基于最小二乘支持向量机的高速铁路路基沉降预测

高速铁路路基的施工环境复杂,沉降监测数据往往是不等时距的。鉴于最小二乘支持向量机拥有强大的非线性拟合能力,使用最小二乘支持向量机建立沉降与时间的关系函数,以等时间步长插值得到路基的等时距沉降时间序列,建立基于最小二乘支持向量机的高速铁路路基沉降预测模型。分别运用给出的预测模型和BP神经网络与灰色理论联合方法对杭甬铁路客运专线上虞北站5个路基沉降监测断面进行路基沉降预测,并与现场实测数据对比。结果表明,短时距的最小二乘支持向量机预测模型比BP神经网络与灰色理论联合方法的预测精度高,预测结果更稳定,外推预测沉降更可靠。

基于Burgers模型的软土桩基长期沉降计算方法

软土桩基础的沉降可能会持续几十年,其长期沉降计算一直困扰着广大岩土工程技术人员。笔者基于Burgers模型,建立了桩身和桩端的黏-弹性荷载传递模型,并以此为基础,考虑群桩效应,建立了桩-土-承台变形耦合的软土桩基长期沉降计算模型,并编制了计算程序CLPS。该计算方法能够计算多层软土桩基的长期沉降,而且适用于刚性承台和柔性承台桩基的长期沉降。使用该方法对2处软土桩基进行了长期沉降计算。结果表明该方法计算结果与实测值较为接近,两者最大相差不超过18.8%,最小仅为4.6%;与三维有限元计算结果非常接近,两者最大相差不超过6.7%,且该方法计算效率远高于有限元分析方法。

铀尾砂膏体充填材料的流动性能研究

对不同灰砂比、膏体浓度、减水剂含量的铀尾砂膏体充填材料进行了坍落度试验和粘度试验,并结合CFD方法对铀尾砂膏体充填材料流动性能进行了数值模拟研究。试验结果表明,铀尾砂膏体充填材料满足管道输送的最优配比为:质量浓度75%、灰砂配比1∶5、减水剂含量0.6%～4.4%;最优配比下屈服应力53.96～131.38 Pa,塑性粘度0.866～1.325 Pa·s。数值模拟结果表明,铀尾砂膏体充填材料的管道阻力损失随质量浓度增加呈非线性增大,随流速增加呈线性增大,随管径增加呈非线性减小,随管道弯曲半径增加呈非线性减小。

结构与土接触面的弹黏塑性本构模型

基于Goodman接触面单元,在Clough--Duncan双曲线关系式的基础上改进了三元件宾厄姆体,建立了结构与土接触面的弹黏塑本构模型,使用ABAQUS的FRIC子程序对该模型进行了二次开发.通过改装的应力控制式结构-土接触面剪切试验仪进行了接触面长期剪切试验,验证了该接触面本构模型.研究结果表明:结构与土接触面的弹黏塑本构模型能较好地模拟接触面的力学特性和时间效应;正应力对结构与土接触面的力学行为影响较大,正应力越大,接触面的时间效应越显著.

塑料排水板堆载预压处理软土地基对临近桥梁桩基的影响研究

对某软土地基的塑料排水板堆载预压进行了桩基沉降和地基土孔隙水压力监测,使用ABAQUS有限元分析软件建立了三维有限元分析模型,现场实测数据结合有限元模型分析结果,系统研究了塑料排水板堆载预压处理软土地基对临近桩基的影响,研究结果表明:堆载预压初期孔隙水压力急剧增加,前期孔隙水压力消散较快,后期逐渐减小;临近桩基的变形主要以水平变形为主,竖向位移较小,随着孔隙水压力的消散,桩身水平位移随时间逐渐减小;堆载预压对临近桩基的不利影响主要发生在堆载预压初期,该阶段桩侧被动土压力和桩身弯矩均最大,且都位于桩顶处,随着孔隙水压力的消散,桩侧被动土压力和桩身弯矩都随时间逐渐减小;桩身最大水平位移和最大弯矩都随堆载预压距离的增加而急剧减小,因此在桩基附近进行塑料排水板堆载预压处理软土地基时,应保持合适的堆载预压距离.

