基于半监督机器学习的滑坡易发性预测建模

为了克服滑坡编录样本不足、扩充滑坡样本较困难、主观随机选择的非滑坡样本准确性较低等缺点,以江西省南康区为例,拟用半监督卡方自交互侦测决策树(SSCHAID)和半监督反向传播神经网络(SSBPNN)进行滑坡易发性预测(LSP), 在已知滑坡样本和随机选取的非滑坡样本基础上,用全监督机器学习将初始LSP划分成不同级别;将高分辨率遥感影像和初始滑坡易发性图中的极高易发区叠加,筛选一定数量的潜在滑坡栅格单元扩充滑坡样本;从极低易发区选取非滑坡栅格单元组合成新的输出变量;将新的输出变量导入全监督机器学习,获得最终LSP并评价其精度. 结果表明：半监督机器学习的LSP精度远高于全监督机器学习的LSP精度.     

基于Copula函数的并联结构系统可靠度分析

不完备概率信息条件下变量联合分布函数的确定及其对结构系统可靠度的影响还缺少系统地研究,该文目的在于研究表征变量间相关性的Copula函数对结构系统可靠度的影响规律。首先,简要介绍了变量联合分布函数构造的Copula函数方法。其次,提出了并联系统失效概率计算方法,并推导了相应的计算公式。最后以几种典型Copula函数为例研究了Copula函数类型对结构并联系统可靠度的影响规律。结果表明：表征变量间相关性的Copula函数类型对结构系统可靠度具有明显的影响,不同Copula函数计算的系统失效概率存在明显的差别,这种差别随构件失效概率的减小而增大。当并联系统的失效区域位于Copula函数尾部时,Copula函数的尾部相关性对系统可靠度有明显的影响,计算的失效概率比没有尾部相关性的Copula函数的失效概率大。当组成并联系统的两构件功能函数间正相关时,系统失效概率随相关系数的增大而增加;当构件功能函数间负相关时,系统失效概率随相关系数的增大而减小。此外,无论构件失效概率和变量间相关系数如何变化,Copula函数计算的失效概率都位于系统失效概率的上下限内。     

岩石裂隙非饱和水力模型及其模拟计算

基于单裂隙非饱和渗流入侵概念模型,考虑裂隙排水起始毛细压力及排水过程开度范围等因素,推导了单裂隙非饱和渗透的饱和度与毛细压力及相对渗透系数的本构关系,根据有关试验资料进行了模型的验证分析。研究表明:推导的单裂隙饱和度与毛细压力关系与试验结果吻合较好,饱和度与相对渗透系数关系与经典模型具有良好可比性。考虑裂隙空隙存在非连通情况及起始毛细压力机制,引入压力修正项,同时考虑最小及最大排水概率开度能使入侵概念模型更符合实际。最后采用离散元软件UDEC应用本模型进行了单裂隙非饱和排水过程模拟,计算结果与Van Genchten模型结果接近反映模型合理。     

数值流形方法的阻尼、收敛准则以及开挖模拟

数值流形方法采用动态松弛法求解准静力学问题,能量耗散机制不清楚.通过引入黏性和自适应两种阻尼吸收系统产生的动能,基于最小势能原理建立了考虑阻尼力影响的总体平衡方程.提出了模拟岩体分期开挖的数值流形方法,将开挖面视为特殊的不连续面,根据开挖时序设置开挖面上接触点的状态,以达到模拟分步开挖的目的,给出了相应的迭代计算格式,并定义了位移和加速度收敛准则用以判断计算过程中系统是否达到新的平衡状态.数值算例结果表明,改进后的数值流形方法具有良好的收敛性能,其计算结果与解析解以及离散元是吻合的.     

压剪荷载作用下硬质岩石裂隙的峰后剪胀特性及其演化规律

陈益峰,周创兵,盛永清.考虑峰后力学特性的岩石节理渗流广义立方定理[J].岩土力学,2008,29(7):1 825-1 831.(CHEN Yifeng,ZHOU Chuangbing,SHENG Yongqing.A generalized cubic law for seepage flow through rock joints considering post-peak mechanical response[J].Rock and Soil Mechanics,2008,29(7):1 825-1 831.(in Chinese))

周创兵,陈益峰,姜清辉,等.复杂岩体多场广义耦合分析导论[M].北京:中国水利水电出版社,2008.(ZHOU Chuangbing,CHEN Yifeng,JIANG Qinghui,et al.Introduction to generalized multi-field coupling analysis for complex rock masses[M].Beijing:China Water Power Press,2008.(in Chinese))

>>更多...     

