基于数值模拟的青杆林滑坡稳定性分析及评价

滑坡是一种易发的地质灾害,会对自然环境、工程建筑等造成重大的破坏;开展对滑坡稳定性分析的研究是十分必要的。文章以自贡荣县青杆林滑坡为对象,在通过对滑坡现场调研的基础上,分析滑坡的变形破坏机制,并使用Geo-Studio进行数值模拟,对其滑坡稳定性进行分析与评价。研究结果表明:青杆林滑坡在自然条件下属于基本稳定的状态,不易产生大规模的整体滑动变形,而在受到强降雨等不利因素的作用下,坡体的稳定性将进一步降低,易使滑坡处于欠稳定状态,从而失稳破坏。

土体抗剪强度各向异性对边坡滑动模式与稳定性的影响

基于极限分析法中的上限定理,开展了考虑土体抗剪强度各向异性的边坡稳定性研究,通过参数分析研究了土体抗剪强度各向异性对边坡失稳滑动方式与边坡稳定性安全系数的影响规律.结果表明:边坡稳定性安全系数随着抗剪强度各向异性系数减小而减小,其影响程度随着土体内摩擦角和坡度的减小而增大;对于土体黏聚力较大、内摩擦角较小的缓坡,随着抗剪强度各向异性系数减小,边坡的最危险滑动面会由坡脚深层破坏转变为坡底深层破坏,滑动范围显著增大;基于计算结果绘制了稳定图(stability chart),实现了考虑土体抗剪强度各向异性影响的边坡稳定性安全系数的快速计算与最危险滑动方式的判别.

社区规范管理稳定性冠心病患者运动耐量情况及其影响因素分析

背景稳定性冠心病(SCAD)患者冠状动脉硬化狭窄、斑块破裂形成血栓的风险高,再发心血管事件概率高,是反复住院的重要原因。发达国家通过运动康复为主的心脏康复使得本国心血管疾病的发生率、死亡率、再入院率明显下降,医疗费用降低。目的调查首都医科大学附属复兴医院月坛社区卫生服务中心规范管理SCAD患者运动耐量及其影响因素,为后期社区心脏康复提供科学依据。方法2020年1月,通过整群抽样在首都医科大学附属复兴医院月坛社区卫生服务中心卫生信息系统(CHIS)(医生工作站)选取规范管理、75岁以下SCAD患者980例,采用自行设计问卷[包括一般资料调查表、退伍军人特定活动问卷(VSAQ)等]对其进行调查。依据VSAQ测得的代谢当量(METs)值者分为运动耐量≤7.0 METs组和运动耐量>7.0 METs组,比较不同运动耐量SCAD患者临床资料的差异,采用Logistic回归分析探讨SCAD患者运动耐量的影响因素。结果980例SCAD患者中,运动耐量>7.0 METs者108例(11.0%),5.0~7.0 METs者619例(63.2%),<5.0 METs者253例(25.8%);运动耐量≤7.0METs组SCAD患者的性别、年龄、PCI术接受情况、糖尿病患病情况、血压达标情况、规律运动情况、运动强度水平、每次运动时间与运动耐量>7.0 METs组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。Logistic回归分析结果显示,性别、年龄、是否患有糖尿病、血压控制是否达标、是否规律运动、运动强度是SCAD患者运动耐量的影响因素(P<0.05)。结论SCAD患者有运动意识,但运动耐量整体水平较低(≤7.0 METs),缺乏运动指导,建议通过运动康复,提高运动耐量,从而改善其生活质量。

甘肃舟曲江顶崖古滑坡复活变形特征与稳定性分析

为研究江顶崖古滑坡复活变形特征与稳定性,通过历史资料调研、现场踏勘与监测、卫星遥感和室内土工试验等方法,分析了主滑坡体、滑坡后壁及侧壁的变形特征与稳定性。结果表明:滑体前缘高陡边坡因降雨及河流冲刷导致坡脚失稳;中后部土体受地下水、连续强降雨影响,抗剪强度降低,下滑力增大,逐步向前推移;最终由于前缘土体的滑动,导致抗滑力减小,随之引发整体滑动,为缓慢滑动的牵引式滑坡。滑体后壁、两侧侧壁高陡,变形迹象明显,在强降雨或地震工况下易失稳滑动。江顶崖滑坡具有长期蠕滑变形、多次复活滑动等特点,是甘肃省近年来规模、范围最大的滑坡之一,在地震或暴雨作用下,滑坡有再次复活的可能,建议加强对滑坡区的变形监测,同时,对区域内不稳定斜坡进行加固治理,防止出现重大灾害。

