基于ESMD-FE-AJSO-LSTM算法的水闸深基坑变形预测

水闸深基坑开挖变形具有明显的非线性和非稳定性特征,基于此,引入极点对称模态分解算法(extremepoint symmetric mode decomposition method,ESMD)对水闸深基坑开挖变形原型监测序列进行多模态分解,并基于模糊熵(fuzzy entropy, FE)理论对各分解分量进行模糊多模态相空间重构,从而有效甄别水闸基坑变形不同时间尺度有效物理特征。构建基于人工水母搜索算法(artificial jellyfish search optimizer,AJSO)优化的长短期记忆(long short-term memory,LSTM)人工神经网络模型,以重构后的各重构子序列为基础进行优化训练,并把训练后的各预测模态分量合并,实现对水闸基坑开挖变形动态预测和分析。以张家港市十一圩江边枢纽改建工程基坑开挖变形监测为例,采用上述方法对该枢纽工程基坑开挖过程变形进行预测和分析。结果表明:基于ESMD-FE-AJSOLSTM算法的水闸深基坑变形预测方法能够有效预测基坑开挖变形非线性特征,相比传统LSTM、循环神经网络(recurrent neural network, RNN)和支持向量机(support vector machine,SVM)等算法具有更高的预测精度和稳定性,为实现对基坑开挖安全性态实时科学诊断和分析提供技术参考。

瓜洲泵站工程桩基础处理及结构数值计算分析

瓜洲泵站工程面临地基地质条件差、轻粉质和重粉质砂壤土居多、地基渗透性强和易出现液化的问题,不宜作为工程天然地基持力层。对无桩基础的瓜洲泵站进行稳定分析,据此引入含钻孔灌注桩基础的瓜洲泵站工程设计方案,并对其进行了稳定分析,提出了钻孔灌注桩地基处理施工技术的注意事项。最后,利用三维空间有限元法,对校核洪水运行工况下的瓜洲泵站结构进行数值模拟计算,通过分析泵站结构的应力和变形,验证设计方案的有效性。研究成果有望为泵站工程的地基处理及安全性能分析提供价值性参考。

拱坝振动台动力破坏模型试验及其结构动力特性

研究拱坝结构抗震性能及破坏形态的重要手段为拱坝振动台动力模型试验,试验配制一种以重晶砂、重晶石粉和水泥为主要成分的模型材料,结合选用的振动台所具备的条件及模型材料的力学性能,设计拱坝振动台试验模型,并测试和获取其在不同地震荷载下的动力响应。选择某一工况进行分析,该工况下结构开始出现明显裂缝损伤并逐渐发展。通过分析该工况下结构动应变响应,分析其损伤出现的时间,由此将该工况分为4个时段。通过计算分析不同时段多个加速度响应测点的加速度放大系数,并引入模态参数辨识的数值子空间辨识算法和ARX模型辨识法,计算不同时段+拱坝模型的自振频率和阻尼比,并将其与损伤发展情况相对比,以分析拱坝模型损伤发展情况及其结构动力特性。研究结果可为拱坝振动台试验制作和结果分析提供价值性参考,并可为拱坝结构动力特性参数识别和损伤诊断方法提供验证素材。

高温前后混杂纤维再生混凝土的多轴本构模型

地震引发的火灾可能导致再生混凝土爆裂,掺入纤维是改善再生混凝土抗爆裂性能的一种有效措施。本文研究了高温前后混杂纤维再生骨料混凝土(hybrid fiber recycled aggregate concrete,HFRAC)在围压作用下的力学性能和多轴本构模型。研究表明围压对HFRAC试块的破坏模式有显著影响。经历过不同温度后的HFRAC试块在单轴压缩后会产生贯穿性裂缝,且裂缝的宽度较大。随着围压的增加,贯穿性斜裂缝逐渐被局部斜裂缝所取代。在多轴应力作用下,高温暴露后HFRAC试块的体积显著缩小。在八面体应力空间中建立了一个考虑温度影响的改进破坏准则。考虑钢纤维掺量、长径比和温度对HFRAC应力-应变关系的影响,提出了一种改进的三轴本构模型。试验表明改进后的本构模型能够更准确地反映HFRAC在单轴和低围压条件下的受压应力-应变关系和损伤演化规律。

双排格形地下连续墙的空间变形三维有限元分析

双排格形地下连续墙作为基坑工程的一种新型自立式支护结构,不仅可以发挥地连墙的作用,还有着墙体刚度大、抗渗性好、无需安装内支撑的优点。本文以某深基坑工程为例,采用有限单元法模拟基坑开挖与降水,重点分析双排格形地下连续墙的空间变形特性。

大坝渗流统计模型在棉花滩水电站右岸绕坝渗流分析中的应用

基于库水位和降雨对大坝渗流的影响存在滞后效应的特点,将粒子群算法引入库水位和降雨服从正态分布的大坝渗流统计模型中,优化查找库水位和降雨对渗流影响的滞后天数和影响天数。与传统大坝渗流统计模型的比较结果表明,所建模型精度更高。