高地应力条件下隧洞开挖诱发围岩振动特征研究

 采用理论分析、动力有限元数值模拟和振动监测数据对比等综合方法，研究高地应力条件下隧洞钻爆开挖诱发围岩振动的特征。发现高地应力条件下深埋隧洞钻爆开挖诱发的围岩振动由爆破振动和岩体初始地应力(开挖荷载)动态卸载诱发振动两部分叠加而成。在低岩体初始应力条件下，隧洞钻爆开挖过程围岩振动主要由爆炸荷载所引起；高地应力条件下，开挖荷载瞬态卸荷诱发振动的幅值可超过爆破振动而成为围岩振动的主要因素。利用四川省瀑布沟水电站引水隧洞进口段(地应力水平10 MPa)和尾水隧洞洞身段(地应力水平20 MPa)钻爆开挖过程的实测围岩振动资料，对理论分析和数值模拟结果进行验证。     

结构面力学参数空间变异性表征及边坡可靠性分析

复杂的岩体结构使得岩体参数空间变异性表征与土体参数具有显著的差别。目前针对高度碎裂化/强风化和单结构面占优岩体的参数空间变异性表征及边坡可靠性研究较多,然而关于楔形体和反倾岩体的参数空间变异性表征及边坡可靠性研究非常有限。提出针对楔形体和反倾岩体的边坡结构面力学参数空间变异性表征及可靠性分析方法,并系统统计不同类型岩体力学参数的相关距离和波动范围的取值范围,编写参数空间变异性表征及边坡概率稳定性分析与FLAC3D软件的接口程序,基于反向传播(BP)神经网络构建边坡安全系数与结构面参数随机场向量之间的映射函数关系式,进而采用非侵入式随机有限差分法调查结构面力学参数空间变异性对边坡失效概率的影响规律。结果表明：不同岩体力学参数的相关距离和波动范围的取值范围存在一定的差别,指数型自相关函数是应用最为广泛的理论自相关函数。通过方向模拟和直接蒙特卡洛模拟方法验证提出方法的有效性,表明提出方法具有较高的计算精度和效率,可为楔形体或反倾岩体结构面力学参数空间变异性表征及边坡可靠性分析提供一种有效的途径。此外,忽略结构面参数的空间变异性会高估边坡失效概率,进而导致保守的边坡加固设计方案。     

Mohr-Coulomb准则角点问题的主应力空间互补算法

Mohr-Coulomb准则由于角点问题的存在导致其在数值计算时收敛困难,首先阐述了其角点问题的实质是主应力随罗德角的变化而不光滑导致的,然后给出了主应力空间法的理论基础,最后基于Koiter法则在主应力空间将Mohr-Coulomb准则的多屈服面表达为其等价的互补模型,并进一步用Fischer-Burmeister互补函数进行描述,从而使得牛顿算法可以顺利地进行求解。所提出的算法解决了Mohr-Coulomb准则中的角点问题,避免了常规方法的试算过程,提高了Mohr-Coulomb准则的精度。算例验证了该方法的有效性和可靠性。     

三维复杂裂隙岩体渗流传热耦合的数值研究

将复杂裂隙岩体视为由离散裂隙网络和岩石基质两部分组成,采用四面体单元离散岩石基质,无厚度三角形单元离散复杂三维离散裂隙网络,考虑温度对流体密度和动力粘度的影响,建立了描述三维裂隙网络的裂隙岩体渗流-传热耦合模型.通过与二维单裂隙渗流-传热耦合问题的解析解对比,验证了该模型的可靠性.随后,利用该模型对复杂三维随机裂隙岩体...     

岩石节理非饱和渗透特性初步研究

利用不溶混驱替的方法，在室内精确地观测了花岗岩节理非饱和渗透排泄和吸湿过程，探讨了节理非饱和渗透机理，提出了基于节理张开度概率分布的毛细压力与饱和度的解析模型以及节理非饱和水力传导度的理论表达式。研究表明，单节理非饱和渗透特性与二维非均质多孔介质具有一定的相似性，文中提出的有关模型可作为确定岩石节理非饱和渗透参数的参考方法。