基于高斯混合模型的列车随机振动加速度响应最大值分布统计分析

为可靠地评估列车运行的安全性与平稳性,基于多体动力学理论和概率统计方法,对随机轨道不平顺激励作用下列车加速度响应最大值的分布规律进行分析。采用多体动力学软件Simpack建立列车轨道耦合模型,通过三角级数法模拟得到轨道不平顺作为随机输入激励,基于Monte-Carlo方法计算得到列车在行驶过程中加速度响应的样本序列。将列车加速度响应样本序列的最大值作为随机变量进行统计分析,通过构建基于高斯混合模型的列车振动加速度响应最大值的概率密度分布函数,并结合期望最大化算法对概率模型参数进行最大似然估计,从而对列车加速度响应最大值分布的统计规律以及响应样本数量的选取开展研究。结果表明:采用高斯混合模型能有效地拟合列车加速度响应最大值的分布规律;此外,随着车速的增加,列车加速度响应最大值分布的离散性增强。     

土钉受力分析

对土钉进行模型试验和现场监测,结果表明,随着开挖深度的增加,土钉受力逐渐在某个位置形成最大值,并向两侧逐渐减小,而且最大值位置不断向远离面层的方向移动。     

一类线性二次正倒向随机最优控制问题

研究了一类特殊的线性正倒向随机控制系统的最优控制问题,通过运用最大值原理来解决所给出的线性二次随机最优控制问题,从而获得线性二次指标泛函下的控制的显示形式,并验证了控制的显示表达式是最优控制并且唯一。     

花岗岩球砾法向恢复系数试验研究

 法向恢复系数是岩崩块石运动分析的关键参数,其取值直接决定了块石的运动轨迹。为了严格测定花岗岩球砾碰撞的法向恢复系数,分析其影响因素,试验采用自行设计的碰撞试验装置和声频采样技术,精确测定花岗岩球砾碰撞的法向恢复系数,研究球砾大小、碰撞速度、含水状态和板的弹性特性4个因素对恢复系数的影响;并基于弹性接触理论推导出碰撞过程的最大接触应力 、碰撞起裂速度 和碰撞损伤速度vcd,构造接触应力割线变化率 来描述碰撞过程的率相关,分析碰撞法向恢复系数的尺寸效应和速率效应,对碰撞过程耗能机制进行探讨。试验结果表明：花岗岩球砾法向恢复系数存在明显的尺寸效应,低速下更加显著;法向恢复系数的速率效应同样较明显,并且速率效应受球砾尺寸和板的弹性特性影响,呈现较强的相关性;球砾大小和速度相同时,等效弹性模量E?越大,法向恢复系数越小;含水状态对法向恢复系数影响不大。理论分析表明： 和 为控制法向恢复系数变化规律的内在因素;尺寸和速度均是通过改变 和 使法向恢复系数呈现复杂的尺寸效应和速率效应。     

协同滑坡预测预报模型的改进及其应用

由于原始协同模型中将第一个数据点作为已知条件缺乏足够的论证,可能导致预测预报精度较低,故对原始协同模型进行了改进,推导了改进的协同模型位移预测值和滑坡发生时间预报值的计算公式;另外,根据原始协同模型中以速度最大值作为滑坡时间预报判据缺乏合理性,以加速度最大值作为预报判据更加符合滑坡力学机制的结论,推导了协同模型加速度最大值预报判据预报值的计算公式。基于推导的公式,编写了Matlab程序进行计算,一些滑坡实例的协同模型预测预报结果表明：①与原始协同模型的预测预报结果相比,改进模型的位移预测精度更高、预报的滑坡发生时间更早,且更接近于滑坡实际发生时间;②对于速度和加速度最大值两种不同判据的滑坡时间预报结果,加速度最大值判据的预报时间早于速度最大值判据的预报时间,且其预报准确度较高;③改进的模型加速度最大值判据的预报时间较准确,且稍早于滑坡实际发生时间,故能起到提前预报的作用。因此,改进协同模型优于原始模型,加速度最大值判据优于速度最大值判据,用改进模型加速度最大值判据进行预报是可行的,且预报效果较好。     

具有随机几何缺陷的大跨度单层球面网壳稳定性分析

网壳结构的稳定性是单层网壳结构设计中的关键问题。采用改进随机缺陷法对一大跨度K8型单层球面网壳进行随机缺陷稳定性分析,并研究非线性（几何非线性、材料非线性）、缺陷最大值等因素对单层网壳承载能力和临界荷载分布规律及其统计参数的影响。结果表明,单层球面网壳的临界荷载对曲面形状的安装偏差非常敏感,初始几何缺陷的影响非常大。缺陷最大值的增大将会使样本的最大值、最小值、均值及设计临界荷载显著下降,缺陷最大值对样本均方差的影响较复杂。材料非线性对大跨度单层球面网壳极限承载力的影响比较显著和复杂,对同一样本的影响有规律可循,但在不同样本之间没有必然的联系,在单层网壳结构设计中进行弹塑性稳定性分析是非常必要的。     