大坝变形空间函数监控模型

对于传统的大坝变形监控模型,温度分量有着欠拟合的现象,对此进行了改进。为了反映大坝整体变形规律,引入空间坐标向量,建立了基于温度分量改进的大坝变形空间函数监控模型。所建的监控模型由于因子较多,因此应用量子遗传算法及逐步回归分析选择了显著性因子并剔除了不显著因子。最后将所建的大坝变形空间函数监控模型应用于某混凝土坝变形监测中,结果显示,所建模型较传统大坝变形监控模型精度高。

深基坑中新型双排复合支护结构的三维空间有限元分析

将两种或两种以上的支护结构组合成复合支护结构,应用于复杂软土地基深基坑工程已受到许多研究与设计人员的关注,以确保工程的安全、稳定及经济性。针对目前关于将地下连续墙与钻孔灌注桩及高压旋喷桩联合成新型双排复合支护结构的研究较少,本文以某软土深基坑工程为例,设计采用了该新型双排复合支护结构,基于三维弹塑性有限单元法对深基坑工程的分层土体开挖与降水展开数值模拟,通过分析该新型双排复合支护结构的结构性能及深基坑开挖对周围环境的影响,验证设计方案的有效性,为该类型的复合支护结构在深基坑工程中的应用和推广提供有益帮助。

综合考虑渗流滞后效应和库水位变化速率影响的大坝渗流统计模型

以某大坝渗流量分析评价为例,通过引入库水位变化速率这一渗流影响因子,在对库水位变化速率及其对大坝渗流影响进行分析的基础上,研究了综合考虑渗流滞后效应和库水位变化速率影响的大坝渗流统计模型构建原理和方法,并通过与传统统计模型的对比分析,验证了文中方法的可行性和有效性。

基于EMD滤波和云模型的大坝安全监控指标拟定

为克服现有大坝安全监控指标拟定方法的不足,利用云模型,采用数字特征熵来揭示异常值的随机性与模糊性,通过期望、熵和超熵构成的特定结构算法,将大坝安全与否的定性概念定量表示,以此拟定安全监控指标。由于大坝监测效应量影响因素复杂,监测数据常存在高频噪声,因此应对原始数据进行降噪处理。以福建某大坝水平位移为例,先用经验模态分解(EMD)滤波方法去噪,然后采用云模型进行安全监控指标拟定,并与典型的小概率法进行对比分析。结果表明,基于EMD去噪和云模型拟定的监控指标是合理准确的。

如何将抽象的政治理论诉诸形象具体

思想政治是意识形态领域一种抽象的学科。对于如何上好政治理论课这个课题．本文作者根据自己的教学经验总结出了以下几点：遵循感性上升到理性的原则，注重对理论具体的分析，把抽象理论具体化．从而实现从理论到实践的飞跃。

格形地连墙的三维有限元分析

应用ABAQUS有限元软件,采用三维有限单元法模拟某基坑开挖过程,重点分析了格形地下连续墙的水平位移与应力分布。研究发现,格形地连墙与一般地连墙的位移分布特征不同,墙顶位移较小,墙底位移最大;内外纵墙通过隔墙相连增强了整体的稳定性,隔墙因此处于受拉状态。研究结果可为工程方案设、基坑工程的安全与稳定性的论证提供依据。

大型立式轴流泵运行安全可靠性分析及改造

南水北调东线工程江都第四抽水站在运行中发生了叶轮外壳气蚀严重、内嵌不锈钢开裂、叶片调节机构受油器发热抱死、叶轮密封老化导致漏油等故障,在进行维修性处理后,有必要对轴流泵可靠性进行分析验证.采用数值模拟技术从流场速度与静压分布、刚强度、拉杆受力等方面进行分析评估.分析结果验证了叶片、转臂的安全性,确定液压站外置、系统油路复杂是渗漏油故障多发的根源,提出并实施了内置式叶片调节机构改造,成功消除了渗漏油的隐患.

基于分布式光纤传感技术的移动式堆石坝面板塌陷探测方法

混凝土面板堆石坝面板的工作状态直接关系到大坝的安全运行,水下面板缺陷的探测是长期关注的难点问题。利用光纤分布式传感技术,研制了一种新的移动式面板塌陷检测装置,通过特殊光纤布制成的传感布,制作可移动式感知设备,感知面板塌陷处光纤在水压力作用下的应变变化,实现了水下面板塌陷的探测,并可通过光纤的异常应变信号,确定缺陷位置和大小。模型试验结果表明,该方法具有较强的水下面板塌陷探测能力,能检测面板的塌陷位置和范围并可视化。

面板堆石坝的渗流监测模型研究

面板堆石坝的渗流影响因素复杂,从显函数及隐函数的角度,分别建立了面板堆石坝渗流统计模型及基于小波神经网络的面板堆石坝渗流监控模型.在两者模型基础上,基于最大熵理论,融合两个模型的优势,建立了组合式的面板堆石坝渗流监控模型.最后,以某面板堆石坝为例,将建立的渗流监控模型应用于渗流监测及预报中,结果证明所建模型有着较好的精度,组合模型能够发挥两模型的优势,有着最优的精度,这可为同类工程的渗流监测研究提供借鉴.

