基于代表性滑动面的空间变异土坡可靠度分析

基于代表性滑动面的边坡可靠度分析计算效率较高,然而目前方法不能有效识别考虑土体参数二维空间变异性的边坡代表性滑动面.提出了一种基于Pearson相关系数的边坡代表性滑动面识别方法,分别通过单层和两层土坡算例验证该方法的有效性.结果表明该方法不仅能够有效筛选考虑土体参数二维空间变异性的多层边坡代表性滑动面,计算每条代表性滑动面对边坡失效概率的贡献权重,而且可以有效地反映土体参数空间变异性对边坡失效模式变异性的影响.     

考虑空间变异特性的土坡失稳模式比较分析

用一维稳态随机场模拟了土坡不排水强度的空间变异特性,将随机场中的生成样本视为土坡强度输入参数的确定值,然后利用极限平衡分析方法与强度折减法分别进行了土坡确定性分析,并进行了安全系数与失稳模式的对比.通过30个样本结果的汇总与对比分析发现,简化Bishop法得到的安全系数与有限元强度折减法以及有限差分强度折减法所得结果一致,而基于Morgenstern-Price方法计算的安全系数与强度折减方法得到的安全系数有明显区别.在失稳模式方面,极限平衡方法无法模拟可能会出现的多重滑动面,而有限元以及有限差分强度折减方法却能很好地描述土坡的多种失稳模式.     

边坡可靠度分析的响应面方法比较研究

系统地总结了多种响应面法(RSM)在不同类型边坡可靠度问题中的应用情况,通过文献分析总结出4类典型土坡可靠度问题:问题Ⅰ,单层土坡不考虑参数空间变异性;问题Ⅱ,单层土坡考虑参数空间变异性;问题Ⅲ,多层土坡不考虑参数空间变异性;问题Ⅳ,多层土坡考虑参数空间变异性.重点研究了基于多项式的4种响应面法(SQRSM、MQRSM、SSRSM和MSRSM)在解决4类土坡可靠度问题(问题Ⅰ~Ⅳ)中的有效性.分别从计算精度和计算效率两个方面系统地比较了4种响应面法在黏性土坡和c-土坡可靠度问题中的适用性.结果表明:对于不考虑土性参数空间变异性的单层土坡可靠度问题(问题Ⅰ),推荐SQRSM;当单层土坡考虑土性参数空间变异性时(问题Ⅱ),推荐MSRSM;对于不考虑空间变异性的多层土坡可靠度问题(问题Ⅲ),推荐MQRSM;对于考虑参数空间变异性的多层土坡可靠度问题(问题Ⅳ),推荐采用MSRSM方法.     

考虑各向异性空间变异性的边坡可靠度分析

在边坡可靠度分析中,通常采用横观各向异性或各向同性随机场来刻画土体参数的空间变异特性,而忽略了土体参数的各向异性空间变异性,从而可能会得出错误的可靠度评价结果。为此,建立考虑各向异性空间变异性的边坡可靠度随机有限差分方法（RFDM）计算框架,并以一般各向异性空间变异性边坡为参考边坡,从波动范围方向结构、互相关系数、变异系数和波动范围等方面系统地探讨各向异性空间变异性对边坡可靠度的影响。结果表明：基于坐标转换的各向异性随机场模拟方法可以有效地刻画土体参数各向异性空间变异性;应变聚类边坡临界滑面搜索算法适用于复杂临界滑面的精确搜索;相比一般各向异性空间变异性,旋转各向异性空间变异性会高估边坡失效概率,横观各向异性空间变异性会严重低估边坡失效概率,而各向同性空间变异性会在较大和较小的波动范围内分别高估和低估边坡失效概率。     

基于向量投影响应面的数控机床几何误差分配方法

以几何误差为研究对象,基于多体系统理论,建立了数控机床综合误差模型;运用向量投影响应面法,建立了加工精度可靠度模型和可靠性敏感度模型,以评估加工精度可靠度并获取几何误差分布参数对可靠度的影响排序,实现几何误差参数的合理优化和可靠度的整体提升。最后,通过案例分析验证了该方法的正确性。     

基于响应面的柔轮应力和刚度分析

针对柔轮的小体积、高刚度、高寿命的设计要求,在理论上建立弹性齿圈受力模型,探究设计时结构间的尺寸搭配与补偿方法. 基于响应面法和中心复合设计（CCD）采样方法,在ANSYS Workbench中进行参数化建模和有限元分析,得出应力和刚度对结构参数的响应曲面（线）,分析各结构参数对应力和刚度的影响规律. 分析结果表明,在柔轮的小体积设计中,可以减小径向变形量以抵消半径减小时增加的应力,减小壁厚以抵消筒长减小时内壁产生的应力. 柔轮的小体积设计会使承载能力减弱,加剧齿圈后端的应力集中和疲劳破坏. 应在保证啮合状态和承载能力的情况下,增大厚径比,减小径向变形量,以减轻齿圈后端的应力集中现象. 通过响应面法得出关于柔轮应力和刚度的回归曲线,可以用于设计时获取最优值.     

