基于连续蚁群算法和小波支持向量机的位移反分析

提出一种基于连续蚁群算法和小波支持向量机的位移反分析模型。一方面利用具有良好时域、频域分辨能力和非线性学习功能的小波支持向量机建立反演参数和位移之间的非线性关系,避免了大量的数值计算,提高了预测精度;另一方面利用全局优化的连续蚁群算法代替传统的优化算法,避免优化过程中目标函数陷入局部最优,提高了反演的精度。应用该模型对三峡工程永久船闸高边坡4种介质弹性模量进行位移反分析,并利用反演所得参数进行监测点位移预测,计算值与监测值吻合较好,表明该方法适合解决具有非线性和不确定特性的岩土工程问题,在位移反分析中具有良好的实际应用价值。     

基于粒子群优化BP神经网络的隧道围岩位移反演分析

针对无锡惠山隧道岩体破碎、围岩稳定性差等特点,基于长期现场监测变形位移数据,借助粒子群算法的参数优化功能,利用Matlab神经网络工具箱编制了优化PSO—BP隧道位移反分析系统。PSO—BP系统利用正交试验设计和有限元方法获得学习样本,再通过粒子群算法搜索最优的神经网络模型参数。用BP神经网络模型建立待反参数与实测位移之间的非线性映射关系,最后用粒子群算法从全局空间上搜索最优反演参数。克服了普通智能优化算法收敛速度慢、正分析计算量大等缺陷,具有全局优化特性。将模型应用于惠山隧道Ⅳ级围岩断面ZK6+485的反分析中,计算结果与实测值对比表明采用PSO—BP预测模型进行隧道位移预测是可行的。     

相对位移反分析法在隧洞工程中的应用

围岩参数位移反分析中常常因为时空效应导致计算失真，采用相对位移反分析法可以有效地解决时空效应引起的岩石蠕变对反分析结果的影响。通过实际工程隧洞开挖施工过程中的洞壁位移监测结果，利用相对位移反分析法研究围岩参数，为设计提供参考。     

基于粒子群算法的地铁隧道支护荷载反演分析

针对地铁区间隧道支护结构在施工期的安全性问题,结合地下结构变形监测和位移反分析技术,对隧道支护结构荷载的反演问题进行了探讨。研究了适合地铁隧道支护荷载反演分析的基础信息和荷载函数形式,并将粒子群算法引入到支护荷载的位移反分析求解中。算例表明,采用粒子群算法结合有限元技术将有效提高支护荷载反演分析计算的效率,可为隧道结构的信息化设计和施工提供参考。     

构皮滩枢纽软岩围岩粘弹性位移反分析研究

 利用粘弹性有限元位移反分析方法对洞室围岩粘弹性变形参数及地应力条件进行了分析，并与岩体现场变形试验及地应力测量结果进行了比较。在位移反分析计算模型中，根据洞室围岩位移观测的实际情况，分别考虑了仪器埋设断面测点的设置时间和开挖工作面推进过程中的影响。通过围岩变形观测资料， 对位移反分析所涉及的某些问题进行了讨论。     

大型地下工程围岩力学参数反分析方法研究

基于实时位移监测数据的大型地下工程围岩力学参数反分析理论是实现工程动态反馈优化设计的基本手段。将小波理论与传统BP神经网络结合形成小波神经网络,提高了映射系统的非线性泛化能力;利用均匀设计方法确定围岩待反演物理力学参数组合,并通过有限元正分析计算围岩在相应参数下的理论变形位移,形成网络训练样本集;将小波神经网络作为反分析的人工智能学习算法,映射围岩变形理论位移和力学参数之间的非线性关系;将现场监测位移输入到训练好的网络,计算围岩力学参数的反演值。工程实例验证表明,与传统理论相比,该理论可大大提升反分析的效率和准确性。     

