Height prediction of water flowing fractured zones based on BP artificial neural network

Factures caused by deformation and destruction of bedrocks over coal seams can easily lead to water flooding(inrush)in mines,a threat to safety production.Fractures with high hydraulic conductivity are good watercourses as well as passages for inrush in mines and tunnels.An accurate height prediction of water flowing fractured zones is a key issue in today's mine water prevention and control.The theory of leveraging BP artificial neural network in height prediction of water flowing fractured zones is analysed and applied in Qianjiaying Mine as an example in this paper.Per the comparison with traditional calculation results,the BP artificial neural network better reflects the geological conditions of the research mine areas and produces more objective,accurate and reasonable results,which can be applied to predict the height of water flowing fractured zones.

地面超载下摩擦单桩负摩阻力的连续介质力学解

针对地面超载引起的摩擦单桩负摩阻力,提出了一种基于桩土相互作用和连续介质力学的竖向位移模型来模拟桩土系统位移,模型中包含了桩土轴线位移函数和沿径向的衰减函数;采用变分法得到了桩土系统的总势能,从而得到了位移模型中桩土位移和衰减函数的耦合控制方程;利用迭代法求解了这两个耦合函数,得到了桩身轴力、中性面、负摩阻力、下拉力和土弹簧等效刚度等关键参数的数学表达式;通过和原位试验及已有理论结果的对比,验证了所提方法的正确性。结果表明:桩土模量比对桩的负摩阻力和下拉力有显著影响,中性面位置与长细比密切相关,而与桩土模量比关系不大;随着桩土模量比增大和桩长细比减小,桩身同一位置处轴力增长明显,但增长速率变缓;地面超载作用下桩周土体位移最大沉降出现在地表处,且地表以下0.3倍桩长范围内为位移强烈影响区;桩长细比和桩土模量比的增加均会使桩周土体位移场影响范围增大。

基于近地层垂直速度能谱尺度特征确定复杂下垫面零平面位移

本文利用位于南京市郊区的南京大学仙林校区SORPES观测站多层湍流观测数据分析了湍流谱特征,以白天不稳定条件下垂直速度能谱谱峰对应的长度尺度也就是离地高度为判据,探讨了运用该方法确定复杂下垫面零平面位移的可行性。统计分析表明,该方法确定的长度尺度呈现出较为一致的概率分布形状,概率最大的长度尺度对应于离地高度,在复杂下垫面情况下这个高度就是零平面位移高度到观测高度之间的距离,将观测点的离地高度减去这个距离就能得到零平面位移。本文同时运用不稳定条件下垂直速度方差在近地层中的相似关系来确定零平面位移,并与谱方法得到的结果进行对比。结果表明,谱方法和方差法得到的零平面位移非常接近。

高烈度区平面狭长的竖向细高结构方案比选

高烈度区平面狭长的竖向细高结构的工程设计难度大,选择合适的抗侧力结构体系至关重要。针对海口某高层结构,基于钢筋混凝土框架-剪力墙、钢筋混凝土剪力墙、钢框架、钢管混凝土框架-钢板组合剪力墙四个结构方案,采用YJK和Perform-3D软件对比分析了各方案的动力特性、小震作用下的弹性响应、大震作用下的弹塑性响应及抗震性能,对比分析了四个结构方案的经济性和舒适性。结果表明:除钢筋混凝土剪力墙方案小震层间位移角略大于限值外,各方案均满足小震和大震层间位移角限值要求,钢框架、钢管混凝土框架-钢板组合剪力墙方案在地震作用下底部剪力和地震输入总能量显著减少且构件延性更优;钢管混凝土框架-钢板组合剪力墙结构方案的经济性最好、建筑的净使用面积最大、梁下净高最高、工期更短,达到了装配式建筑要求。