基于空间变异理论的电子地图构建方法

为提高位置指纹法在离线采样阶段建立电子地图(radio-map)的工作效率,提出了一种基于空间变异理论的radio-map构建的方法.将信号强度采样分解为趋势项和随机项描述其空间连续性和变异性.通过信号传播衰减模型建立趋势项和收发距离间的函数关系,利用普通克里金算法对非采样位置信号强度随机项进行最优线性无偏估计.最终实现根据少量采样计算定位区域任意位置信号强度的点估计.实验结果表明,该方法对信号强度的估计精度好于距离反比加权算法,在降低构建radio-map工作量的同时保证了定位精度.     

基于响应面方法的数控机床空间动态特性研究

机床运动部件位置姿态在加工空间的变化,造成机床质量矩阵、刚度矩阵以及阻尼矩阵随之变化,导致机床动态特性预测具有复杂性和不确定性。针对加工空间机床动态特性的准确预测问题,本文提出一种基于响应面理论的数控机床空间动态特性研究方法。该方法以数控机床固有频率频率这一关键动力学性能指标为例,分析机床整机动态特性与机床位置姿态之间的数学关联关系,基于正交试验设计和响应面方法理论,构建预测广义加工空间数控机床动态性能变化的响应面模型,揭示机床动态特性在加工空间的演化规律,并在该响应面模型基础上提出机床动态特性影响因子概念,计算各方向运动部件的位移变化对机床动态特性的影响程度,共同确定机床最优加工位姿和加工路线。将该方法应用于一台三轴立式加工中心,采用正交试验设计确定移动部件的不同位置组合作为计算样本点,在ANSYS仿真软件中计算每个样本点的前5阶固有频率,建立反映位置特征与固有频率数值的二次多项式响应面模型,并通过计算响应面模型质量评价指标验证了该模型的有效性,以此分析机床前5阶固有频率在加工空间的分布规律及其对x、y、z向位移变化的灵敏度,阐明机床空间位姿对机床动态特性有较大的影响,为机床工艺规划和优化设计提供了新的分析方法及技术支持。     

基于帕德逼近响应面法的边坡可靠度分析

边坡工程在进行稳定性分析评价时,通常其功能函数呈现出高度非线性隐式特性,从而导致无 法直接求解其可靠度。因此,提出将数值分析中的帕德有理逼近与可靠度分析中的响应面法相结合,利用帕 德逼近有理多项式拟合响应面函数。并采用拉丁超立方试验构造样本,将样本数据代入简化 Bishop 算法中 得到边坡功能函数值,求解得到代理模型待定系数,从而实现隐式功能函数显式化。且基于 Matlab 程序语 言编制 JC 法可靠度指标计算程序,建立了基于帕德逼近有理多项式的边坡稳定可靠度分析新方法（PRSM）。 通过两个经典的边坡算例,验证了所提方法的可行性、计算的高效性及准确性。最后,将所提方法应用于某 实际边坡工程中,计算结果表明,该边坡工程失稳的可能性较低,与实际监测结果吻合。     

边坡系统可靠度分析智能响应面法框架

多失效模式情况下,边坡体系可靠性分析较为复杂.提出了基于计算机试验结合机器学习理论建立边坡系统(体系)可靠度分析智能响应面法的一般框架.边坡体系可靠性分析智能响应面法步骤包括:样本生成、模型参数优化、智能响应面建立、蒙特卡罗模拟计算失效概率.对支持向量机、高斯过程等多种智能机器学习理论用于建立智能响应面的性能进行了对比分析.通过典型边坡的体系可靠度分析,验证了小样本情况下智能响应面法在边坡体系可靠性分析中的可行性和优越性.     

基于随机场的岩石边坡三维稳定性分析

基于随机场理论,考虑了岩石材料属性的空间变异性对岩石边坡稳定性的影响,将边坡主滑面上的摩擦系数和粘聚力视为高斯随机变量,确定了主滑面上的摩擦系数和粘聚力的均值、方差和协方差,获得了两个随机量之间的相关系数和互相关长度。在此基础上,对岩石边坡进行了三维稳定性分析,确定了岩石边坡的稳定系数和失效概率。数值计算结果表明,摩擦系数和粘聚力的空间变异性对边坡稳定性有重要影响。     

