改进的分层总和法在黄土地区高填方地基沉降变形中的应用研究

黄土高填方沉降变形控制是工程建设的重点和难点。通过室内侧限压缩试验和加湿试验,总结了重塑黄土在自重应力和含水率变化下的变形特征。基于分层总和法的思想,引入了Gunary模型和割线模量法,将黄土高填方地基的沉降分为荷载引起的施工沉降和含水率变化引起的施工后沉降,并提出了黄土高填方地基沉降变形的计算方法。结合实际工程背景,预测了高填方工程的沉降变形。结果表明:黄土高填方沉降的主要来源是施工期荷载引起的沉降;随着填土高度的增加,工后沉降占总沉降的比例逐渐增大;在最优含水率条件下,当施工期压实度达到95%以上时即可完成土的排气固结,施工后期为土的排水固结;压实度的控制对高填方工程至关重要;该研究成果丰富了黄土高填方地基沉降变形的计算理论,为黄土高填方工后沉降和湿陷性沉降的研究提供了理论依据,并对黄土高填方工程的施工及工后沉降控制具有一定的参考价值。

新形势下耕地资源质量分类与等别转换的应用研究——以济南市为例

以济南市为研究区域,在2021年度耕地资源质量分类成果的基础上,运用改进的灰靶模型和指标赋分求和法2种等别转换方式将济南市耕地资源质量分类成果转换为等别数据。结果表明:改进的灰靶模型兼顾了耕地的自然本底特征和耕地的粮食产能,在赋权和评价过程更为客观、科学,转换后的等别成果更为合理,济南市质量较好的耕地主要位于中部和北部平原地区以及沿黄地区,等别主要为3等和4等地,占总耕地面积的77%,符合济南市实际情况;采用指标赋分求和法转换的等别整体较为合理,但主观性较强,评价结果区域内部差异性较小。因此,改进的灰靶模型在耕地资源质量分类与等别衔接研究中应用性更强,转换成果可为耕地占补平衡与进出平衡等实践应用提供参考。

完全匹配层在矩阵式波动方程SBP-SAT方法应用

数值离散方法和截断边界效果是地震动模拟实现的关键。基于分部求和(summation-by-parts,SBP)和一致逼近(simultaneous approximation term,SAT)的SBP-SAT方法具有较高的稳定性,这使得该方法具备了较高的应用前景和价值。此外,完全匹配层(perfect matching layer,PML)是一种应用广泛用于模拟截断边界的技术,但引入匹配层可能会破坏原始方程的稳定性,特别是在各向异性介质或曲线域模型中。首先基于数理推导,给出弹性波动方程系数矩阵的对称形式。在此基础上,引入多轴完全匹配层(multi-axis perfect matching layer,MPML),并建立相应的匹配层方程。通过本征值分析,我们可以判断阻尼函数对原方程特征根实部的走向和取值范围的影响。然后,我们采用SBP-SAT方法对矩阵对称形式匹配层方程进行离散,并在频域中采用能量法进行稳定性评估。通过对不同模型的数值仿真,表明所提出的离散框架具有整合度高、稳定性好和拓展性强等特点。此外,多轴匹配层可以与SBP-SAT方法结合,可以稳定地模拟曲线域中的波传播。

上部基坑开挖与内部堆载情况下盾构隧道位移的计算方法

地下结构上方大面积基坑开挖导致地下结构上浮,准确预测上浮变形是合理评估基坑开挖影响的前提条件。本文以既有地铁盾构隧道上方大面积基坑开挖为背景,基于基坑开挖附加荷载分布规律及分层总和法,将盾构隧道受基坑开挖与内部堆载情况下的响应位移分为整体上浮位移、相对上浮位移、堆载再压缩位移及特殊地质附加位移等四个部分,分别提出了隧道上浮位移的理论计算方法。为验证该计算方法,将其应用于南宁某工程的隧道上浮位移估算。计算结果与实测上浮位移的比较表明:大面积开挖导致的地层总体上浮占隧道上浮量的比例最大,而隧道内部堆载措施量在浅层开挖时限制隧道上浮的效果显著;理论计算方法更适用于预测施工完成时稳定阶段的盾构隧道上浮位移,计算结果与工程实测数据较为吻合,误差不超过10%,可为类似工程的设计及施工提供参考。

思维进阶训练之收敛级数求和方法的研究

本文以几个经典的级数为例,从阐述训练思维进阶的角度研究一类收敛级数求和的方法,旨在展现不同的思维之分以及思维训练的重要.