逐次正交设计优化法

 采用对岩体和岩性诸参数，包括其抗剪强度指标C、φ值进行弹塑性位移反分析的逐次优化法，在工程实际中得出了非线性逆问题的唯一解。在此基础上，引入正交设计的思想构造的逐次正交设计优化法，特别适用于实际大型非线性位移反分析计算。用该方法对李家峡水电站地下厂房附近的初始地应力场及岩体力学参数进行了位移反分析计算，不仅取得了与实测值相吻合的结果，而且与前一种方法相比明显缩短了计算时间。     

地下洞室围岩位移曲线的特性及位移反分析法

本文通过对线弹性模型、弹塑性模型及双介质模型的分析,讨论了地下洞室围岩变形的特性,提出了一种新的位移反分析方法——双介质模型位移反分析法。此法将地下洞室围岩分为低弹模区和高弹模区进行位移反分析,能使实测位移和计算位移相吻合。     

改进布谷鸟算法在大坝弹性模量反演中的应用

反分析可以得到大坝的真实材料参数,为工程设计提供借鉴,近年来,人工智能理论逐步应用于观测资料反演领域。利用粒子群算法的学习机制,对布谷鸟算法求解过程进行优化,将大坝和坝基弹性模量作为算法的待解值,以位移差值的平方和作为目标函数建立目标优化问题。将二维有限元模型的位移计算值作为标准值,对比分析改进布谷鸟算法和布谷鸟算法在参数反演中的表现。分析结果表明,相同计算条件下,改进布谷鸟算法收敛更快、误差更小、计算性能更优。     

三峡工程库岸重点滑坡稳定性监测及分析

本文首先概述了60年代以来对长江三峡工程库岸滑坡稳定性作过的大量监测和分析工作。包括现场岩石抗剪强度、位移、应力试验和监测;稳定性计算分析、位移反分析和卫星遥测技术应用的研究等。然后着重介绍了黄腊石滑坡的深部位移监测以及在1991年渡汛期间所起的重要作用。简述了新滩滑坡位移反分析的方法、稳定性评价和它在发展位移反分析方法上的意义。     

锦屏一级拱坝黏弹性工作性态反演分析

针对锦屏一级拱坝历年1 880 m高水位稳定期坝体向下游侧位移持续增大的异常变形性态,基于现场位移监测数据和坝体混凝土徐变试验数据,对该拱坝当前运行性态进行了反演分析。结果表明:坝体目前处于黏弹性工作状态,监测发现的短期趋势性变形是由水压荷载作用下黏弹性滞后变形效应和年周期环境温降效应所共同引起。混凝土黏弹性力学参数之间具有较好的线性关系,基于弹性水压分量反演得到的坝体混凝土弹性模量实际是瞬时弹性模量与延迟弹性模量的等效值,对于锦屏一级拱坝,该反演值为35.5 GPa,与前期反演值和试验值较为接近;而基于黏弹性水压分量反演得到的广义Kelvin模型中瞬时弹性模量、2延迟弹性模量和2黏滞系数分别为47.3 GPa、189.4 GPa、132.3 GPa、383.8 GPa·d和20 574.6 GPa·d。建议今后对锦屏一级拱坝建立变形监控模型时,应在HST模型中引入黏弹性滞后水压分量。     

天然滑坡的位移反分析

 本文提出了天然滑坡应用决定论模型的思想和有限单元法进行位移反分析的新方法。考虑的环境量主要为地下水位和江水位,效应量为钻孔倾斜仪测得的位移。为了使利用线弹性理论成为可能,从位移中挑选出以弹性为主要部分的卸荷回弹位移作为我们研究的对象。在采用直接法求出了滑坡体的等效弹性模量以后,用该弹性模量和有限元法进行了稳定性计算。等效弹性模量与试验值较一致;有限元法计算的稳定性安全系数与用沙尔玛法计算的接近。     

刚性承压板法变形试验的分层弹模计算

找到了圆形刚性承压板作用下均匀地基位移的一般表达式和两层、三层水平成层地基的位移表达式。以此为基础,利用直接法进行分层弹模计算,并编制了相应的计算软件。采用的改进约束变尺度方法稳定快速,优化了分层弹模计算。     

渗流连续原理确定RCC坝层面厚度的适应性

利用变形等效原理建立了碾压混凝土坝等效弹性模量正分析模型,分析了按渗流连续原理确定的层面厚度对等效弹性模量的影响,结果显示等效弹性模量El和Ev几乎均等于本体弹性模量Ec,即层面对坝体的弹性模量几乎没有影响,与实际情况不符.理论分析和实例计算表明,按渗流连续原理确定的层面厚度应用在变形分析中是偏小的,在变形分析中采用该厚度是不适宜的.     

