基于Bootstrap和GA-Elman的土质滑坡坡表变形区间预测

坡体变形是表征边坡稳定性最直观的指标。如何科学合理地解译其演化特征,对滑坡灾害预警防范具有重大的工程意义及科学价值。由于滑坡灾害的影响因素中,很多不确定因素都不可能完全准确地定量分析,只能从定性层面建立影响因素与坡体变形的关系,为了解决滑坡确定性预测方法中未考虑预测与数据误差的问题,量化滑坡点预测结果中的不确定因素的影响,依托滑坡坡表变形点预测方法,提出基于残差Bootstrap与GA-Elman神经网络的区间预测方法。相比于传统方法,通过变形伪数据集的建立、GA-Elman模型的迭代训练与总方差估计、ELM网络残差训练与随机误差方差估计等步骤创建的区间预测方法在预测可靠性、区间宽度、针对特殊变化坡体的预测灵活度等方面都有显著提升。利用Bootstrap重抽样模型、GA-Elman神经网络预测算法以及区间预测理论方法,建立基于Bootstrap和GA-Elman的滑坡变形区间预测模型。研究导致滑坡变形的不同影响因素、预测模型参数及置信区间等对于区间预测模型效果的影响,并运用到现场滑坡中。分析结果表明,所提出的方法可适用于现场滑坡,更好地将滑坡降雨等影响因素与坡体表观变形建立联系,为滑坡灾害的提前预警与防治提供可靠准确的信息支撑。

干密度与含水率对标准砂抗剪强度的影响研究

抗剪强度是土的重要力学性质之一,是决定工程稳定性的关键因素。为研究砂土的强度特性,选取标准砂为试验材料,设计不同含水率与干密度水平的直剪试验,明确干密度与含水率对标准砂应力-应变曲线的影响,揭示其对标准砂抗剪强度特性的影响规律。研究结果表明:标准砂试样达到相同应变所需的应力随着标准砂的干密度及试验法向应力的增加而增加、随着标准砂含水率的升高而减少。在干密度为1.45cm^(3)与含水率为20%和25%的直剪试验中标准砂的应力应变曲线呈现出应变软化的特点,进一步分析表明标准砂的应力-应变曲线随着试样干密度增加、法向应力减小呈现出由硬化型应变向软化型应变转换的趋势。标准砂的抗剪强度随着干密度的增大而增大,随着含水率的增大而降低,其抗剪强度主要来源于材料颗粒之间的内摩擦角。在控制含水率不变的试验中内摩擦角随着干密度的增加依次增加0.54°,2.17°,1.99°和0.21°,呈现出平缓-陡峭-平缓的上升趋势;在控制干密度不变的试验中内摩擦角由含水率每降低1%降低0.5°降低至含水率每降低1%降低0.3°,随着含水率的升高呈现出陡峭-平缓的降低趋势。研究结果可以为与砂土相关工程的防灾预警等研究提供参考。

纳米材料应用

纳米材料和技术是 2 1世纪“最有前途的材料”和“决定性的技术”。文章综述了纳米材料在力学、磁学、电学、热学、光学和生物医药等方面的应用和在世界各主要国家的应用现状 ,并对纳米材料的应用前景进行了展望。

虚拟钻孔技术在水利水电三维地质建模中的应用

为修正三维地质建模的结果与实际分布情况的差别,在CATIA软件基础上开发的水利水电三维地质建模平台上引进虚拟钻孔技术修正三维地质模型。系统分析三维地质模型误差的主要来源,包括建模初始资料与地质建模方法;介绍虚拟钻孔技术在水利水电三维地质模型中的适用范围,并提出虚拟钻孔技术修正三维地质模型的方法;以某大型水利工程为例,结合虚拟钻孔技术在三维地质建模平台上的建模流程,系统阐述其在三维地质建模平台上修正地质模型的过程,计算结果达到了修正的目的。研究结果表明:虚拟钻孔技术的引进能一定程度提高三维地质模型的精度,该技术可以为其它的三维建模与可视化研究所借鉴。

土质滑坡坡表倾斜变形的室内外试验研究

近年来,滑坡倾斜变形已成为滑坡监测预警的重要指标,但是目前关于坡表倾斜变形与滑坡发育特征的研究尚处于探索阶段。通过开展系列降雨模型试验,并结合现场试验,探究滑坡灾害演进过程中坡表位移与倾斜变形的关系,建立基于坡表倾斜-时程曲线的滑坡预警方法。试验结果表明:滑坡在破坏阶段坡表倾斜变形加速,倾角速率倒数与滑坡残留时间呈线性关系,利用该线性关系可预测滑坡最终破坏时间;滑坡滑动过程中坡表倾斜变形与位移呈线性关系,其斜率与滑动半径一致。根据试验结果首次揭示了坡表变形与滑带几何特征的关系,并为基于坡表变形的滑坡滑带预测方法提供了试验依据。