不同群桩沉降计算方法在崇明岛水闸工程中的应用分析

分别根据设计规范中主要推荐的等代墩基法、依据Mindlin解的Geddes法及等效作用分层总和法计算上海崇明老滧港南闸的群桩沉降,并与实测成果对比分析,结合各计算方法的特点,验证了各方法在本地区的适用性,最终证明等效作用分层总和法的计算成果与实测结果最为接近,但各方法的沉降计算成果都比实测值偏大。

基于改进TD3算法的综合能源系统低碳经济调度

在用传统调度方法进行综合能源系统低碳经济调度时会面临数据维数高、建模难度大等困难。虽然用基于数据驱动自适应挖掘物理模型的深度强化学习算法有希望克服这些困难,且其中确定性策略梯度算法尤其适用于连续决策变量问题的求解,但该算法在实际应用时存在训练效率普遍较低的问题。对此,提出了一种基于改进双延迟深度确定性策略梯度算法的调度决策模型。首先基于综合能源系统低碳经济调度特性建立序贯马尔可夫决策过程模型;进而应用改进双延迟深度确定性策略梯度算法构建并训练神经网络,避免过估计并提高网络输出稳定性。同时,为提升网络训练效率,以求和树对训练过程中的历史经验数据进行存储和经验回放采样。实验结果表明,所提方法能对综合能源系统低碳经济调度问题进行有效求解,且比传统强化学习算法表现更优。

条形基础作用下粗粒土地基沉降计算改进方法

目前,工程中普遍采用规范法和分层总和法计算粗粒土地基沉降量,然而,上述方法是基于连续介质理论建立的,与工程实际存在差异,其结果也存在一定误差。针对这些不足,考虑粗粒土地基散体介质特征,建立了求解条形均布荷载作用下粗粒土地基附加应力的解析方法;基于孔隙介质力学理论,建立了变形力学参数随地基变形呈非线性变化的参数计算模型;在此基础上,提出了适用于粗粒土地基沉降量计算的分层总和改进方法。分别采用规范法、分层总和法和提出的改进方法计算某实例沉降量,并与试验监测值进行对比分析。结果表明,建立的条形基础作用下粗粒土地基沉降计算改进方法更接近试验监测值,表明方法具有合理性和可行性。

基于GIS的河北省太行山山前平原区耕地质量等级评价

为科学有效进行耕地质量保护和建设提升,精准了解耕地质量等级数量和空间特征分布情况,基于GIS技术,运用层次分析法、特尔菲法、模糊数学法和累加法等,对河北省太行山山前平原30个县(区)耕地质量构建综合评价体系,并进行等级评价。结果表明,研究区耕地最高等级为1级,最低等级为8级,平均等级为3.24级,整体质量较高。基于自然断点法,将1~3级地归为优等,主要分布在石家庄山前平原和邯郸部分地区;4~6级地归为中等,主要分布在保定山前平原北部地区和邢台部分地区;7、8级地归为低等,主要分布在保定山前平原南部和邢台部分地区;研究区内中部地区和南部地区耕地质量高于中北部和西部区域;研究区优等地占比最高,占64.49%,低等地占比最低,占4.03%。为确保研究区耕地永续利用,无明显障碍因子的优等地应注重立地条件因子的保持,适时进行深松深翻、灌溉设施养护;中等地继续水土保持工作的稳步推进,增加耕层厚度;低等地宜通过秸秆还田、种植绿肥或增施有机肥、生物炭快速提升土壤理化性状。

泥炭质土地基流变非线性沉降计算

泥炭质土是一种特殊的区域性软土,其上建构筑物易产生较大工后沉降,对建构筑安全影响很大。将其沉降分为三个部分:侧向变形引起的沉降、侧限条件下产生的沉降及次固结沉降,根据邓肯-张本构模型建立压缩模量与割线模量间关系,结合广义胡克定律推导式,计算得到侧向变形产生的沉降。分别利用e-p、e-lgp及e-lnp曲线计算土压缩模量,用分层总合法计算侧限条件下的沉降。对泥炭质土进行高压固结蠕变试验,通过邓肯-张模型概念得到割线模量,并对原始五元件流变模型进行非线性改进,再引入修正系数φs对原始五元件流变模型及非线性模型进行修正;用修正后的两模型对蠕变试验曲线进行拟合,发现修正原始模型拟合效果极差,修正非线性模型拟合的相关系数都大于0.9,并得到适合描述泥炭质土蠕变的本构方程;最后采用修正后的两模型,结合分层总和法计算次固结沉降。研究结果表明泥炭质土最终沉降计算结果与实际调查结果吻合,验证了计算结果的合理性,也为泥炭质土的沉降计算提供了计算理论及能反映其蠕变特性的本构模型。

