射线理论下的浅海环境噪声场空间相干性分析及海底声学参数反演

基于射线理论,以简化海底模型为基础,获得了浅海噪声场空间相干性在频域上的表示方法,并用于海底声学参数反演。将风关海洋噪声看作分布在无限大平面上的点源,通过计算噪声场垂直方向上的能量分布,进一步获得空间两点噪声场频域相干性表达式。利用数值仿真验证了模型对于不同海底类型的敏感性。并结合噪声场空间两点的频域相干性海上实验数据,反演得到该处海域的底质类型,进一步获得海底声速、密度和声衰减系数。结果表明,反演得到的海底参数与实际情况符合较好,文中提出采用的这种计算方法能够有效的反映海底反射对于噪声场空间相干性的影响,并且可在一定程度上提高反演海底声学参数效率。

考虑参数互相关性的滑坡抗剪强度参数可靠度反演分析

鉴于传统的确定性抗剪强度参数反演方法未能考虑岩土参数的随机性和不确定性对边坡稳定性的影响,文中将可靠度分析方法和极限分析上限法相结合,提出一种简单、实用的滑坡强度参数可靠度反演新方法,并通过工程应用实例验证了该方法的可行性和有效性.结果表明,该方法不仅考虑了岩土参数的随机性和不稳定性,还可解决单一滑动面的强度参数反演计算问题.同时,文中还分析了相关系数对滑坡抗剪强度参数反演结果及可靠度的影响,发现抗剪强度参数的互相关性会导致可靠度指标趋于保守.

任意开口薄壁截面圆弧曲梁的通用线性理论

在曲梁精确的翘曲位移基础上,根据变分原理,提出了对任意开口薄壁截面圆弧曲梁通用的线性理论,给出平衡微分方程和相应的边界条件。定义了两个新的变量vH和qH,借助它们可以很方便地计算曲梁中的剪力和扭矩。最后就该理论在常见截面形式(工字形,槽形及无对称轴H形)水平曲梁中的应用进行说明,并与已有理论进行比较。

结构分析中的曲梁单元

综述了曲梁单元的发展 .指出曲梁单元的非线性分析方面尚处于混乱阶段 ,而且有些学者认为直梁单元不能用于曲梁的非线性分析 .通过三个实例表明了不同的曲梁理论对不同的结构、不同的受力条件 ,都有不同的适用性 .最后通过编制的直梁单元的几何非线性程序 ,证明了直梁单元完全可以用于曲梁的非线性分析 .

半刚性基层沥青路面模量参数反演的影响因素分析

基于结构动力学基本理论,建立路面结构动力有限元数值分析模型,系统地分析了FWD测试荷载的动力特性及层间接触状态对于半刚性基层沥青路面模量参数反分析结果的影响规律。研究结果表明:忽略测试荷载的动力特性,采用传统拟静力反分析方法进行半刚性基层沥青路面模量参数的反演分析,将使沥青面层及路基的模量被高估,其值分别为16.0%和8.7%,而使基层模量被低估3.4%;层间非连续接触行为对沥青面层与路基模量参数的反演结果影响不大,但使基层模量反演值显著偏低,仅为理论反演值的40～43%。研究结果为基于FWD测试技术有效地进行半刚性基层沥青路面结构层模量参数的反演分析提供了前期理论依据。

基于卸荷理论的地下厂房三维数值位移监测分析

根据地下厂房的地质条件与开挖情况,基于卸荷岩体力学理论建立FLAC3D三维数值模型,采用相关监测数据对力学参数进行反演分析,发现位移计算结果与监测数据较吻合,表明建立的力学模型合理、力学参数合适。对比分析0+000.0、0+062.0、0+108.5剖面在开挖、卸荷、加固各工况下的塑性区演化过程可知,加固工况下三剖面强卸荷区的塑性区相对于卸荷工况明显减小,且0+108.5剖面主变洞下方的塑性区消失,表明设计锚固方案可行有效。