考虑水力效应的裂缝边坡稳定性非线性能耗分析

现有考虑水力效应的裂缝边坡稳定性分析大多基于线性破坏准则,而岩土体破坏往往呈现非线性特征,因此开展水力效应影响下的裂缝边坡稳定性非线性极限上限分析具有重要意义。基于极限分析上限定理及强度折减技术,结合“外切线法”非线性破坏准则,构建坡顶含竖直裂缝的边坡对数螺旋线破坏模式,根据虚功原理推导出裂缝边坡安全系数解析式,通过MATLAB优化计算,结合边坡工程实例探讨了典型因素对裂缝边坡稳定性、临界裂缝及滑动面位置的影响规律。研究结果表明:随着地下水位h的持续上升,边坡安全系数不断降低,临界裂缝深度逐渐增大且临界裂缝位置逐渐向坡顶缘偏移;非线性系数m明显影响边坡的稳定性,边坡安全系数随着非线性系数的增大显著减小,采用线性破坏准则会高估地下水位变化对边坡稳定性的影响;随着非线性系数的增大,临界裂缝深度随之增大,临界裂缝位置距离坡顶缘越来越远,滑坡体体积逐渐增大;裂缝与坡顶缘距离l m随着非线性系数m的增大而增大(当m增大0.2时,l m增大约1 m),且随着裂缝与坡顶缘距离的增大,边坡安全系数无明显变化,临界裂缝深度先逐渐减小后趋于稳定。

基于InSAR-COMSOL的露天矿边坡稳定性分析及形变预测

露天矿地表形变特征的快速、准确分析及形变趋势精准预测是推进矿山绿色安全生产的重要保障。针对当前形变监测技术存在的时空采样率低、成本高,预测模型参数难确定等问题,以东鞍山露天铁矿为工程背景,提出了一种融合短基线子集干涉测量(SBAS-InSAR)技术和COMSOL有限元模拟的边坡稳定性分析和形变预测一体化方法。首先,利用SBAS-InSAR技术处理2018年5月—2020年6月获取的62景Sentinel-1A升轨SAR数据,获取了该区域2 a内地表形变时间序列,分析了其形变时空演化特征。然后,采用COMSOL Multiphysics软件模拟外界强降雨影响下的典型沉降区域边坡稳定性状况,探讨了坡体损伤裂化规律及形变机理。基于此,利用粒子群算法(PSO)优化长短期时间记忆(LSTM)网络,搭建了形变时序预测最优模型,开展典型沉降区的形变时序预测,并引入平均绝对误差和均方根误差作为预测精度评价指标。结果表明:矿区西部沉降相对严重,年均沉降速率高达47.8 mm/a,形变速率与区域降雨量存在显著相关性。相较于传统形变预测模型,PSO-LSTM模型的2种误差至少降低了14%和36%,且能够有效反映采区地表形变波动趋势,为滑坡灾前预警提供了新思路。

黄淮海11个夏大豆品种(系)产量稳定性和适应性分析

为比较不同大豆品种(系)产量的稳定性和适应性,筛选优良大豆品种(系),对2020—2021年国家黄淮海夏大豆南组区域试验数据进行多因素方差分析和GGE双标图分析。结果表明:除年份效应外,各因素及互作效应对大豆产量影响都达到极显著水平(P<0.01),其中地点(55.31%)的贡献率最大,品种(5.97%)和年份(0.02%)贡献率较小。12个试点中平均产量最高的是山东济宁,比产量最低的安徽阜阳高33.63%,差异显著(P<0.05);11个参试品种中平均产量最高的是邯豆13,比对照中黄13(CK A)和中黄13(CK B)分别增产10.93%和9.91%,差异显著。GGE双标图分析结果显示,江苏灌云和徐州,山东临沂和济宁相似度较高,试点有重复设置的可能。河南周口对参试品种的鉴别力和代表性最强,是理想试点。12个试点被分为两组,徐9416-8在第一组试点产量最高,柳豆108在第二组试点产量最高。丰产性和稳产性分析结果表明,邯豆13、圣育6号和南农60的丰产性和稳产性较好。本研究筛选得到稳定性和适应性较强的大豆品种(系),并为优异种质资源的推广应用提供参考。

