用加速度方法计算隧洞的安全系数

地下隧洞的破坏面和破坏方式与常规边坡不同，所以边坡稳定分析中经典的方法难以直接应用到地下隧洞的稳定分析中。文章引申了加速度计算的思路，结合强度折减的概念，提出了以加速度的模最小为条件来计算隧洞破坏面安全系数的方法。并且采用以极坐标表示的光滑连续曲线来构造破坏面，用连续蚁群算法搜索最小安全系数和临界破坏面，从而提出了基于加速度方法计算隧洞安全系数的新的思路。这种方法概念明确，且与边坡安全系数计算具有相同的理论基础。算例计算也表明了它的有效性。     

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。     

边坡滑动面构造的基函数

采用初等函数构造边坡的滑动面,可以大大减少滑动面的自由度,也有利于保证滑动面的光滑性质。在现有滑动面构造方法的基础上,本文进一步提出了用不同的基函数构造滑动面的一般性方法,使得滑动面的构造方式能够在统一的框架中进行,把一个几何问题转变为代数方法中基函数的参数选择问题。针对相关参数的约束条件,也给出了约束问题的处理方法。针对典型算例,采用5种基函数构造滑动面,用Morgenstern-Price方法计算其安全系数和失稳加速度。算例计算表明所推荐的基函数都能够满足要求,而且能够生成出传统方法所难以发现的滑动面。     

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。     

加筋土边坡的矢量和法稳定分析

矢量和法能够充分利用有限元计算得到的应力场信息,概念明确,编程简单,且能够避免强度折减法计算的安全系数依赖于失稳判据的缺陷。对均质边坡的计算结果表明矢量和法能够得到与传统极限平衡法相近的结果。本文将其推广到加筋土边坡的计算,并编写了相应程序,针对某加筋土边坡进行稳定分析。计算结果表明对加筋土边坡,矢量和法得到的安全系数介于瑞典法与简化Bishop法之间,潜在滑动面位置与极限平衡法接近。     

土石坝边坡稳定可靠度分析与设计

针对在水利工程中土石坝边坡稳定分析和设计相对落后的现状,本文以概率统计和结构可靠度理论为基础,对土石坝边坡稳定可靠度分析和设计问题,包括土石坝抗剪强度参数粘聚力和内摩擦角的统计方法和统计特性,土石坝边坡稳定可靠度分析方法,设计表达式中标准值和分项系数的取值问题等,进行了分析研究,并结合工程实例做了简要说明。本文还给出了采用Monte Carlo方法搜索临界滑裂面并求解最小可靠指标的具体做法,以及利用安全系数与可靠指标间的关系确定结构系数的方法。     

高填方土工格栅加筋土边坡稳定性研究

针对高填方边坡中土工格栅的受力特点,在简化Bishop法的基础上推导了可以考虑地震、地下水、坡面荷载、坡顶(脚)荷载、土工格栅等因素的边坡稳定系数计算公式,为更精确地评价高填方土工格栅加筋土边坡稳定性研究提供了方法。针对高填方多台阶边坡的特点,通过滑动面剪入点、剪出点和滑弧中点控制滑动面位置,提出了确定滑弧中点取值范围的方法,使得边坡潜在圆弧滑动面的搜索范围不再需要经验假定,编程简单,并可有效提高复杂边坡最小稳定系数的计算效率,也为边坡设计参数的敏感性分析、可靠性分析提供很好的计算基础。     

基于类比方法确定边坡地基的承载力和变形模量

在软土地基上修建边坡或边坡较高时需要对地基进行处理,但对地基性质的要求没有公认的标准。论文采用类比的方法,提出了对边坡地基承载力和变形模量要求标准的确定方法。计算表明对地基承载力的要求是比较容易满足的。计算也表明,地基土强度指标小于边坡填土的强度指标时,临界滑动面切入地基中。相同的地基承载力可以对应不同的强度指标组合。地基承载力相同的情况下,地基土内摩擦角越大,对应的安全系数越大,切入地基的深度越小;对均质地基,不同情况下d/L不会超过1/3。     

边坡滑动面构造的数学函数

在边坡稳定分析中,滑动面的自由度越小,搜索效率越高,但解的空间也变小了,可能难以覆盖真正的临界滑动面;增加顶点、增大自由度会扩大解的空间,但它会降低搜索效率,而且也不利于找到真实解。因此,如何构造滑动面是边坡稳定分析的关键问题之一。该文对滑动面的常用构造方法进行综述,在此基础上提出了构造滑动面的新的方法。包括基于极坐标的方法和基于logistic函数的方法,并且引入了参数方程。在此基础上,给出了滑动面的综合方程。从而把滑动面构造的几何问题转换为已知函数的参数选择问题,有望减少滑动面的自由度以及缩小相关参数的选择区间。     

