使用CNN(卷积神经网络)-LSTM(长短期记忆)联合神经网络预测盾构隧道施工引起的地面沉降

[目的]地铁盾构隧道施工会引起周围地面沉降,影响周围环境。传统地面沉降预测方法难以综合考虑沉降影响因素,对此,为提高地面沉降的预测精度,使用CNN(卷积神经网络)-LSTM(长短期记忆)联合神经网络,对盾构隧道施工引起的地面沉降进行预测。[方法]以某地铁施工区间地面沉降监测数据为研究对象,使用CNN对影响参数(压缩模量、黏聚力、内摩擦角、泊松比、土层厚度、隧道埋深和施工参数)与地面沉降监测值进行连接,使用LSTM神经网络对地面沉降进行分析,建立了基于CNN-LSTM联合神经网络的地面沉降预测模型,探讨了同时考虑多个因素对地面沉降预测值的影响。[结果及结论]使用CNN对地面沉降相关的影响参数特征提取效果较好;所建CNN-LSTM模型的准确率比单独使用LSTM模型的准确率提高了3%、比传统BP(反向传播)神经网络模型准确率提高了9%;所建CNN-LSTM模型,对单测点短时间地面沉降预测准确率达到93%,预测值与监测值吻合较好。

基于EMD-LSTM人工神经网络的云冈石窟环境参数预测

环境参数会直接影响石窟的风化过程,因此,预测环境参数是进行云冈石窟有效保护的重要内容.以云冈石窟第十窟为例,将壁温、环境湿度、环境温度的实测时序数据作为环境参数,使用经验模态分解(empirical model decomposition,EMD)对实测时序数据进行分解,研究了固有模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量与实测时序数据的相关性,建立了基于EMD-长短期记忆(long short-term memory,LSTM)的人工神经网络(artificial neural network,ANN)组合模型.使用平均绝对误差(mean absolute error,MAE)、均方根误差(root mean square error,RMSE)、平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)、决定系数(R2)作为评价指标,对比分析了使用组合模型与使用单一LSTM的ANN模型进行环境参数预测的效果.结果表明:IMF分量的变化速率越大,与实测时序数据的相关性就越强;对于组合模型中的LSTM网络模型,当隐藏层层数和初始学习率分别取2和0.001时,组合模型预测效果最优;与单一LSTM的ANN模型相比,使用基于EMD-LSTM的ANN组合模型,环境参数的MAE、RMSE、MAPE值减小、R2值增大,模型预测精度提高;环境参数预测效果主要受环境参数变化幅度的影响,变化幅度越小,组合模型预测效果越好.研究成果对于石窟文物保护具有一定的参考价值.

我国高校教师培训改革发展的前瞻与对策

在社会主义市场经济已经确立并逐步完善的今天,我国高校教师培训在培训体制、资源配置、培训模式等方面存在的一些带根本性的问题,已成为制约和影响高校教师培训进一步发展的"瓶颈"因素。改革培训体制、优化资源配置、创新培训模式势在必行。

曲妥珠单抗对HER2阳性乳腺癌患者术后辅助治疗的临床观察

目的曲妥珠单抗对人类表皮生长因子受体2(HER2)阳性乳腺癌患者术后辅助治疗的效果和安全性。方法选择2006年5月至2011年12月在本院接受乳腺癌根治术患者136例,随机分为治疗组和对照组,治疗组68例,术后完成常规辅助化闻和(或)放疗后,每3个月随访观察。给予每3周1次的曲妥珠单抗辅助治疗,其中曲妥珠单抗首次以负荷剂量8mg/kg给药,然后每3周给予6mg/kg静脉滴注,21d为一个疗程。对照组68例,观察两组患者临床疗效。结果治疗组完全缓解、病情进展、5年生存期的患者百分比与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论曲妥珠单抗是HER2阳性乳腺癌患者术后有效的治疗手段,可延长患者的生存期,不良反应轻,患者可以耐受。