铁路CPⅢ建网测量技术和方法研究

普通铁路的低精度控制网已经无法满足新时期铁路运营维护的需要,采用轨道控制网(CPⅢ)控制测量体系对重建普通铁路控制网具有重要意义。为研究CPⅢ测量技术和方法,本文以某铁路控制网重建项目为例,介绍铁路控制网布设要求,详细介绍CPⅢ加密测量、平面测量、高程测量的技术方法。结果表明,本次建网测量各项控制指标均符合规范要求,研究内容可为相关工程应用提供参考。

配置NPR钢筋的混凝土构件受弯计算方法研究

NPR(负泊松比)钢筋是一种新型高强度钢筋,屈服强度标准值大于625 MPa,其抗拉强度与抗压强度不等。为研究NPR钢筋在混凝土受弯构件中的应用,根据钢筋的本构关系,利用平截面假定推导并得出了界限受压区高度;推导了单筋梁的最大配筋率、双筋梁受压筋与受拉筋的相对关系;推导了受弯构件正截面计算方法。结果表明,对于混凝土受弯构件,配置NPR钢筋的计算方法与配置普通热轧钢筋不同。提出了现有结构计算软件存在的问题,提出了配置NPR钢筋的矩形截面受弯构件的处理措施。研究结果可为NPR钢筋在工程中的推广应用提供参考。

储油库大气环境风险影响分析中烟气排放类型的选择

本文从烟气排放类型进行分析,结合实际案例在考虑烟气抬升高度和最不利气象条件下预测原油储罐罐顶和液池燃烧产生的次生、伴生污染物CO和SO_(2)的扩散情况,结果表明采用非浮力中性气体+手工计算烟气抬升高度的模式的计算结果较采用浮力烟羽扩散模式是更不利的,为储油库环境风险影响评价提供一些新思路。本文的研究成果将有助于储油库经营者、环保部门以及相关方在风险管理和应急响应方面采取更加科学和有效的措施,以确保储油库的安全运营,并减少对环境和人类健康的潜在影响。

水稻种子与斜面碰撞后运动规律的试验

利用高速摄影仪和高分辨率摄像头分别从竖直和水平两个方向对水稻种子与斜面发生碰撞后的运动轨迹进行了在线跟踪,通过摄像图片的再现,检测与分析了接触面材料、投种高度和斜面倾角对种子碰撞后各运动参数的影响。试验结果表明:随投种高度h增加,种子碰撞后第1次弹跳高度H1线性增大、沿斜面方向的弹跳距离L1也线性增大;随斜面倾角θ的增大,H1线性减小、L1呈指数规律增大;利用二元二次回归正交试验,建立了以投种高度和斜面倾角为自变量,以种子运动平面的侧向偏斜角度为目标函数的种子运动行为预测模型。研究成果为输种管的结构设计提供参考。

GPS水准的拟合基准面高程系统

针对线路工程提出利用若干个 GPS和水准高程点建立一个拟合面作为高程基准面 ,这样 GPS高程经拟合后可获得相对于拟合基准面的准确高程 ,水准测量附合于 GPS点进行闭合差的调整 ,充分利用了 GPS的高程信息 ,有益于在线路工程中用

基于MODIS资料的中国东部时间序列空气动力学粗糙度和零平面位移高度估算

空气动力学粗糙度和零平面位移高度是很多气候模型和陆面模式中的重要参数,采用气象学方法推导这两个参数对于大范围长时间序列的计算需要大量长期的野外观测,而遥感方法可以快速经济的提供大范围数据,在本研究中采用形态学模型,以MOD IS产品数据作为数据源,计算植被冠层面积指数,估算了中国东部2001—2003年归一化到植被高度的1 km空间分辨率时间序列空气动力学粗糙度和零平面位移高度,结果表明空气动力学粗糙度和零平面位移高度均存在季节变化特征,并对所采用的模型和参数估算的结果进行了讨论。