基于单纯形加速理论混凝土瞬态温度场热学参数的动态反演研究

基于单纯形加速理论,对混凝土瞬态温度场热学参数进行了反演研究。基于Bayes理论,推导了混凝土瞬态温度场热学参数的动态误差函数。利用单纯形加速理论优化动态误差函数,研究了热学参数的反演方法,编制了相应的计算程序。从理论推导和典型算例分析可知,利用单纯形加速理论反演混凝土瞬态温度场热学参数时,只需利用若干点温度观测值即可同时进行多个热学参数的反演分析,且无需计算误差函数对待估参数的偏导数,大大提高了计算效率。计算结果表明,单纯形加速理论用于温度场热学参数的动态反演是适合的,具有良好的计算精度和数值稳定性。

弹性约束的功能梯度曲梁等几何振动分析

基于一阶剪切变形理论并采用等几何有限元方法对任意曲率的功能梯度曲梁进行自由振动分析。假设曲梁的材料属性在厚度方向上为均匀分布,但是在跨度方向上是呈功能梯度变化。利用等几何中的基函数对曲梁几何形状和位移分量进行描述,可以实现任意曲率半径的曲梁动力学特性分析。采用人工弹簧模拟曲梁边界,可以实现任意边界约束。在数值算例中,验证了该方法的收敛性和精确性,并给出新的数值结果和重要参数分析。

软土地基三维粘弹性反演分析与变形预测研究

针对无锡地区软土工程施工具有明显流变性的特点,运用粘弹性理论和反演分析方法,结合无锡市图书馆工程对其地基变形和粘弹性模型进行了研究,通过实测数据与计算值的对比来修正模型和计算参数;在此基础上对该工程的长期地基沉降进行了预测,取得了与实际较为吻合的结果,为本地区软土工程地基的长期变形预测提供了有效的方法和思路。

拱的挠度理论分析

通过对拱的平衡微分方程受变形影响的研究，推导出抛物线无铰拱的挠度理论计算公式，并与弹性理论的计算结果比较，说明变形对大跨径拱桥的内力影响不可忽视。对于大跨径拱桥，弹性理论计算已不能正确反映拱结构真实受力情况，应按挠度理论分析计算。

苟家山滑坡参数反演及稳定性分析

反演分析是确定滑带强度参数的重要手段。本文以四川省阿坝州小金县苟家山滑坡为例,运用极限平衡理论,结合现场工程地质条件及初始参数,对滑带土抗剪强度参数进行反演分析,并对结果进行敏感性分析,选择合理的计算参数,再对滑坡在不同工况下的稳定性进行分析评价,并最终验证该参数选取方法的合理性、可靠性。

基于蒙特卡罗法的滑坡抗剪强度参数反演分析

滑坡抗剪强度参数的选取是准确分析和评价边坡稳定性及进行滑坡防治工程设计的关键。传统的抗剪强度参数反演方法无法综合考虑岩土工程中大量不确定因素的影响,难以适应工程技术的快速发展。文中基于高速公路临时边坡滑塌的工程实例,结合蒙特卡罗法可靠度分析理论,采用极限分析上限法反演滑塌边坡的抗剪强度参数,并与已有分析结果进行对比分析,为简单均质条件下滑坡分析、加固与防护及现场施工提供借鉴。

浅海地声参数的变维贝叶斯反演

为解决海底沉积层分层结构未知时的反演问题,提出了一种变维粒子滤波方法,利用声场的互谱密度,估计沉积层分层结构以及地声参数。仿真结果表明:变维粒子滤波在沉积层分层结构未知时,能有效反演沉积层层数以及地声参数,粒子的并行计算能使其相较于可逆跳蒙特卡洛马尔可夫链(rjMCMC)更加高效。利用变维粒子滤波,对南海垂直线阵列接收到的线性调频信号进行处理,反演结果与rjMCMC反演得到的沉积层层数和地声参数结果相近,说明了此方法能有效估计沉积层层数的同时反演浅海地声参数,得到可靠的参数后验概率密度。