落石碰撞恢复系数的现场试验与数值计算

 为研究落石碰撞恢复系数的特征及影响因素,开展野外落石碰撞试验,利用FASTCAM SA1.1 高速摄像系统及配套软件Motion Plus解析获得落石碰撞前、后的速度,并求得法向和切向碰撞恢复系数。进而利用ANSYS/LS-DYNA软件对部分试验进行仿真分析,数值模拟结果与试验结果吻合较好。研究表明：(1) 地面岩土体从基岩、碎屑堆积层至松散碎石土,法向碰撞恢复系数逐渐减小,切向碰撞恢复系数则逐渐增加;(2) 法向碰撞恢复系数几乎不受落石边长、入射速度和入射角影响,仅与地面岩土体物理力学性质有关;(3) 切向碰撞恢复系数不受落石边长的影响,但随入射速度的增加而递增,随入射角的增加而递减。     

稀疏测点条件下的结构法向速度重建

为了实现稀疏测点条件下结构表面法向速度的准确重建,利用声辐射模态包含结构表面几何形状信息的性质,以声辐射模态作为基函数提出了一种稀疏测点条件下的结构法向振速重建方法。首先对结构表面的声辐射模态进行计算,并建立结构表面法向振动速度与声辐射模态之间的关系;在此基础上,由实际布置情况形成测点位置处的振速与其声辐射模态值的关系,并通过最小二乘法求得展开系数;最后由展开系数重建出结构表面的全部法向振速。利用两端封闭的双层钢质圆柱壳体在消声水池中进行了试验验证,分别开启激振器和转子台进行激励,两个试验的结果均表明,当测点数目较少时,所测的结果不能准确地表示结构的实际振动情况,在波数域内就表现为与振动相关的波数成份的丢失;利用所提出的方法,可以较为准确地重建和恢复结构的表面法向速度及其波数成份,由此验证了所提出方法的有效性。     

粘钢加固开洞剪力墙静力性能分析

采用粘钢加固法对钢筋混凝土开洞剪力墙进行加固,并利用有限元软件ANSYS建立了加固前和加固后开洞剪力墙的有限元模型,对模型进行静力性能对比分析,结果表明:粘钢加固法能有效的提高开洞剪力墙的开裂荷载和屈服荷载;在相同荷载作用下,加固后的剪力墙裂缝数量明显减少,等效应力最大值也有所减小;加固前开洞剪力墙的位移随着荷载增加而增大较快,加固后增大速度有所减小;总体来说,加固效果明显,加固方法可行有效。     

喷气涡流纺喷嘴流场的粒子图像测速法测试及分析

为对喷气涡流纺喷嘴中气流流动特性的数值模拟结果进行验证,为喷嘴的设计提供指导,采用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术,对喷气涡流纺喷嘴内的高速旋转流场进行了实验测试。考虑到流场速度高且分布不均匀,采用马赫数相似准则进行测试的难度较大,实验中以水为流动介质,对喷嘴原型和模型采用了雷诺数相似准则,测试了喷嘴模型中不同截面内的旋流的分布特性与流动速度,并与数值模拟结果进行了对比。研究发现:在喷射孔出口截面附近,旋流存在较高的强度,切向速度在近管轴附近的区域内具有较小的数值,且变化幅度很小;随着径向位置向涡流管壁面靠近,切向速度迅速增大并达到最大值,但旋流速度沿轴向向下游逐渐减小;尽管由于实验中未考虑流动的可压缩性,使得实验与数值模拟获得的速度存在一定的差异,但两者所获得的喷嘴内的流动特性与速度分布规律是一致的。结果表明粒子图像测速技术可以用来定性研究喷气涡流纺纱喷嘴中的流场特性。     

温度作用设计中气象参数代表值的确定

在结构温度作用计算中需气象参数作为其边界条件,主要有日照辐射、气温日较差、风速这三个参数。根据上述环境气象参数的变化规律,在对上海地区最近30年的气象资料分析的基础上,确定了太阳辐射日最大值、夏季最大气温日较差、年最大气温日较差的概率分布接近极值I型分布,日平均风速最小值的概率分布接近正态分布。根据概率分布模型,可得到对应于不同重现期的气象参数代表值。本文所提出的方法使得结构温度作用计算中边界条件的确定建立在概率统计分析的基础上,从而使结构温度作用的计算与工程结构可靠度设计方法相协调。     

Regional analysis of the annual maximum daily rainfall in the province of Malaga (southern Spain) using the principal component analysis

The flood and drought cycles suffered of old by the province of Malaga, the variability in the distribution of rainfall throughout the province and the reduced length of the data series make it of interest to carry out a regional analysis (RA) of the yearly maximum daily precipitation data to obtain appropriate rainfall quantiles. By taking these maximum precipitations values from 72 weather stations, and their physiographic parameters latitude and altitude, four regions with similar rainfall patterns have been determined by the principal component analysis statistical technique. Then, carrying out an RA of the yearly maximum daily precipitations for each of the regions discriminated, it was observed that three of them were homogeneous for the parameter being studied. In those homogeneous regions that grouped data of different stations but close rainfall pattern, frequency curves could be calculated for several return periods by means of the functions that best fit the data of each region. With these regional curves, it has been possible to obtain more accurate values of the maximum daily quantiles for each of the stations analysed than through the conventional local frequency analysis.     