基于进化多项式回归方法的土体本构关系

进化多项式回归方法是近几年来在国际上引起广泛关注的一种新颖的数据挖掘方法。本文在土样固结排水试验数据的基础上,首次使用该方法建立了土体本构关系。采用上海嘉定区某地软土的固结排水试验结果对模型进行了验证。结果表明,该本构关系能够更精确地描述土体的应力-应变特性,其预测精度比修正剑桥模型高19.6%~57.7%。另外,本文还用切线刚度法,对基于进化多项式回归方法的土体本构关系进行了ABAQUS二次开发,对软土固结排水试验进行了有限元数值模拟。

深厚软土地基预制管桩荷载传递试验与数值分析

以杭甬(浙江杭州—宁波)铁路客运专线深厚软土地基超长预制管桩现场静载试验为基础,结合桩身应力测试结果,对其承载机理和变形特性进行分析,探讨采用反分析技术确定荷载传递法中传递函数参数的适用性。针对静载试验中有、无桩身轴力测试2种情况,分别给出目标函数的确定方法;采用复合形法优化确定双曲线传递函数的参数,将其应用于试桩的荷载-沉降曲线和桩身轴力计算,并与实测结果进行对比分析。研究结果表明:提出的基于荷载-沉降曲线或桩身轴力实测数据反分析确定传递函数参数的方法能方便地获得桩侧各土层计算参数,这2种情况下桩身轴力和桩顶位移计算值与测试值吻合较好。此方法有助于进一步研究桩基的承载特性和桩土作用机理,为估算基桩沉降提供方便。

动荷载作用下风积土路基振陷变形

动荷载作用引起路基震(振)陷变形,是高速铁路路基抗震设计中必须考虑的问题之一。以哈大高铁苏家屯某试验段风积土为研究对象,通过大量室内动三轴试验,获得动应力幅值、含水率等条件下,风积土的动变形特性。并利用Matlab软件对试验数据进行处理,建立了考虑动应力、含水率两种因素条件的振陷变形模型。应用有限元分析软件ADINA建立了高速铁路风积土路基二维平面模型,获得了模拟列车循环荷载作用下路基变形量的最大值,确定了列车荷载对路基土的影响深度。室内试验与数值模拟结果为高速铁路风积土路基振陷变形的研究及振陷模型的建立提供了重要的的参考依据。

改进Koppejan蠕变模型及其应用

将基于固结试验建立的Koppejan蠕变模型应力-应变-时间关系改进为增量形式,并泛化到三维应力空间,建立了改进的Koppejan蠕变模型。基于ABAQUS软件对改进模型进行二次开发,采用上海软黏土的长期固结试验结果对模型进行验证,结果表明,Koppejan模型能较好地描述上海软黏土的蠕变特性,且改进Koppejan模型的计算精度比经典Koppejan模型高,两种模型应用于淤泥质粉质黏土的计算效果均比粉质黏土好。将改进Koppejan蠕变本构模型应用于某高速铁路桥梁桩基长期变形的三维有限元分析,与现场实测沉降的对比表明,改进Koppejan模型能较好地应用于实际工程的长期变形计算,且计算效果较好。

地下铀矿山留矿法采场受限空间内氡迁移的数值模拟

为研究铀矿山留矿法采场氡迁移规律,依据留矿法采场的构造和物理几何尺寸,建立了受限空间内颗粒堆积型射气介质气体流动的数学模型和氡迁移方程,以10 m和20 m高爆破矿堆为对象,采用计算流体力学（CFD）方法,研究了不同通风条件下采场中氡的迁移规律。结果表明：1）采场下行通风方式降低矿堆上部作业空间氡浓度的效果优于上行通风方式,但对采场运输巷道氡浓度的效果相反;采场排风氡浓度与采场通风风量成反比,氡析出份额与通风风量成正比;2）在相同通风风量下,10 m高爆破矿堆与20 m高爆破矿堆氡析出份额之差随通风风流量增长而逐渐缩小;3）均压通风对渗透率高（k=1×10-8m2）的采场排风氡浓度、矿堆氡析出份额有明显影响。

基于网格搜索的支持向量机砂土液化预测模型

在使用支持向量机对砂土液化进行预测时,不可避免地会遇到惩罚因子和核函数参数如何选取的问题,目前还没有确定这两个参数的选择模式,解决这一问题比较常用的办法有经验公式法、遗传算法和网格搜索法。对此本文基于网格搜索方法,使用LIBSVM软件包,寻找砂土液化训练样本的结构风险最小值所对应的支持向量机最优参数;使用最优参数,建立了支持向量机砂土液化预测模型。研究结果表明:预测样本的正确率可达87.5%,而且预测结果稳定;同时通过比较BP神经网络的砂土液化预测情况,可知支持向量机有更好的泛化能力,收敛速度也更快。

二灰改良风积土动力特性试验

在一系列室内动三轴试验的基础上,研究了二灰(石灰、粉煤灰)改良风积土在不同固结围压、固结比、掺灰比和振动频率条件下的动强度特性。通过试验和计算分析,在力学性质较差的风积土中掺入石灰、粉煤灰,其动强度明显提高,且主要表现为动粘聚力增加。其中,尤以掺灰比(石灰∶粉煤灰∶风干土)10∶20∶70,13∶27∶60的石灰粉煤灰土改良效果更为明显,其饱水动强度相对于素土而言提高近2～3倍以上。随着振动频率的升高,二灰改良风积土动剪应力呈现下降的趋势。