石灰岩细观力学特性的颗粒流模拟

岩体地区地质灾害的发生和发展取决于岩石细观组分的运动学行为。研究岩石运动学行为时通常将岩石作为整体研究对象较多,而直接以细观组分为对象的研究较少。以石灰岩为例,根据室内试验获得的岩石力学性质指标,使用基于非连续介质理论的颗粒流方法,将材料离散成刚性颗粒组成的模型,把颗粒细观变化与宏观力学特性联系起来,建立了石灰岩的细观结构模型,获得了颗粒接触力、颗粒接触模量、接触连接强度和连接刚度比等细观力学参数。由于文中直接以细观成分为研究对象、反映了岩石和岩体组成的本质特点,所得结论不仅对含裂隙岩石本构关系研究具有广阔的应用前景,而且对岩体工程性质和地质灾害机制研究也具有重要的理论意义。

分层总和法计算沉降的几点改进

利用Matlab6.1平台,通过编制可视化应用程序,对分层总和法计算沉降的传统方法作了较大的改进,地基中的附加应力采用原始积分公式,压缩曲线采用双曲线形式,使用非线性最小二乘法进行拟合处理,压缩层计算深度与分层厚度不再受到限制,数据输入、输出及沉降计算过程均通过可视化界面进行操作,不再需要通过查表、查图计算基础底面的沉降,计算过程简单便利,计算结果重复性好,具有较大的实际应用价值。

肺部疾病介入诊疗技术的现状及发展

以支气管镜为核心的肺部疾病介入诊疗技术经历了百余年的发展历史,逐渐形成了多个临床学科合作配合,多种介入微创技术深度整合,多样化诊疗理念交叉融合的肺部疾病诊疗模式。本文对肺部疾病介入诊疗技术的现状及发展作一综述,同时介绍本中心介入诊疗特色。

穿心莲提取物与牛血清白蛋白相互作用的研究

以芦丁(rutin)为对照品,测定了穿心莲提取物中总黄酮的含量。采用荧光光谱(三维荧光、时间驱动模式)和紫外-可见吸收光谱研究了穿心莲提取物与牛血清白蛋白(BSA)间的相互作用,讨论了药物对BSA构象的影响,证实了二者间相互作用为单一的动态猝灭过程,求出了猝灭常数Ksv=0.95×105,并依据能量转移理论确定了药物与蛋白的最近距离r=2.15 nm。

根据试验视频确定石灰岩中的位移场

根据室内石灰岩抗压强度试验拍摄得到的彩色视频图像与试验数据,使用数字图像相关分析技术,在对原始彩色视频图像进行可读格式转换、灰度变换、傅里叶变换基础上,利用最大相关匹配技术与小变形假设实现了石灰岩视频图像中不同位置相对位移的计算,通过循环计算得到整个石灰岩试样中的位移场与试样中各点位置的变化过程。本文方法对分析岩石变形和破坏机理具有一定的参考价值。

石灰岩局部化变形的图像特征

根据室内单轴压缩试验视频图像对石灰岩局部化变形的数字特征进行分析。原始视频在岩石单轴抗压试验时摄得,根据试验荷载-时间关系曲线得到加载阶段的视频图像并转化为计算机易于识别的视频格式,利用粒子图像测速技术得到石灰岩试样表面任意时刻任意位置的位移大小,分析不同荷载作用下既有裂纹端点的变化过程及新生裂隙的萌生和扩展过程,选取单帧图像纹理参数作为石灰岩不同变形状态的数字特征参数,分别使用灰度直方图和灰度共生矩阵得到石灰岩图像数字特征参数随时间的变化过程。结果表明,既有裂隙端点和新生裂隙的局部化变形现象非常明显;可以将平稳变形阶段和急剧变形阶段间的分界点作为局部化变形的起始点并据此作为局部化变形的启动条件;图像纹理特征参数能够较好反映不同荷载阶段的变形状态,可以用于预报局部化变形的起始时刻。由于图像特征反映岩石的变形破坏过程,该方法将为研究岩体地区局部化变形和地质灾害的细观机制提供一条新的研究途径。