阻塞效应下隧道火灾顶棚最高温度的实验分析

隧道火灾时拱顶最高烟气温度的预测对于隧道防火安全设计具有很重要的意义。通过1/10隧道火灾缩尺模型实验得到了不同火源热释放率、不同通风速度下隧道顶棚最高温度测试值,并与现有的温度模型预测值进行了对比,发现现有模型对于无风及风速较小的情况,或多或少存在缺陷。另外在实际情况中车辆通常占据一部分的隧道断面积,所形成的阻塞效应不可忽略。为此,进行了不同阻塞比情况下的实验,发现现有的温度模型与不同阻塞比下的实验数据相差较大。最后,基于本文实验数据对Kurioka温度模型进行了修正,所提出的修正模型与已有的其他实验数据吻合也较好。     

后张预应力混凝土靠船桩抗裂性能试验研究

通过四根后张预应力混凝土靠船桩的试验,并结合有限元分析计算,研究了张拉控制应力、混凝土强度、配筋率等对靠船桩的裂缝形态、裂缝闭合性能的影响。结果表明,采用高强度材料的预应力混凝土靠船桩作为码头的防冲设施是经济可行的,良好的裂缝闭合性能有助于提高靠船桩的耐久性。在试验和理论分析计算的基础上,对预应力混凝土靠船桩的张拉控制应力、混凝土强度等提出了设计建议。     

非洲西北部地区港口发展动态分析

摩洛哥的丹吉尔-地中海港自2008年运营以来,对非洲西北部地区的集装箱运输市场产生了极强的刺激作用,激发了本国及附近改善停泊条件的热潮。本文简单分析了非洲西北部地区几个主要港口发展状况。     

对岩体完整性指数计算中岩块波速的几点思考

对岩体完整性指数计算公式中的岩块压缩波速的测试和代表值进行探讨后认为:岩体完整性指数计算的岩体和岩块应针对同岩性的同岩组单元;工程中必须通过数理统计方法寻找岩块波速的代表值才有实际工程意义,把岩块波速最大值当成新鲜完整岩石的压缩波速值是不合理的;选取算术平均值、最大平均值、最小平均值、众值、中值及标准值之一作为岩块波速代表值时,应根据测试数据的频率分布特征进行具体分析才更加合理可靠。     

山区排水管道的设计流速探讨

我国《室外排水设计规范》规定室外金属排水管道最大设计流速为10m／s，非金属管道为5m／s，然而在实际工程中可以找到一些超过这个规定并且运行良好的工程实例，为此对该规定进行了探讨，并在调研分析的基础上建议提高室外排水管道最大设计流速。     

超大断面水平隧道纵向通风临界风速CFD分析

首先介绍了临界风速研究的基本思路及国内外主要研究成果.结合国内某长大公路隧道设计,建立一长300m、水力高度10.64m的水平隧道模型,通过CFD模拟确定超大断面隧道临界风速的影响因子及相应的准则关联式.模拟表明:与火灾热释放速率相比,环境温度的影响可以忽略不计;与Atkinson(模型试验)及Buxton(大尺度试验)相似,临界风速随热释放速率的变化分为两个区域,与低热释放速率时不同,一旦热释放速率超过40MW,临界风速的变化明显趋于缓慢.     

Dispersion of pollutants in channels with non-uniform velocity distribution

The concentration distribution of a pollutant arising from an instantaneous point source in a two dimensional water channel with non-uniform velocity distribution has been obtained by employing Gill's method to solve the convection-diffusion equation. The solution is illustrated by plotting equi-concentration curves for three positions of the flow velocity maximum of the stream while the pollutant source position is held fixed. It is found that the position of the maximum has a great influence on the concentration distribution of the pollutant particularly in the transverse direction. A velocity profile is proposed for fitting experimental flow data and procedures for fitting are outlined.     

Modified scaled distance regression analysis approach for prediction of blast-induced ground vibration in multi-hole blasting

The blast-induced ground vibration prediction using scaled distance regression analysis is one of the most popular methods employed by engineers for many decades. It uses the maximum charge per delay and distance of monitoring as the major factors for predicting the peak particle velocity (PPV). It is established that the PPV is caused by the maximum charge per delay which varies with the distance of monitoring and site geology. While conducting a production blasting, the waves induced by blasting of different holes interfere destructively with each other, which may result in higher PPV than the predicted value with scaled distance regression analysis. This phenomenon of interference/superimposition of waves is not considered while using scaled distance regression analysis. In this paper, an attempt has been made to compare the predicted values of blast-induced ground vibration using multi-hole trial blasting with single-hole blasting in an opencast coal mine under the same geological condition. Further, the modified prediction equation for the multi-hole trial blasting was obtained using single-hole regression analysis. The error between predicted and actual values of multi-hole blast-induced ground vibration was found to be reduced by 8.5%.