考虑负摩阻力的刚性桩复合地基工作性状分析

以带褥垫层的刚性桩复合地基为研究对象,在考虑桩体负摩阻力作用的条件下,讨论了桩身侧摩阻力分布状况,建议了侧摩阻力线性简化计算模型。分析了带褥垫层刚性桩复合地基桩体与褥垫层的相互作用,计算了桩顶对褥垫层的刺入量。推导了桩体位移微分方程,并根据方程,同时结合中性面的定义,给出了求解中性面深度比的计算方法,讨论了其影响因素及取值范围。算例显示,按该方法计算的结果符合工程经验。

基于变高单应的单目视觉平面测量方法

针对河流水面成像测速等应用中采用单台非量测相机的变高平面测量,提出一种基于变高单应的视觉测量方法。方法在三维透视投影模型的基础上,结合水位和比降系数描述的水面高程模型建立图像平面和待测水面间的变高单应关系,解决了现有平面单应方法中控制点布设和水面高程变化的难题。设计了一种像差修正的直接线性变换法求解变高单应,有效改善了非量测相机的测量精度。试验重点分析了存在弱控制的条件下控制点布设、畸变像差、水位误差和倾斜视角对方法的敏感性。结果表明,在控制场布设条件良好的情况下,方法的坐标解算精度可以达到5 mm以上,能够满足中小河流的水面成像测速需求。

预测火灾情况下竖井中性面位置的连续模型

针对竖井侧向连续开缝和竖井侧向连续开缝及上部开口两种情况,在Klote模型的基础上,根据竖井内温度在竖向上连续分布的特点,建立了预测火灾情况下竖井中性面高度的连续模型.通过计算流体力学模拟,将Klote模型、双区域模型及连续模型与模拟结果进行对比.结果表明,连续模型偏差最小;通过分析连续模型计算结果可知,中性面高度受火源功率的影响较小,主要和开口情况有关.

基于动态步长的无人机三维实时航迹规划

针对直接在三维空间进行无人机(UAV)航迹规划难度较大的问题,将三维规划分解为二维平面规划和高度规划,最后再合成得到三维航迹,使规划空间得以简化,降低问题的复杂度;为实现在威胁区域对航迹的精细搜索,降低危险性,提出了一种根据与威胁的距离而动态调整搜索步长的策略;当无人机遇到突发威胁时,通过设置子目标点,帮助无人机快速修正航迹,实现航迹重规划。仿真试验结果验证了所提方法的有效性,无人机可以安全绕开突发威胁,实现三维规划,采用动态步长,航迹的受威胁程度降低。

断背斜应变中和面张性段储层主控因素及预测方法--以克拉苏冲断带为例

塔里木盆地库车坳陷克拉苏冲断带白垩系巴什基奇克组储集层垂向上一直被认为主要受沉积相带控制。在钻井过程中,相同应力背景、同一相带储集层垂向上物性、裂缝特征、地应力、钻遇复杂程度均存在差异。本文以克拉苏冲断带克深井区为例,从实际地质资料出发,根据实钻过程中的岩心、FMI成像测井、常规测井、地应力等特征,提出断背斜目的层垂向上基于应力差异分为张性段、过渡段、压扭段。三段中,以张性段储集层储层品质最好,储层物性高、挤压应力相对较弱、裂缝溶蚀强度高、钻井事故少,天然气量占天然气地质储量的60%以上,为勘探的首选区。结合有限元数值模拟技术,提出控制张性段的主要因素为构造最大主曲率、南翼边界断层倾角、断控幅度角、构造枢纽与高点之间夹角。根据四个控制因素的相关性及实际应用性提出了利用构造最大主曲率及断控幅度角预测张性段厚度的方法,两者误差均低于20%。构造最大主曲率法适用于井控程度高的井区,如评价–开发阶段;断控幅度角法基于过目标靶点的地震资料,对井控无要求,适用于圈闭预探-评价-开发阶段。