基于无人机技术的工程地质实践教学新模式探讨

随着科学技术的迅速发展,传统工程地质实践由于缺乏新技术和新方法的渗入、学生参与度低等问题,导致教学效果难以到达预期效果,并且教学内容及教学模式已经难以完全满足对应行业和社会对高素质工程地质人才的培养要求。本文通过引入无人机技术,对传统教学内容进行优化和改进,提出“教师引导-学生主导”的新型工程地质实践教学模式,使学生对所学专业有了深入立体的全方位认知,极大地激发了学生的学习热情,做到了寓教于用、寓教于乐。基于无人机技术的工程地质实践教学新模式是对工程地质实践教学模式的前瞻探索,也是培养全面高素质地质人才的重要保证。

WC-Co非金属-金属纳米复合结构的形成与控制

制备了CoWO4/WO3 复合氧化物前驱体粉末和WC -Co非金属 -金属纳米复合粉末 ,研究了制备过程中从氧化物前驱体结构到非金属-金属纳米复合结构的赋承状态变化规律 ,以及原位反应的相变规律 .论述了纳米复合粒子、纳米复合结构的形成机理 .结果表明 :WC -Co复合粉末的一次粒径为 2 0～ 5 0nm ,其中的硬质相WC和粘结相Co具有纳米尺度的复合结构 ,组分和粒度分布极为均匀 ,适于制备高强。

用流态化工艺制备WC-Co粉末

用偏钨酸铵和硝酸钴原料喷雾干燥制成ＣｏＷＯ４／ＷＯ３复合粉末，用流态化反应炉使之在Ｈ２和ＣＨ４／Ｈ２气相中连续。原碳化成ＷＣ－Ｃｏ粉末，着重研究了不同还原碳化工艺及其产物的形成机理。测试结果表明，所制ＣＯＷＯ４／ＷＯ３复合粉末呈均气球形的非晶和微晶混合态，ＷＣ－Ｃｏ粉末的晶粒细小均匀、相纯度高，适于制备超细晶粒的ＷＣ－Ｃｏ硬质合金。

纳米晶复合碳化钨-钴粉末的工业化制备技术

超细晶粒的WC-Co硬质合金具有高硬度、高强度的性能,纳米晶WC-Co复合粉末的合成是制备该合金的首要前提工作,中国正努力保持和强化“钨钴液相复合—喷雾干燥—流态化连续还原碳化技木”在国际上的前沿优势。该技术将偏钨酸铵和水合硝酸钴以分子级水平混合,经喷雾干燥制备出CoWO_4/WO_3复合氧化物前驱体粉末,然后将前驱体粉末置于流态化反应炉中,在H_2/CH_4/CO_2/N_2气氛下经过连续的还原、碳化、调碳过程,得到无缺碳相的纳米晶WC-Co复合粉末。

纳米复合碳化钨-钴粉末的分散与粒度表征

为研究纳米复合碳化钨-钴粉末的分散稳定性和粒度表征方法,以一定量分散介质和分散剂作用于纳米复合碳化钨-钴粉末,利用氮吸附法(BET)、光子相关光谱法(PCS)和电位分析仪分别测试了粉末的比表面积、粒度及其分布和粉末的ζ电位.研究结果表明:高比重的纳米复合碳化钨-钴粉末经一定工艺处理后具有相当的分散稳定性,但长时间球磨对分散并非有利;用BET可表征一次粒径,而PCS则表征二次粒径.

水利水电工程3维地质建模系统一体化设计

针对水利水电3维地质建模软件在地质信息数据库与建模系统分离的弱点,提出结合3维地质数据库与3维建模软件交互设计的方法,并在CATIA软件上开发了适用于水利水电工程的3维地质建模平台。利用Microsoft SQL 8.0软件建立3维地质建模数据库,实现了数据的录入、查询、删除、EXCEL模版导入导出等功能;利用Visual Basic.net软件搭建3维地质建模平台,包括3维地质建模中所需的覆盖层、地质层、水文层、模型分析等基本模块,并将3维地质建模数据库嵌入到3维地质建模平台中,实现了钻孔数据的导入、虚拟钻孔以及3维地质模型任意剖切出图等功能,从而实现了3维地质建模数据库与3维建模平台一体化的设计理念。

透辉石助烧剂对氧化铝瓷球显微结构和耐磨性的影响

研究了透辉石 (CaMgSi2 O6 )助烧剂对 90 %氧化铝瓷球显微结构和耐磨性的影响 .透辉石助烧剂的引入 ,使瓷球具有均匀细小的晶粒 ,从而获得了强化和增韧 ,提高了瓷球的耐磨性 .氧化铝瓷球的磨损机理主要是穿晶断裂的塑性微观切削 .瓷球的晶粒尺寸、密度、抗压强度、磨损率分别为 :1.5～ 4μm ,3 .62g·cm- 3,2 0 80MPa,0 .2 5 %·h-