New risk assessment methodology for coal mine excavated slopes

This paper presents a new risk assessment methodology for coal mine excavated slopes. This new empirical-statistical slope stability assessment methodology(SSAM) is intended for use by geotechnical engineers at both the design review and operational stages of a mine's life to categorise the risk of an excavated coal mine slope. A likelihood of failure is determined using a new slope stability classification system for excavated coal mine slopes developed using a database of 119 intact and failed case studies sourced from open cut coal mines in Australia. Consequence of failure is based on slope height and stand-off distance at the toe of the excavated slope. Results are presented in a new risk matrix, with slope risk being divided into low, medium and high categories. The SSAM is put forward as a new risk assessment methodology to assess the potential for, and consequence of, excavated coal mine slope failure.Unlike existing classification systems, assumptions about the likely failure mode or mechanism are not required. Instead, the SSAM applies an approach which compares the conditions present within the excavated slope face, with the known past performance of slopes with similar geotechnical and geometrical conditions, to estimate the slope's propensity for failure. The SSAM is novel in that it considers the depositional history of strata in an excavated slope and how this sequence affects slope stability. It is further novel in that it does not require explicit measurements of intact rock, rock mass and/or defect strength to rapidly calculate a slope's likelihood of failure and overall risk. Ratings can be determined entirely from visual observations of the excavated slope face. The new SSAM is designed to be used in conjunction with existing slope stability assessment tools.     

渗流对土质边坡稳定性影响分析

根据强度折减有限元法,采用Mohr-Coulomb屈服准则及关联流动法则,以收敛性准则结合特征点位移突变准则作为边坡失稳判据,研究了无渗流、渗流应力耦合及非耦合情况的土质边坡的稳定性.研究表明:1)渗流对边坡稳定性的影响十分明显,无渗流及渗流应力耦合两种情况的均质边坡的最小安全系数分别为1.84、1.115;2)渗流应力耦合效应对边坡稳定的影响极其不利,应该采用耦合方法评价边坡的稳定性,耦合、非耦合情况的最小安全系数分别为1.115、1.28.     

Basin flood control system risk evaluation based on variable sets

Flood control system risk evaluation is an effective measure for flood risk management and decisions. In order to make better flood risk decisions and thereby improve social and economic benefits, the flood control risk evaluation index system should be built to quantify and normalize flood risk effectively and efficiently. Because the current evaluation index has the binary miscibility characteristic of fuzziness and clarity, this paper establishes a new flood control system risk evaluation method based on the theory of variable sets (VS). Through a comparison of flood control risk evaluation with variable fuzzy sets (VFS) in the same basin flood control system risk evaluation, it is revealed that the new method, i.e., flood control risk evaluation with variable fuzzy/clear mixture sets (variable sets), will be reasonable in all cases. Finally, in one case study, i.e., the flood control system risk evaluation of Fengman Reservoir Basin, which is located in the southeast central of Jilin Province in China, the risk evaluation levels for each county in the basin as well as the whole flood risk distribution map of the basin could be provided with the new method. This provides useful information for basin flood control planning and design.     

非饱和膨胀土边坡中土水相互作用机理

为了探讨非饱和膨胀土中强烈土水相互作用对边坡稳定的影响，进行了大型现场降雨入渗模拟试验和综合的室内试验研究.研究了包括土水特征曲线的测试、胀缩试验和吸湿软化试验的室内试验.试验成果分析表明，在干湿季节循环过程中，非饱和膨胀土中水分、吸力、变形、应力和抗剪强度之间发生强烈耦合作用.膨胀土的丰富裂隙在土水相互作用中起关键作用，它直接破坏了土体的完整性，并显著增加了表层土的入渗速率.降雨入渗使得浅层的非饱和膨胀土体发生吸水膨胀而软化，还造成浅层土体中水平应力显著增加，这可能导致土体发生局部被动破坏.季节性干湿循环使得边坡浅层土体逐渐发生向坡下蠕变，以致边坡发生渐进累积破坏     

剪胀角对土坡应力应变规律的影响

为了更好地反映剪胀性对土体塑性应变、塑性区范围的影响规律,从剪胀角的变化入手,考查剪胀角对边坡位移(水平和竖直方向)、边坡塑性应变、塑性区范围等的影响.当剪胀角从0°到28°范围变化时.分析了一均质边坡的应力变形规律.计算结果表明,对于均质土坡,剪胀角对沉降和水平位移影响不大,对塑性应变和塑性区范围有明显的影响;相对而言,坡顶和坡脚的水平位移、塑性应变对剪胀角的变化较为敏感.     

基于灰色AHP的水利工程项目投资风险分析

以水利水电工程项目为研究对象,从自然风险、经济风险、政治风险、技术风险、组织与管理风险、招投标风险六个方面构建了水利水电工程项目投资风险评价体系。针对水利工程风险评价常用方法的缺陷和不足,建立基于灰色AHP的综合评价模型,利用AHP确定评价指标权重,运用灰色系统理论计算综合评价值,得出评价结论。最后,选取水利工程实例进行计算分析,验证了模型的适用性。结果表明:该模型能够为水利水电工程项目投资风险决策和风险管理提供有力的理论依据。     

基于风险权重的信息安全评估模型的研究

提出一种新的信息安全评估模型.该模型引入了风险权重概念,对潜在的风险因素进行分级量化,有效消除主观评价和不确定性因素对评估结果的影响.相对于已有评估模型,该模型评价指标简明清晰、评价步骤简洁规范、量化标准统一,具有良好的操作性和实用性,便于对各种信息系统进行快速评估.