西北荒漠灌区覆膜对紫花苜蓿农艺性状和营养价值的影响

早春低温及干旱是限制西北荒漠灌区苜蓿高产的主要因子。覆膜种植技术可改善土壤的生态环境及作物生长状况,已成为西北干旱半干旱地区提高作物产量和品质的重要措施。本试验以覆膜(FM)为处理,不覆膜(CK)为对照,研究FM对2龄、3龄及4龄‘三得利’紫花苜蓿(Madicago sativa L.‘Sanditi’)每茬初花期农艺性状及营养价值的影响。结果表明:与CK相比,FM提高了2龄苜蓿第1、2和第4茬草的株高(P<0.05),第2茬草的干草产量(P<0.05,340.19kg·亩^(-1))和第3茬的干鲜比(P<0.05);提高了3龄苜蓿第2、3茬草的株高(P<0.05)和干草产量(P<0.05,257.18kg·亩^(-1),250.68kg·亩^(-1));提高了4龄苜蓿第2茬草的株高及鲜干比(P<0.05)。同时,在一定程度上FM显著增加了不同年份不同茬次苜蓿的Ca含量和P含量(P<0.05)。总体而言,FM使苜蓿年总产量比CK分别提高11.81%,17.48%及0.43%,分别达到1 053.06kg·亩^(-1),946.97kg·亩^(-1),1 045.50kg·亩^(-1)。

不同土表堆载分布形式下桩基负摩阻力特性模型试验

为了研究土表堆载分布形式对桩基负摩阻力作用的影响,设计实施了边载及围载作用下的单桩室内模型试验.桩周土采用细砂与饱和黏土,于加载过程中测定桩身应变、桩顶位移以及土体分层沉降.试验结果表明,土表堆载分布形式对桩基附加沉降具有较明显的影响,砂土中桩基在边载分级加载作用下的附加沉降约为围载时的77%,试验结束时黏土中桩基在边载作用下的附加沉降约为围载时的74%.边载作用下砂土及黏土中桩基中性点深度分别比围载时低约0.03L^0.08L和0.02L(L为有效桩长).在砂土承受土表堆载分级加载作用或者黏土排水固结的后期,因桩土相对位移不足以完全发挥负摩阻力作用,土表堆载分布形式对桩基负摩阻力影响减弱.

火灾情况下侧向连续开口楼梯井中性面位置

通过1/3缩尺寸实验和模拟研究楼梯井侧向连续开口时中性面位置。研究表明,此种开口形式下,整体楼梯井不存在单一中性面,中间紊乱楼层存在各自小中性面,楼梯井与外部通过侧面开口形成若干个竖井小循环;随着火源功率的增加,紊乱楼层数增加,小循环数也增加;随着火源位置的提高,楼梯井下部空气流入的范围扩大,紊乱楼层数减小,小循环数也减小。楼梯井中部温度并不是随着高度逐步降低,在中部紊乱楼层中出现下部温度低于顶部温度的现象。

高层建筑热压中和面位置的确定

根据通风网络理论 ,结合建筑物各楼层门窗间的串并联关系 ,率先引入了能够反映建筑门窗结构和气密性特征的特征参量“风阻” ,并应用中和面上、下渗进渗出风量平衡的关系 ,得出了求解热压中和面位置的一元方程式 。

基于中性面的抑制烟气溢流的临界排烟量模型

本文基于中性面理论,建立了排烟条件下房间(简称排烟房间)竖向开口烟气中性面计算的区域模型。根据中性面高度与开口上沿的关系,得到了抑制开口处溢流产生所需的临界排烟流量以及气体流入质量流率的计算模型。结果表明:在排烟条件下,房间竖向开口处烟气流动的主要控制因素仍是密度差引起的压差;随着排烟量增大,开口处的中性面不断上移,烟气溢流量持续减小。中性面与开口上沿平齐后即达到溢流抑制临界条件,烟气便不再溢出室外。数值模拟结果与理论模型的计算结果对比表明,所建立的模型可以较好地预测排烟房间竖向开口的烟气溢流抑制临界条件。