基于浆液稠度时空变化的盾构隧道壁后注浆扩散机制

研究考虑幂律水泥浆液稠度时空变化对盾构隧道壁后注浆扩散半径及力学性质影响。首先,针对不同水灰比水泥浆液进行稠度时变性试验,简要分析浆液稠度时变规律,并获取各水灰比水泥浆液稠度时变系数;其次,分析盾构隧道壁后注浆扩散机理,重点研究浆液扩散稠度时空分布不均匀性;再次,建立恒定注浆速率条件下,考虑浆液稠度时空变化不均匀隧道壁后注浆的扩散模型,并推导浆液压力及管片承压时间与空间的分布方程,确定浆液注浆压力的时变规律;最后,以实际工程为例,分析注浆终压与管片承受压力、浆液扩散半径及注浆浆液压强时空分布的关系,并对比分析考虑与不考虑浆液稠度空间分布不均匀性的扩散半径及管片受力结果。研究结果表明:浆液质点的压强随距离注浆孔位置增加而减小;当注浆终压较低时,注浆浆液扩散半径随注浆终压增大而迅速提高;盾构隧道管片注浆终压增大,管片所承受的注浆总压力迅速增大;不考虑浆液空间分布不均匀性所得注浆压力为正常值的60倍以上,所得浆液扩散半径约为正常值的1/3,管片承受总压力相差20倍以上。

CATIA-FLAC^(3D)耦合建模方法及其应用

针对FLAC3D面向复杂的地质模型建模存在的技术困难和不足,提出CATIA-FLAC3D耦合建模新方法。先利用CATIA强大的三维地质体建模功能进行三维地质建模,再利用其有限元模块对地质体进行网格划分;基于对两类软件中单元、节点数据关系的差异分析,应用Visual Basic语言编写CATIA-FLAC3D接口程序,实现了将CATIA环境下建模生成的单元、节点信息导入FLAC3D。以某已建成偏压隧道工程为例,验证了CATIA-FLAC3D耦合建模方法的可行性和有效性,为FLAC3D构建三维复杂工程模型提供了新的思路。

直接还原碳化法制备纳米复合WC-Co粉末

用直接还原碳化法制备了纳米复合WC-Co粉末.根据X射线衍射图研究了直接还原碳化温度及时间对反应产物的影响,用扫描电镜观察了粉末颗粒形貌和粒度分布.结果表明:用直接还原碳化法在950℃碳化4h可以得到100～300nm、无η相的WC-Co复合粉末,该法具有碳化温度低、碳含量容易控制、适合工业化生产的优点.

析霜对混凝土的破坏与防治

本文阐述了混凝土的析霜机理；分析讨论了析霜对混凝土的破坏作用，认为析霜既影响混凝土的美观又造成溶出性腐蚀，导致破坏制品的力学性能和耐久性：提出了详细的防治措施。

纳米复合WC-Co粉末的烧结研究进展

纳米复合WC-Co粉末的烧结是纳米晶WC-Co硬质合金制备的关键。主要阐述了纳米复合WC-Co粉末的烧结研究进展,包括纳米复合粉末的烧结特性、烧结机理和常用的烧结方法。

WC-10Co纳米复合粉末棒材的成型工艺研究

研究了WC-10Co纳米复合粉末的模压、挤压成型及冷等静压复压工艺。用SEM观察了生坯的显微结构。结果表明：运用本研究优化的模压、挤压工艺能生产出合格的棒坯；模压成型后的冷等静压处理工艺可以减少坯体孔隙度，提高其强度，但冷等静压处理工艺对挤压成型的坯体的后期效果并不明显。

新铌酸盐Ba_3Ni_(0.33)Nb_(4.67)O_(15)的合成与X射线衍射分析

在BaO -Ni2O3 -Nb2O5 三元系统中 ,用固相反应法合成了新铌酸盐Ba3Ni0.33Nb4.67O15。以BaCl2 和B2O3为主要助熔剂制备了Ba3Ni0.33Nb4.67O15 的单晶体。利用四圆单晶衍射仪测定晶胞参数 ,然后采用X射线粉晶衍射法进行了物相分析,对该化合物的粉晶衍射数据进行了指标化 ,并报道了其X射线衍射数据。分析结果表明 ,该化合物属于填满型四方钨青铜结构 ,空间群P4bm(100),晶胞参数为 :a=1.26092(5)nm ,c=0.40096(4)nm ,α=β=γ=90°,Z=2。