新生代太行山南段成山过程研究

从太行山南段地貌面特征、分布、变形、变形时间四个方面对太行山南段隆升过程作了详细研究,认为:太行山南段新生代以来的隆升过程具间歇性,并估算了各阶段的隆升幅度,进而推测出太行山南段相对差异隆升成山的主要发生时期;对太行山南段和中段普遍发育的“U”形谷的形成时代进行了论证。最后得出:太行山南段构造地貌的形成是不同区块差异活动的结果,纵向上中部活动剧烈,南北两端次之,横向上具有东侧强西侧弱的特点。

边缘检测技术在确定流体包裹体迹线中的应用

岩体裂隙中大量存在着流体包裹体,它们是流体包裹体迹面和流体包裹体迹线的组成成分。具有不同几何和形态参数的微观成分和显微构造记录岩体变形和破坏过程的重要信息。把冷热台中显微镜摄得的数字图像作为原始图像并转换成相应的灰度图像,采用四叉树分解和区域分割等方法把整个图像分解成多个子块,使用拐点与导数判定等方法检测流体包裹体,使用膨胀与腐蚀等数学形态学方法判定包裹体边界,经过重新定位后得到单个包裹体在整体坐标系中的位置信息,根据包裹体几何参数与最小二乘法获得了流体包裹体迹线及其形态和几何参数。这些处理过程均通过编制的应用程序在计算机中自动实现。由于流体包裹体迹线反映岩体中显微裂隙的一些特性、显微构造与宏观构造又具有一定的成生联系,因此,研究结果将为研究岩体地区各种地质现象变化过程的微观机制提供较好的理论基础。

粉质黏土图像的纹理特征分析

粉质黏土通常为絮状结构,难以使用肉眼直接判别出颗粒的形状和大小。将现场拍摄得到的粉质黏土彩色图像转化为灰度图像,得到了灰度图像灰度直方图的6个纹理特征参数(均值、方差、平滑度、3阶矩、能量、熵)。在建立灰度共生矩阵的基础上,得到了像素平面分布关系的5个纹理特征参数(角2阶矩、对比度、相关度、逆差矩、熵)。对这些纹理特征参数与粉质黏土传统工程性质指标进行了多元线性回归分析,得到了相应回归方程。结果表明,粉质黏土图像的纹理特征参数与传统工程性质具有较好的对应关系,可以用于快速确定粉质黏土的工程性质指标,对软土地区岩土工程设计具有一定的参考价值。

强夯法加固粘性土地基的研究

浦东国际机场天然地面以下压缩量较大、承载力较低的粘性土，采用强夯法进行加固处理。介绍了强夯法的施工参数现场试验情况，并通过对超静孔隙水压力的消散情况、地基反应模量的检测值以及强夯前后静力触探、标准贯入试验和土工试验结果，对强夯的效果进行分析评判。

基于实际分布的花岗岩颗粒流模拟几何模型

岩石通常由不同组分组成,这些组分之间的类别差异与相互作用决定了岩石的宏观物理力学性质。以花岗岩为例,使用灰度阈值分割技术确定岩石中细观组分的具体类别与实际位置,使用平行连接表征颗粒间的胶结物,使用簇粒和聚粒分别表征黑云母、长石和石英,建立了考虑细观组分实际类型和分布的花岗岩颗粒流数值模拟的几何模型。结果表明:使用数字图像处理所得组分类型和位置可以作为建立数值模拟几何模型的基本数据;不同组分可以使用簇粒和聚粒来表征;不同组分的细观物理力学参数对花岗岩宏观力学行为有较大影响。由于细观组分的实际分布与细观物理力学性质控制了岩石的变形破坏过程,本文方法为研究岩石材料力学行为提供了一条新的研究途径。