基于极限平衡理论的滑坡抗剪强度参数反演数据表法研究

滑裂面抗剪强度参数c和φ值的合理选取,是滑坡安全评价和防治工程设计的关键。传统的确定性滑坡参数反演方法未能考虑岩土参数随机性和不确定性的影响,基于极限平衡理论和可靠度理论,将数据表法和传递系数法相结合,提出了一种简单实用的滑坡强度参数反演方法;该法只需一个平衡方程获得优化的抗剪强度参数反演值,可解决单一滑面强度参数的反演问题;以鲜家沟滑坡为分析模型,开展了滑裂面抗剪强度参数反演实例分析。研究结果表明,反演结果与勘测试验值符合较好,证明了方法的有效性。

宝兰客运专线路堤段影响车致地面振动的土体参数敏感度分析及反演

采用敏感度分析与数值模拟相结合的方法,对影响高速列车引起地面振动的土体参数敏感度进行分析及参数反演。以宝兰客运专线榆中站附近一段路堤的地面垂向振动现场试验为依托,建立车辆-轨道-路基-地基数值模型与神经网络。以土体参数样本集为输入源,各测点地面垂向振动加速度有效值作为输出,基于敏感度理论计算各测点处的参数敏感度。结果表明:影响地面振动的土体参数敏感度顺序为弹性模量>阻尼系数>泊松比>密度>内摩擦角>黏聚力;阻尼系数敏感度随距中心线距离增大呈上升趋势,其余参数随距离增大变化不大;基于敏感度分析结果,选取相关参数作为待反演参数,将现场实测的各测点垂向振动加速度有效值输入神经网络,反演得出的各参数值与现场实际参数值相对误差均小于5%,在工程可接受的范围之内,证明了神经网络反演方法的可行性。

纵横弯曲梁的应力计算与分析

对工程中较为普遍存在的纵横弯曲梁应力计算和稳定性进行了分析,同时给出了纵横 弯曲梁实际应用的理论分析。

基于孔隙介质理论的路基压实度确定方法

为克服以往路基压实度快速检测法中需要繁琐的标定试验及忽视初始地应力对变形参数影响的缺陷,建立了路基压实度快速检测新方法.首先,基于孔隙介质理论,研究了孔隙率、变形模量及密度随路基材料变形而变化的规律;其次,引入分层总和法和分级加载思想,考虑初始地应力和路基变形均影响路基力学参数变化的特征,建立静力贯入条件下贯入荷载-沉降解析关系;然后,在路基静力贯入试验测得荷载-沉降试验曲线的基础上,利用自适应遗传退火算法反演得路基贯入荷载-沉降解析关系中的各参数,从而建立基于孔隙介质理论的路基压实度确定方法;最后,通过工程实例对比可知,本文方法精确度满足工程要求,检测过程中无需繁琐的灌水法标定试验,能快速准确地检测路基压实度,表明了本文方法的合理性和可行性.

混凝土坝参数的随机反分析方法探讨

针对混凝土坝施工与运行过程中存在诸多的不确定性因素,基于随机理论和结构计算成果的分析,提出混凝土坝材料参数的随机反分析方法,研制开发了相应的优化计算分析程序。实例表明,随机反分析方法能较好地应用于混凝土坝材料参数的反演和识别中。

双连拱隧道施工中衬砌开裂与力学行为研究进展

双连拱隧道因其较高的空间利用率而在工程中被广泛应用,然而在后行洞施工过程中先行洞衬砌常发生开裂。为研究此过程中衬砌的开裂及力学行为,该文提出了将分布式光纤监测、反演分析方法及可反映混凝土开裂行为的有限元模拟相结合的研究方法,在广泛调研国内外文献的基础上,梳理总结了该课题组研究相关成果,包括:依托于实际工程,实现了分布式光纤监测在连拱隧道施工中的应用;提出了精度更高的衬砌结构力学行为反演分析方法;验证了利用总应变旋转裂缝本构模型反映复杂受力及约束下的钢筋混凝土构件力学性能和开裂模式的可行性。该文的研究方法与结论可为有关工程实践提供参考。