复合软土地基分层总和法沉降计算若干问题讨论

复合软土地基沉降计算最常用的方法为分层总和法,通过总结国内外研究现状,针对分层总和法在工程设计与施工过程中存在若干问题进行讨论与分析。主要讨论了复合软土地基分层总和法压缩模量的计算、沉降经验系数的选取以及软土固结度等方面的问题。对于复合软土地基压缩模量应着手研究其与桩土应力、桩端承载效应、应力扩散效应等之间的关系,软土层压缩模量把握分层计算是关键。沉降经验系数应从理论寻找新的方向代替,或基于理论突破并结合监测数据反演得出更为符合区域的沉降经验系数。软土固结度的研究应充分结合室内试验和现场预压试验等,获取压缩系数和渗透系数等参数的时空演化规律,进一步研究软土地基的固结原理。

基于压缩曲线的非线性弹性地基上结构内力与沉降分析

地基过大沉降和不均匀沉降不仅对建筑物有较大危害,也是上部结构应力分布和变形的主要影响因素之一。工程上沉降计算采用的分层总和法,以压缩曲线(e-p曲线或e-lgp曲线)为输入,能较好体现土体变形的非线性,具有较高的精度,积累了大量的实践经验。提出一种弹性地基的数值计算方法,该方法基于压缩曲线,通过弹性理论推导获取切线弹模,采用非线性有限元方法进行计算。工程实践与具体算例表明,该方法在建筑物沉降计算上与分层总和法本质相同,但避免了繁琐的手算过程,计算结果全面丰富,更切合实际,对上部结构的应力变形分析也能较好地反应弹性地基的影响。基于压缩曲线的非线性弹性地基计算方法不需要复杂的土工试验,同时避免了简单的线弹性本构的缺点,具有一定的实用价值。

倒装式沥青路面结构永久变形分析

为分析倒装式沥青路面结构抗车辙性能,文中通过弹性理论分层总和法的沥青路面车辙预估模型与BISAR程序相结合,研究了倒装式沥青路面结构永久变形。结果表明倒装式沥青结构能减小结构内部的竖向压应力,从而有效减少永久变形即车辙的产生;同时研究发现,路面结构4~10cm深度是最易产生车辙的位置,因此在路面结构设计时,应当采用合理材料,提高部位的抗车辙性能,减少路面车辙,具有一定的实用性。

地基非线性沉降计算的原状土割线模量法

地基的沉降计算如何较准确而又简便是工程实践中一直未很好解决的问题。为较好解决地基沉降计算这一重要难题,提出一种原状土割线模量法,就是利用原状土的压板试验曲线,假定压板试验曲线符合双曲线方程,利用Bussinesq解,建立不同荷载水平下土体的等效割线模量。对于实际基础,则根据土体不同深度的应力水平,从压板试验曲线确定原状土的割线模量,然后用于分层总和法进行地基非线性沉降计算,通过试验曲线的验证和实际工程的应用,证明该方法效果较好,可较准确计算地基的沉降。

液压流体吸振器用圆形压电发电装置的建模与性能分析

提出一种用于液压流体吸振器的压电发电装置。为提高所用圆形压电振子的发电能力,获得最优的结构及材料性能参数,利用板壳理论建立了固支边界条件下的位移曲线及发电量的理论分析模型,研究了半径比(陶瓷/基板)、厚度比(陶瓷/总厚度)及弹性模量比(基板/陶瓷)等对其发电能力的影响规律。研究表明,在压电振子材料确定时,存在最佳的半径比和厚度比使其发电能力最大;在压电振子结构尺寸确定时,存在最佳的弹性模量比使发电量最大,且厚度比确定时的最佳弹性模量比与半径比无关、半径比确定时的最佳弹性模量比随厚度比的减小而降低;减小弹性模量比有助于提高压电振子的发电能力。铝基板及铍青铜基板压电振子的最佳半径比/厚度比分别为0.45/0.45和0.585/0.60,最大发电量分别为1.146 43×10-4J和1.018 93×10-4 J。

路堤沉降分析的修正分层总和法研究

近几年公路工程发展迅速,在修筑高等级公路时为了保证道路行驶的平稳性和通畅性,出现了很多填土路堤,由于以前该类工程较少,对路堤沉降特性的研究也较少。采用传统的分层总和法计算得到路堤沉降最大位置位于路堤表面,这与实测结果不符;对此法进行改进,在考虑路堤填土分层填筑时间先后顺序特性的基础上,分别推导出了适用于刚性地基和柔性地基的改进分层总和法计算公式。针对一算例,分别采用此改进方法与数值计算方法进行了计算,结果基本一致。表明在评价路堤沉降时,改进分层总和法可作为一种方便快捷的经验方法。

