深部岩体变形的混沌预测方法

论述深部岩体变形行为及其围岩稳定性分析中应用混沌方法;同时,根据岩体工程的观测位移时间序列,基于相空间重构,给出了最大Lyapunov特征指数的计算步骤,并给出了岩体位移时序的线性和非线性两种混沌预报模式。据此,建立了岩体工程位移观测数据的混沌预测方法。对玲珑金矿255m水平主运巷的塌陷情况进行了算例分析。首先,对于主运旧巷断面的收敛位移观测序列,采用插值方法对其进行了预处理,以获得等间隔的位移序列;然后,对该位移序列,利用上述混沌分析方法,获得其最大Lyapunov特征指数为0.05;分别采用近邻等距法和最大Lyapunov指数预报模式,对位移序列进行了预测。与观测位移相比较,位移预测结果比较理想。     

基于最大Lyapunov指数的变形预测模式研究

变形危害巨大,变形监测与变形预测则成为必然,由于变形的过程受到地质、水文、地震和人类工程活动等因素的影响,可视为一种具有混沌特征的动力系统。故本文以混沌理论为基础,提出了基于最大Lyapunov指数的变形观测模式,并利用工程实例进行了分析研究。研究表明,变形监测时间序列中的最大Lyapunov指数均大于0,根据混沌理论,可判断变形序列存在混沌现象,同时预测的结果显示,基于混沌时间序列的最大Lyapunov指数法的预测具有较高的精度,故研究成果具有的一定的理论和应用价值,为变形预测提供了新途径。     

城市用水量的混沌特性与预测

采用混沌理论对城市用水量时间序列的混沌特性进行了判定。基于最大Lyapunov指数法,提出了城市用水量短期预测的模型以及多步预测的步骤。实例研究表明,基于最大Lya-punov指数法的预测结果明显好于BP神经网络法,在计算得出的最大可预测时间尺度内预测精度较高,而在最大可预测时间尺度外的预测精度大为下降。     

地下厂房围岩位移混沌动力学特征研究

 以小湾水电站地下厂房围岩不同监测断面的多点监测位移为例,运用功率谱分析方法,改进G-P方法提取关联维数D,综合分析G-P法、C-C法和复自相关法得到合适的m,t 值重构相空间,计算最大Lyapunov指数,研究地下厂房围岩位移的混沌动力学特征。研究表明,主厂房围岩顶拱部位的多点位移和拱座在30 m深度处的位移不具有混沌特性,而拱座在2,7和15 m深度的监测位移和边墙部位的多点位移,各施工支洞和排水洞获得的超前监测多点位移都具有混沌动力学特征,同时得到表征其混沌动力学特征的功率谱图,关联维数D大于0,最大Lyapunov指数大于0。对具有混沌特性的监测位移,可以利用基于混沌时间序列的多种方法对位移进行预报,为地下厂房系统围岩位移预报提供新的实用方法。     

软岩巷道变形的混沌研究

试验得出了软质页岩最大屈服应变,对软岩巷道变形进行了监测,用混沌理论研究了软岩巷道变形规律.根据监测数据,分别计算了巷道顶部和侧帮变形的分形维数和最大Lyapunov指数,并用Lyapunov指数法预测了软岩巷道的后期变形.研究结果表明:软岩变形具有混沌特性,混沌理论能较好地反映软岩巷道的变形与破坏特征;用重构相空间方法,能充分揭示软岩巷道变形与能量释放规律,据此可确定二次复喷时间;软岩巷道变形在相空间相邻点的距离以指数形式发展,当岩体变形达到最大屈服应变时便产生破坏,以此便可预测和分析巷道的稳定性.     

引入混沌理论的混凝土中氯离子传输机理研究

氯离子在混凝土中的传输过程本质上是一个非线性的动力学系统,而目前的研究还基本停留在线性阶段。为此。首次将混沌理论引入该问题的研究之中,并提出了该系统最大Lyapunov指数λ1的计算方法和基于λ1的氯离子浓度预报模式。     

滑坡位移最大Lyapunov指数及其在滑坡预报中的应用

根据混沌理论,对滑坡在失稳过程的位移变量所具有的混沌特性以及突变性进行了深入的研究和分析,以新滩滑坡为例,计算滑坡位移失稳过程的最大Lyapunov指数,结果表明增量位移时序最大Lyapunov指数在滑坡失稳过程中出现明显增加的突变规律,且其突变时间与滑坡失稳时间相吻合,说明了滑坡位移最大Lyapunov指数是评估滑坡稳定性的一种有效混沌特性参数。     

季节性指数平滑法在地下水位预报中的应用

本文讨论了季节性指数平滑法在地下水位预报中的应用。实例计算表明, 此法用于地下水位的中短期预报时具有较高的精度。     

基于物理量参数的贵州省雷电潜势预报研究

本研究利用贵阳站2020年1～10月逐日探空资料，计算了74个物理量参数。在物理量参数与闪电活动次数、雷暴活动事件相关系数的显著性检验基础上，选定了具有预报意义的16个物理量参数，采取累计概率极差法统计样本值域分布，确定其单一指标判定范围，单一物理量判定雷暴活动命中率均达到70%;应用逐步回归建立雷暴潜势预报方程，选定了瑞士第二雷暴指数(SWISS12)、抬升指数(LI)、最大抬升指数(BLI)、修正杰弗逊指数(TMJ)、修正K指数(mK)、整层比湿积分(IntegralQ)5个物理参量，生成预测模型达到极其显著水平；通过ROC曲线和ISO精度线确定预报模型的概率阈值为0.47,雷电潜势预报的命中率POD为83.5%,虚假警报率FAR为20.4%,临界成功指数CSI为68.8%,准确率较高，雷电潜势预报具有较好的预报能力。     

基于Lyapunov指数改进算法的边坡位移预测

给出了一种最大Lyapunov指数的改进算法,这种改进算法不仅对小数据序列可靠,而且计算量小,相对容易操作。通过对边坡位移历史数据序列进行特征分析,计算出最大Lyapunov指数,并利用最大yapunov指数的一维模式进行边坡位移预测。这种改进的方法比已有的研究方法更可靠,而且操作起来比较方便。通过对三峡升船机高边坡和新滩滑坡实际位移数据进行预测,结果令人满意。