胶凝砂砾石坝模型试验突变理论破坏判据

地质力学模型试验是研究胶凝砂砾石坝(cemented sand-gravel dam,CSG坝)安全稳定性的一种研究方法,但在试验中,模型的变位位移比较微小、倾覆趋势不易捕捉,并不能精确地判断出试验中模型受压破坏的区间及其超载安全系数(模型破坏时的极限安全系数)。针对这一问题,本文通过开展CSG坝复杂地基条件下地质力学模型试验,得到了坝基内部应变、坝体下游面位移及坝体表面应变等数据,判断出模型的超载安全系数Kp在4.6～6.2区间内;为得到模型精确的超载安全系数,首先运用突变理论对模型试验数据进行四次多项式拟合,后将结果代入模型失稳判别式,得到了模型的超载安全系数K_p的精确区间为6.0～6.2。本文解决了困扰CSG坝地质力学模型试验中超载安全系数精确性的问题,对CSG坝后续的推广、发展和应用起到了积极的作用。     

基于粗糙集理论的关联聚类中长期负荷预测法

中长期电力负荷预测是电网规划的一项重要基础工作。由于中长期尺度上的电力负荷受各种相关因素的影响较大,提高负荷预测的准确性难度很大。采用粗糙集理论对影响电力负荷的诸多相关因素的影响程度进行分析,找出影响负荷变化的主要的因素;并以这些影响因素对历史数据进行了聚类,找到与预测目标年最接近的类别来进行负荷预测。文中的算例结果说明了方法的有效性。     

混合双馈入直流输电系统控制回路间交互影响定量分析

随着直流工程建设的推进,混合双馈入直流输电系统内部的交互影响受到愈来愈多的关注.为进一步明确混合双馈入直流输电系统内部交互影响的产生机理,利用控制理论中的相对增益矩阵方法对混合双馈入直流输电系统控制回路间的耦合作用进行定量分析.研究受端交流系统强度、联络线长度、直流功率传输水平以及直流系统功率振荡频率等多种因素对控制回路间耦合程度的影响.最后利用电磁暂态仿真模型进行验证,证明了所提方法能够定量分析混合双馈入直流输电系统内部交互影响的产生机理.     

基于数据不平衡下的高速列车小幅蛇行预测方法

高速列车行驶中所产生的蛇行运动会严重影响到列车的行驶安全,所以对蛇行运动进行预测可以做到提前预警。目前对于蛇行运动的研究主要为对蛇行失稳的预测,但列车运行过程中会出现正常到蛇行失稳的小幅蛇行中间状态,对小幅蛇行状态进行预测可以提前对蛇行失稳进行预警。为此,以高速列车转向架横向加速度信号为标准,针对高速列车蛇行运动数据的极端不平衡情形,提出了一种基于1D-CNN和CGAN的非平衡数据的预测方法。该方法首先利用CGAN的对抗性学习机制,通过生成器和鉴别器之间的博弈来优化更新参数。然后,将训练完备的CGAN模型用于生成样本,将增强后的数据送入1D-CNN分类器,并输出预测结果。在高速列车实际运行数据上进行实验,结果表明CGAN可以拟合高速列车蛇行故障运动的数据分布并增强数据集,且基于提出的方法预测精度为97.5%,大幅优于对比方法。因此基于CGAN-1DCNN的小幅蛇行预测方法可以在数据不平衡下对小幅蛇行的预测,实现对蛇行失稳的提前预警。     

On voltage stability from the viewpoint of singular perturbation theory

This paper investigates voltage stability problems based on singular perturbation theory. The application of singular perturbation theory has made it clear that a power system can be approximated by two simplified systems S and F, which respectively correspond to slow and fast subsystems; four types of voltage instability are defined as follows:

• • type I voltage drop, in which the system still has restoring force to its operating point;

• • type II voltage collapse, in which the system loses the capability of keeping its operating point. This is divided into the following:

1. II-1 instability due to dynamic factor with slow responses such as tap-changing transformers, movement of centre of inertia, load changing patterns;

2. II-2 instability due to fast response dynamic factors such as load characteristics, generators, AVR, etc. This kind of instability consists of the following two types:

2.1. II-2S static bifurcation,

2.2. II-2D dynamic bifurcation.

Several features of each type of instability are studied as well as their methods of analysis. Voltage instability tends to begin with type I and then lead to one of the remaining types. The load flow Jacobian can be an effective index to approximately assess types I and II-2S instabilities, while types II-1 and II-2D require direct nonlinear analyses and eigenvalue analyses, respectively. Another point to be noted is concerned with the stability at multiple load flow solutions: it is emphasized that the lower of the multiple load flow solutions can be a stable operating point in some cases, even though most of such operating conditions belong to the type I instability; this situation can occur unless the system encounters the type II instability. The validity of the classification proposed here has been verified through numerical simulations and theoretical analyses which take into account the dynamic characteristics of generating units, loads and tap-changing transformers.     

具有同时性综合相对测量法的应用

介绍并讨论了综合相对测量法在绝缘介损在线监测中的原理、处理过程及其应用。该法在环境因素不变条件下能减少测量扰动,提高准确性和稳定性,得到较好的结果。通过对环境因素变化瞬时性的研究,提出测量同时性观点以解决综合相对测量法在实际测量中存在的误判问题。现场试验表明:采用具有同时性的综合相对测量法能够很好地消除干扰带来的测量误差,准确判断设备运行状态。