高坝流激振动响应的反分析方法

为分析高速水流诱发高坝泄流结构的振动问题,根据结构动力学、随机振动理论和最优方法的基本理论,提出了基于谱分析及遗传算法的振源反分析方法,采用本文方法,可以由少量测点的动位移实测值反馈分析出各激振源等效荷载谱,通过流激振动响应的正分析方法得到整个结构在水流动力荷载作用下的动力响应,对水工结构的流激振动进行正确全面的评估,为结构损伤动态监测和诊断提供新的技术手段。并通过拉西瓦拱坝泄洪水弹性模型试验实测值与反分析计算值的比较验证了本文方法的合理性。     

混凝土防渗墙在土石坝工程中的应用与发展

对混凝土防渗墙在浙江省土石坝工程的应用与发展进行了介绍,并根据浙江省众多此类工程的应力应变计算成果、混凝土弹性模量与强度的取用等资料,强调了工程设计应依据防渗墙与周围土体的变形协调性能和边界条件,对墙体混凝土应选择不同的弹性模量进行应力应变计算分析。针对混凝土强度及其弹模特性,应在满足应力应变的前提下,重视混凝土耐久性等特性,确定最优的墙体强度及相对应的弹性模量。     

覆盖层上面板堆石坝筑坝材料反演分析与安全性研究

以双溪口面板堆石坝实测沉降监测资料为基础,通过基于免疫遗传算法的位移反分析法对堆石料E-B模型参数进行反演分析,获取了符合工程实际的模型参数。根据反馈分析得到的计算结果,采用邓肯-张弹性非线性E-B模型,分析研究了大坝竣工期及蓄水期的变形及应力分布状态,计算结果表明,大坝蓄水期位移增量较小,面板应力正常,大坝运行安全。     

滑坡弹性模量位移反分析及其应用

岩土体的弹性模量是岩土工程设计和施工中的重要参数,一般不易通过实验获取.以三峡库区某滑坡为例,结合实地调查资料,分析了滑坡变形特点,得出滑坡后缘主要为沉降变形,而中部、前缘主要以纵向变形为主的结论.基于正交设计和神经网络的位移反分析方法,既能科学地选取多介质滑坡反演参数,又能较好地模拟边坡岩体位移与力学参数之间的非线性关系,为弹性模量的反算和滑坡空间位移计算提供了一定依据.     

弹性和弹塑性有限元在溪洛渡水电站坝区地应力反演中的应用

初始地应力是岩土工程设计与施工所要考虑的重要因素之一。基于有限元理论反演初始地应力的方法很多。根据溪洛渡水电站工程的实测地应力资料,采用神经网络方法分别结合弹性有限元计算和弹塑性有限元计算两种方案对坝区初始地应力场进行了反演分析。比较发现两种方案反演计算结果非常接近,且均能模拟实际地应力场的分布规律。进一步的分析表明：在天然情况下当坝区岩体变形基本上处于弹性范围内时,在中低地应力区反演初始地应力场,进行弹性有限元计算即能满足要求。     

岩体变形试验分层弹模计算的工程应用

传统的承压板法变形试验只适合于半无限均匀岩体,不能计算成层岩体中的断层、夹层的弹性模量,必须研究水平成层岩体的分层弹模计算方法,以便分别计算出每一层的弹性参数。为此,利用积分变换求解双调和方程的方法,找到了柔性或固性承压板加压、中心孔法和表面位移法量测位移条件下的解。工程应用证明,方法行之有效,且有常规方法无法替代的优点。