基于涡度协方差法和生理生态法对落叶松林CO_2通量的初步研究

摘要该文利用涡度协方差法和生理生态学方法（不同分量的累积和）获得的通量观测数据，对老山落叶松（／．ar．执矿渤戚）林（45＂20’N，127。34’E）的碳收支进行了分析。通过对每0．5h所测数据进行的分析表明，能量平衡达到75％，说明涡度协方差法适应于本站的研究。较阴天气情况下，林分光照利用效率显著高于晴朗天气，可能归因于阴天较多的散射光。以单位土地面积计算发现，通过涡度协方差法计算的落叶松林生态系统的总初级生产力在20一50tmaol·m12·s11之间，远高于冠层叶片的总光合速率9．8—23．4pmol·m12·s11（平均值16．2tmaol·m12·s11），而当综合考虑冠层光合和林下植物光合作用时，两种方法测定结果吻合性较好，说明林下植物对落叶松林碳平衡有重要影响。在估计森林生态系统呼吸方面，以有风夜晚净生态系统交换量（Ⅳj晒）来代表生态系统呼吸总量（3．9tmaol·m｜2·s。）低估了生态系统呼吸总量，粗略估计较生理生态学方法（不同呼吸分量的累积和）低估了50％左右（14．2tmaol·m12·s11）。结果发现两种方法在估计森林碳平衡方面存在一定的差异，呼吸量的估计差异应是今后研究的重点。

基于e–p曲线的软土地基非线性沉降的实用计算方法

软土地基侧向变形引起的沉降不可忽略。目前中国地基规范对软土地基的沉降主要是采用侧限压缩试验曲线进行一维压缩沉降计算,然后对该计算结果乘以一个经验修正系数来反映软土侧向变形等所产生的沉降,经验系数为1.1~1.7,变化大,缺乏量化取用方法。因此,侧向变形引起的沉降尚缺乏有效可靠的实用计算方法。基于e–p曲线和Duncan-Chang本构模型的概念提出了用e–p曲线求取软土的非线性切线模量Et的方法,然后把地基的沉降分解为有侧限的压缩沉降和侧向变形产生的沉降两部分。有侧限的压缩沉降采用传统的e–p曲线分层总和法计算,侧向变形的沉降用非线性切线模量Et进行分层总和法求得。模型简单、参数易获得,由此而建立了一个较简便实用的软土地基非线性沉降计算方法。并通过一个工程案例与实测结果、规范方法计算结果和有限元数值分析结果进行比较,说明方法的可行性。

基于孔压静力触探测试的改进分层总和法在软基沉降预测中的应用研究

分层总和法在高速公路软基沉降的预测中得到了广泛的应用。然而,由于基于钻探的土层划分往往比较粗糙以及基于室内试验的压缩模量确定不太可靠,导致沉降预测与实际偏差较大。孔压静力触探(CPTU)作为一种新型的多功能原位测试技术,可以同时测试得到锥尖阻力、侧壁摩阻力和孔压沿深度的连续剖面,较好地改善这一状况。以连盐高速公路为研究实例,采用多变量统计分析中的最优分割理论,基于CPTU高精度测试数据对土层进行了精细划分,并通过实际沉降观测资料的反演分析确定了基于CPTU的压缩模量计算方法,进而通过对高速公路实测沉降和CPTU预测沉降的比较,验证了文中计算方法的有效性。

常泰长江大桥施工阶段大型沉井基础沉降变形分析

随着我国大跨度桥梁工程建设中沉井基础的规模越来越大,大型沉井基础的整体沉降对高速铁路桥梁线型控制至关重要。以常泰长江大桥公铁两用大跨度斜拉桥主墩沉井基础为工程背景,详细分析了常泰长江大桥桥梁建设阶段沉井基础的整体沉降,并根据实际的沉井基础尺寸和地层分布,设计了对应的离心机模型试验,综合评估了该沉井基础在桥梁施工阶段的整体沉降变化特征。结果表明:在上部结构施工阶段,沉井整体变形可分为缓慢增长、急剧变形、趋于平稳3个阶段;当土体压缩模量依据实际受力状态取值时计算得到的整体沉降量与离心模型试验结果比较吻合;工程荷载施加完毕时,该沉井基础整体沉降量约为225 mm。该研究成果为常泰长江大桥主墩沉井基础设计提供了重要参考,并对类似沉井基础工程具有重要的借鉴意义。