光储直流微电网多运行工况稳定性分析

直流微电网的结构越来越复杂,运行工况也越来越多,而现有稳定性分析方法主要针对单一工况。因此研究适用于多工况运行系统的通用稳定性分析方法非常必要。首先,依据不同的运行工况建立光储直流微电网各单元的阻抗模型,利用稳态分析法结合劳斯判据推导得出系统稳定时负载功率及母线电容的边界条件;其次,通过重新定义系统环路增益表达式,得到更具通用性的基于母线电压控制变换器(BVCC)和母线电流控制变换器(BCCC)的稳定性判据,并利用该判据对系统多种运行工况进行稳定性分析,借助所得边界条件对稳定裕度较低的工况计算合适的系统参数,保证系统能够处于稳定运行状态;最后,搭建系统的仿真模型,通过对3种典型工况仿真分析,验证边界条件及稳定性分析结论的准确性。

不同内固定系统治疗股骨转子间骨折的力学稳定性

背景:股骨转子间骨折的骨折类型和固定方式多样,各固定系统间的力学稳定性相差较大。使用有限元分析方法对各固定系统开展生物力学研究具有科学的临床意义。目的:通过有限元方法对比分析多种内固定应用于股骨A031-A2.1型转子间骨折的力学稳定性。方法:在已验证有效性的股骨有限元模型基础上,对模型进行必要的切割,造模成股骨A031-A2.1型转子间骨折,模拟临床手术方法置入不同的内固定系统,分别建立股骨近端防旋髓内钉、动力髋螺钉、经皮加压钢板和股骨近端锁定钢板固定模型。约束4组模型股骨远端下所有节点,在股骨头上施加700,1400和2100N的压缩载荷,通过计算分析,观察各组模型的等效应力分布和压缩刚度,比较各组模型之间的力学稳定性。结果与结论:①通过计算分析,对比各组模型的变形量计算压缩刚度后,在各级载荷作用下,各组模型上压缩刚度呈现的趋势:生理组>股骨近端防旋髓内钉组>股骨近端锁定钢板组>经皮加压钢板组>动力髋螺钉组;完整的生理组模型的压缩刚度明显高于所有的手术组模型;②观察应力指标,因存在应力遮挡效应,致使各固定组的应力峰值均高于生理组,最大峰值均集中分布于各内固定上;其中股骨近端防旋髓内钉固定组应力峰值最小,动力髋螺钉固定组应力最高,应力分布趋势呈现:生理组<股骨近端防旋髓内钉固定组<经皮加压钢板固定组<股骨近端锁定钢板固定组<动力髋螺钉固定组;③分布于骨质模型的应力,因内固定置入位置不同呈现不同的分布结果;④提示对于股骨转子间骨折,各种内固定均能起到有效的固定,结合有限元分析结果得出股骨近端防旋髓内钉组是较好的一种内固定选择,呈现变形量小、应力峰值低,应力分布均匀的特性;经皮加压钢板组和股骨近端锁定钢板组的力学效果优良,固定效果接近股骨近端防旋髓内钉固定;动力髋螺钉固定效果欠佳,同比于其他内固定,其力学稳定性较差。

位移监测分析大型土质边坡稳定性的应用研究

研究目的:大型不稳定土质边坡变形具有持续时间长、深部位移隐蔽性高及失稳破坏性大等特点。根据位移监测成果资料,结合斜坡体工程地质环境条件,研究坡体变形特征,分析位移变化机制,综合评价坡体变形趋势及稳定性。研究结论:(1)根据地表位移监测数据分析,坡体不同位置水平位移量差异明显,前缘最大,后缘最小;(2)根据深部位移监测数据分析,坡体处于蠕滑变形阶段,存在浅层和底层两个潜在滑面,浅层滑面埋深3~10 m,平均约6 m,深层滑面位于土石界面处,埋深25~51 m,浅层位移量大于深层;(3)综合分析地表位移及深部位移监测数据,坡体变形具有季节性和多层性特征,蠕动变形处于持续发展状态且呈加剧趋势;(4)本研究成果可为大型土质斜坡体稳定性评价工作提供参考。