混凝土坝强震观测资料的ARX模型分析

针对目前强震观测资料分析存在结构安全情况判估受计算模型和参数影响大的问题,通过建立强震资料时变参数自回归递推ARX模型,利用ARX模型参数反映结构系统动力特性变化的特点,提出了直接利用强震资料快速评估混凝土坝震后结构状态的方法,并采用遗忘因子提高模型效率。实例仿真结果表明,ARX模型时变参数能反映混凝土坝结构状态的变化,所提出的评价方法是有效、可行的,可作为DL/T 5416—2009《水工建筑物强震动安全监测技术规范》中方法的补充。

边坡变形影响下锦屏一级拱坝安全性分析

锦屏一级高拱坝左岸边坡断层较多且持续变形不收敛,从而对坝体安全稳定运行造成不利影响,为合理分析左岸边坡变形对坝体安全性的影响,建立了锦屏一级拱坝三维有限元仿真模型,运用小生境与遗传模拟退火耦合算法搜索左岸边坡最危险潜在滑动面,在搜索到的潜在滑动面施加三角形位移荷载模拟左岸边坡的变形并进行持续超载,同时考虑坝体自重、水压力等荷载作用下坝体的应变情况。结果表明,边坡变形的极限超载系数在9~10之间,靠近坝体左岸岸肩1 769m高程以上的部位在边坡持续变形中会较早进入塑性屈服阶段,在不出现塑性屈服区贯通情况下,坝体弦长最大压缩变形可达到205.32mm,从而可为坝体安全运行提供参考。

多变量洪水非平稳频率分析方法研究——以淮河流域蚌埠水文站为例

气候变化背景下淮河流域水文气象序列的趋势性引发的非平稳特征势必会对洪水多变量风险产生一定的影响。基于LR-AICc非平稳模型优选准则构建动态Copula函数为核心的联合分布模型,以淮河流域蚌埠水文站的洪峰、洪量序列为研究对象,将与洪峰、洪量序列相关的城市化因子、气候变化因子作为协变量纳入到时变边缘分布模型、Copula模型的参数结构中。结果表明:提出的LR-AICc非平稳检测方法相比于非参数的趋势检测法更能够捕捉到极值序列的非单调性和参数的反向趋势性;由于边缘分布参数的时变特性,50年一遇联合重现期水平下的洪峰-洪量分位数对呈现一定的时变特性:①1960-1970年间,洪峰、洪量的设计值呈增大趋势;②1970-1990年间呈现下降趋势;③1990-2010年呈现逐渐增大趋势。单一考虑气候变化或者城市化因素都会出现一定程度上的高估或低估洪峰-洪量的设计分位数。相比于城市化因素,气候变化因素是蚌埠水文站控制的子流域内影响洪水单变量、多变量风险的主导因素。基于动态Copula模型为核心的非平稳频率分析思路有利于定量剥离气候变化因子、人类活动因子(城市化)对于洪水多变量风险的影响。

基于C-Vine Copula熵多目标优化模型的水文气象站网优化研究

气候变化背景下水文气象序列的趋势性引发的非平稳特性势必会对水文气象站网优化结果产生一定影响。通过C-Vine Copula熵的多目标站网优化模型和滑动窗口法结合,分别以黄河和淮河流域1992-2018年日降水序列作为研究对象,通过建立的站网优化模型分析了不同窗宽条件下两个典型流域各站点的秩次情况,从而量化分析降雨序列趋势程度对站网优化结果的影响。结果表明:由于Archimedean Copula仅仅适合描述正相关的多变量相依性结构,基于CVine Copula模型估计总相关量更加逼近实际的站网信息冗余量,特别是在高维情形下二者估计的差异性更大;趋势程度较大的淮河流域站网秩次的年际变化相比于趋势程度小的黄河流域站网更加显著,趋势性引发的序列非平稳特性增加了水文气象站网评价结果的不确定性。不同的时间域范围可能会对站网设计结果产生不同的影响,这意味着最佳的站网布设可能只适用于特定的观测时段。因此,研究表明在处理水文气象站网优化时应非常谨慎,因为在其他条件相同情形下,基于固定的全序列剔除或者增加某些台站会导致整个站网系统的水文气象信息损失或信息冗余,为此站网的优化设计应当以使其更适应不断变化的水文气象条件可能更为可取。