岩体边坡中流体包裹体参数的逐步回归分析

以白鹤岭铁路隧道岩体边坡为例,在垂直边坡面的4条剖面上采集了不同变形和破坏状态岩石中的16个定向样品,测定了流体包裹体迹面(Fluid Inclusion Plane 简称为 FIP)特征参数(包括 FIP 的长度、形态、连通性、闭合性、粗糙度、交叉性质等参数)与包裹体热动力学参数(包括 FIP 中包裹体的均一温度、均一压力、包裹体流体密度、流体包裹体成分和氧逸度等参数)。同时,将样品中裂隙分布的分形维数作为描述岩石变形破坏状态的定量指标,采用反馈式逐步回归方法分析这些分形维数与所选7个 FIP 参数的定量关系。分析表明,影响岩体变形和破裂的主要微观参数包括两个 FIP 特征参数(即粗糙度系数和分布密度)和两个包裹体热力学参数(即水溶液包裹体均一温度和 CO_2-H_2O 包裹体均一温度)。由于岩体的变形和(或)破坏不仅可使 FIP 中包裹体成分泄漏、也会使 FIP 迹面特征参数和包裹体热动力学参数发生改变,因此,岩体边坡中流体包裹体参数的逐步回归分析结果对进一步研究岩体变形破坏过程与边坡稳定性将具有重要的参考价值。

流体包裹体法在岩体滑坡周界预测中的应用

岩体滑坡是岩体变形与破坏状态达到一定程度的结果,岩体中流体包裹体参数及其变化是反映这一状态变化的重要微观指标,研究这些参数及其变化可以确定岩体滑坡的滑动周界。以浙江省湖州市白鹤岭滑坡为例,分析16个测试样本的流体包裹体迹面特征参数(包括张开度、粗糙度系数和分布密度)和包裹体热动力学参数(包括水溶液包裹体和CO2-H2O包裹体的均一温度和流体密度),使用聚类分析与对应分析对反映流体包裹体迹面特征的样本、指标和滑坡周界的相互关系进行分析,提出分类标准和聚类方法的建议。结果表明,16个测试样本分为3类比较合适,3种样本类型与稳定区、滑坡周界、滑动区基本一致,样本、指标和滑坡周界之间具有较好的对应关系。在此基础上,提出确定岩体滑坡周界的一种新方法:流体包裹体方法。这一方法将为岩体滑坡的分析与预测提供一条具有良好前景的新方法。

原位测试多媒体电子图书的开发研究

使用FrontPage2000、HTMLHelpWorkshop等软件编制了基于网页界面的原位测试课程多媒体电子图书,利用InnoSetup4制作了对应的安装版。该电子图书将文本、图形、图像、动画、电影、声音等多媒体融为一体,包括课件说明、正文、参考文献、英语教学、附件等几大部分,每一种测试根据原位测试特点包括测试场景、适用条件、基本原理、试验过程、成果整理、典型算例、报告样例、规范要求等几部分,可通过索引或书签找到相应内容。该电子图书及其安装版的建立,对于有关课程教学、电子图书制作及传统教学方式改革,都有较大的实用意义。

由试验视频图像计算加筋砂土位移场

由数字图像计算土体位移场时大多使用数字图像相关匹配法,直接使用视频图像计算加筋砂土位移场的工作比较少。本文使用室内加筋砂土试验时拍摄的视频图像,将原始视频图像转换为多帧彩色图像及相应的灰度图像,利用最大相关匹配法对多帧图像进行相关匹配,由匹配点(区域)的移动计算加筋砂土中不同位置的相对位移,求得了任一时刻加筋砂土中的位移场和速度场、任一位置的位移变化过程。本文还对计算结果的主要影响因素进行了讨论。结果表明,本文方法对研究加筋砂土的变形分布、影响因素、变形过程与破坏机理分析具有重要的参考价值。