算,将计算得到的坝体沉降位移值与实际监测值相比较,结果显示,有限元计算位移值符合大坝变形的基本情况,反分析结果满足精度要求。说明利用均匀设计结合BP神经网络的反分析方法,可以减少堆石坝材料参数反演分析中网络学习的样本数量,提高反分析效率及准确性。     

九龙江河口区悬沙浓度的实测与模型结果对比研究

根据现场观测获取的高分辨率数据,采用3种悬沙浓度模型进行验证、对比,结果显示:与实测结果相比,波浪浓度模型计算结果效果较差,平流与波流联合浓度模型获得了较好的结果;平流、波流联合模型计算的浓度峰值区与实测峰值区有相位差,其主要与海底泥沙持续性侵蚀、床面泥沙供应量以及泥沙的扩散、沉降有关;无量纲分析结果显示,整个观测期间或单个涨、落潮期间无法直接通过无量纲参数Z反演回归现场悬沙浓度,而中、小潮阶段,在切应力到达峰值前,无量纲参数Z与浓度线性相关性较好,利用其反演回归浓度具有一定的可能性;参考浓度Ca的计算对于浓度模型至关重要,为了使浓度模型计算结果更加准确,对参考浓度Ca的计算方法进行改进十分必要.     

用瑞雷波反演横波速度计算二维抗压强度剖面

在工程地质勘察中,抗压强度是衡量土层抗压能力的重要质量指标。应用τ~p变换提取地震面波,获取高信噪比的频散曲线;采用奇异值分解算法自动反演横波速度,提高横波速度的反演精度,进而计算二维抗压强度剖面。消除了表面波多道分析法所存在的平均效应,提高了瑞雷波纵、横向分辨率和无损检测精度。用上述方法对某高速公路振冲压碾效果进行了无损检测试验,其结果与钻探和试压分析一致。     

用瞬态瑞雷波反演横波速度试验研究

在工程地质勘察中,抗压强度是衡量土层抗压能力的重要质量指标.应用τ～p变换提取面波,获取高信噪比的频散曲线,采用SVD算法自动反演横波速度,提高横波速度的计算精度,进而计算二维抗压强度剖面.消除了表面波多道分析法(MASW)所存在的平均效应,提高了瑞雷波纵、横向分辨率和无损检测精度,用上述方法对某高速公路振冲压碾效果进行了无损检测试验,其结果与钻探和试压分析一致.     

河流水质纵向弥散系数的频域反演

本文考虑水质参数随空间变化的特点，建立了河流水质纵向弥散系数反演模型，给出频域反演计算模式.为了检验计算精度，推导出时域数据的频域转换公式，最后给出计算实例.本文提出的参数反问颗模型和分布参数辨识方法不仅适用于河流，也适用于水库和湖泊的分布参数辨识。     

基于GRU-WPA法的重力坝地基力学参数反演分析方法

利用位移实测资料对大坝地基力学参数进行反演时,常规反演算法存在收敛速度慢、精度差等问题。基于GRU神经网络代理模型和狼群算法,提出了一种新的反演方法GRU-WPA法,该方法在保证计算精度情况下能提高计算效率。将此方法应用于某碾压重力坝工程中的地基力学参数的反演,以典型断面中测点的观测数据为依据,反演分析寻优得到地基弹性模量,同时将反演弹性模量的有限元计算位移与实测位移相比较以分析精度,并与常规粒子群算法的反演分析结果进行对比。计算结果表明,GRU-WPA法计算速度更快,反演弹性模量有限元计算位移与实际位移的整体误差更小,表明GRU-WPA法在大坝地基力学参数反演分析中具有良好应用效果。     

高心墙堆石坝瞬变-流变参数解耦反分析方法及变形预测

高心墙堆石坝材料分区较多,且静力模型和流变模型参数均不相同。为了避免二者同时反演时巨大的计算量,并进一步提高反演参数的准确性,更好地分析堆石坝应力变形、进行变形预测,考虑堆石体瞬变和流变参数的解耦关系,对瞬变和流变参数进行解耦反演分析。以瀑布沟心墙堆石坝为例,在参数敏感性分析的基础上,利用堆石坝施工期、第一次满蓄水期、第二次满蓄水期的变形监测资料,以敏感性较强的参数为待反演参数,采用基于基因片段差异度的遗传算法和径向基函数神经网络(RBF)构建反演平台,对瞬变-流变模型参数进行了解耦反演分析。反演结果表明,计算值与实测值在数值和变化规律上总体符合较好,反演结果较为合理可靠。     

基于BP神经网络的温榆河水质参数反演模型研究

为进一步提高内陆水体水质参数遥感反演的准确性,北京市温榆河被选为研究对象,研究选取ETM＋数据和准同步实测水质指标（浊度、BOD;）数据,建立了多个隐含层数目为1的BP神经网络模型,并选出分别针对浊度和BOD5的最佳神经网络模型,利用ETM＋影像的波段组合值反演了浊度和BOD,浓度值。最后将其反演结果与常规多元线性回归模型的反演结果进行精度比较。结果表明：温榆河的水质参数遥感反演为非线性问题,使用BP神经网络方法进行浊度与BOD,两种水质参数反演的结果优于线性回归方法的反演结果。     

邓肯E-B 模型参数敏感性分析

对于覆盖层和大粒径坝料,单纯依靠室内试验难以准确测定其模型参数,近年来联合室内和现场试验反演分析确定本构模型参数的方法日益受到重视。但待反演参数过多时反演结果可能会出现多值问题,因此需要合理选择待反演参数。本文研究了土石坝应力变形计算中位移对邓肯E-B模型参数的敏感性,讨论了影响分析结果的因素,给出了邓肯E-B模型参数的敏感性排序。研究结果可作为选择待反演参数的依据,同时也可为土石坝应力变形分析结果的综合评价提供支持。