基于双曲线模型的增强型桩荷载传递特性研究

通过现场实测的增强型桩和光圆型桩静压试验和桩身内力测试数据,探讨了增强型桩的荷载传递规律。为研究增强型管桩竖向承载特性,将增强型管桩纵向凸肋按截面积计入桩体刚度,而环向凸肋对桩侧土的作用通过桩侧摩阻提高系数来反映;以荷载传递函数的双曲线模型为基础,建立了适用于增强型桩的荷载-沉降关系的计算迭代模型。结合现场静载试验获得的荷载-沉降曲线和桩身轴力分布曲线,反分析确定传递函数的计算参数。应用结果表明,本文方法确定的荷载-沉降曲线和桩身内力分布与实测值吻合较好,具有较好的实用性。

抽降水引起的桥梁桩基沉降计算

本文采用理论分析的途径,探讨了抽降水引起桥梁桩基沉降的机理,推导了由于降水引致的层状土对桩基负摩擦力的理论计算公式,并通过迭代法计算得到实际的中性点位置以及总的负摩擦力大小。在以上分析基础上,建立了在抽降水情况下桥梁桩基沉降的理论计算方法。本文利用该方法对某高速铁路桥墩桩基在大量抽水情况下的沉降值进行了计算,计算结果与实测值相差5.7mm,相对误差仅13%,计算结果验证了该方法的可行性。

辽西风积土动剪切模量与阻尼比特性试验研究

研究辽西风积土的动力特性离不开其动剪切模量与阻尼比这两个最基本的参数.通过一系列动三轴试验,分析了围压、固结比、振动频率对原状风积上的动剪切模量与阻尼比的影响情况,并探讨了其产生的机理.通过试验数据分析表明,风积土的动剪切模量随围压的增大而增大,但阻尼比随围压的增大而减小;动剪切模量随固结比的增大而增大,阻尼比随固结比的增大而减小;动剪切模量和阻尼比均随振动频率的增大而增大,但影响较小,不如前两个因素明显.

突出行业特色的安全工程认识实习教学改革与实践

实习作为工科专业重要的实践教学环节之一,具有很强的专业性和实践性。应该结合安全工程专业认识实习具体的教学实践,分析安全认识实习的性质和任务,安全认识实习的目的和过程,剖析安全认识实习存在的主要问题,探讨提高认识实习教学质量的对策,并对近年来取得的成绩进行总结,最后对认识实习今后的教学改革提出思考和建议。

水浸颗粒堆积型射气介质氡析出规律的理论研究

铀尾矿库和地表浸铀铀矿堆是一种颗粒堆积型射气介质,其水位的变化和覆水厚度对氡迁移与析出的影响不容忽视。为揭示这类介质表面氡析出的规律,本文基于菲克定律和气液两相界面氡的传输理论,建立了水浸颗粒堆积型射气介质氡的一维传输-扩散数学模型,并获得稳态条件下气液两相体系中氡浓度分布的解析解和氡析出率的计算公式。通过研究,获得以下结论:1)水位为0m时,颗粒堆积型射气介质表面氡析出率随介质厚度的增大而增大,其增长率随厚度的增大而减小;2)介质表面氡析出率随水位的增大先增大后减小;3)当水体高度大于射气介质厚度时,覆水表面氡析出率随覆水厚度的增大而减小,随覆水氡扩散系数的增大而增大。

工程类研究生校企合作培养探析

工程类研究生为应用型高层次人才,校企合作是培养实践能力的有力途径。分析面向工程类研究生的校企合作中障碍与不足,健全校企合作的保障机制和校企合作培养,使学校与企业建立稳定长期的合作,促进工程实践培养,切实提高工程类研究生培养质量。

以职业资格认证为导向的安全工程全日制工程硕士课程体系的修订与优化

在现行的职业资格认证背景下,以注册安全工程师、注册核安全工程师和安全评价师职业标准和考试大纲为依据,以南华大学安全工程全日制工程硕士现有的课程体系为研究对象,在2014版人才培养方案的基础上,对该专业在校研究生进行了问卷调查并征求了部分任课教师的意见,最后对该专业学位硕士课程体系进行了修订和优化。新的课程体系突出以职业资格认证为导向,使学生通过模块化课程学习,在校期间初步接受与注册安全工程师、注册核安全工程师和安全评价师考试相关课程训练,毕业后能尽快通过职业资格考试,从而优化学生的职业发展前景。

安全工程专业“职业卫生与防护”课程教学模式的探索与实践

"职业卫生与防护"是安全工程专业的一门重要的专业课程,具有多学科交叉性和较强的工程应用性。该文结合南华大学安全工程专业的专业方向和以核为特色的专业特点,按照我国工程教育专业认证标准要求以及注册安全工程师的培养目标,从师资配置、教材的选用、教学内容、教学方法手段以及考核方式等方面对"职业卫生与防护"课程教学模式进行了探讨和实践,以期提高该课程的教学效果。