地震放大作用下裂缝边坡稳定性极限分析及影响规律研究

大量试验数据和震后调查表明,地震加速度沿坡高具有显著放大效应并导致产生坡顶裂缝。为探究放大效应对边坡稳定性和坡顶裂缝的影响,基于极限分析上限法和拟静力法,建立考虑放大效应的裂缝边坡稳定性分析方法,得到地震放大作用对边坡稳定性和裂缝开展情况的影响规律。计算结果表明:裂缝边坡安全系数随地震放大系数增加而降低,陡坡和缓坡在考虑地震放大效应后安全系数均下降约10%,坡顶裂缝随地震放大系数增大逐渐远离坡肩,但裂缝深度会减小,其中当坡底地震加速度较大时放大效应对裂缝位置和深度影响显著。根据地震裂缝边坡安全系数的上限解c/γHtanφ与边坡参数F/tanφ值呈现幂函数的特征,通过拟合获得了安全系数计算表达式,可在实际工程中快速评估地震放大效应对裂缝边坡安全系数的影响。

电压模式控制Buck与源变换器级联的稳定性分析

不同的变换器之间构建一个级联系统,相互作用是其核心问题.在电压模式控制下Buck与其他变换器级联可能产生性能退化和不稳定.本文利用Buck变换器的小信号模型,设计了使变换器具有良好动态性能的PI控制器.提出了阻抗比判据通过图形化判定,以Nyquist稳定判据来评估此级联系统的稳定性,并构建了闭环级联变换器的仿真模型,提供了一个在电压模式控制下Buck变换器在级联应用的解决方案,以保持级联系统的稳定性和良好的动态性能.

急倾斜极薄矿脉小型机械化留矿法开采采场稳定性分析

基于珊瑚钨矿急倾斜极薄矿脉小型机械化留矿法开采工艺,采用数值模拟方法分析了开采过程中采场的稳定性,探讨了采场长度、相邻采场开采时应控制的安全距离和回采顺序。结果表明:1)矿体采出后,采场上下盘围岩发生以水平向位移为主的相向位移,采空区上下两端与顶底板接触位置发生应力集中,采空区两侧围岩应力降低;2)采场长度对采场稳定性的影响较小,为提高单条采场生产能力,采场长度可由试验阶段的100 m增加到150~200 m;3)为减小相邻采场开采扰动,相邻采场开采时的安全距离应控制在4 m以上,局部地段围岩条件较差时还应适当加大;4)对于上下相邻采场,待采矿体位于已采采场的下盘围岩移动范围更有利于采场稳定性控制,建议采用从上向下的回采顺序。研究结果可为采矿工程实践提供一定的参数参考。

永磁同步电机电流环时变时滞相关稳定性分析

为探究时变时滞对永磁同步电机电流环控制系统的影响,建立了具有时变时滞的永磁同步电机电流环闭环控制系统模型,利用时滞分割法构造了Lyapunov-Krasovskii泛函,获得了保证系统内部渐进稳定的时变时滞相关稳定性判据,建立了控制器增益、时变时滞上界与闭环系统稳定性之间的关系,为实际工程应用中控制器参数设计提供了理论依据。仿真结果表明所提出的方法能够保证系统内部渐进稳定,且相较于经典方法具有更小的保守性,可为控制系统时变时滞相关稳定性分析及控制器设计提供理论支持。

箱底薄壁瓜瓣镜像铣削加工稳定性分析

贮箱箱底采用薄壁瓜瓣拼焊技术成形,瓜瓣尺寸大、壁厚薄,针对其镜像铣削加工过程中的易发生颤振问题,提出一种薄壁瓜瓣镜像铣削加工的稳定性分析方法.首先,根据铣削力的相互作用关系,将整个镜像铣削加工系统分为机床主轴-刀具子系统和工件-辅助支撑子系统,建立由再生效应产生的动态切削厚度模型和圆弧铣刀动态铣削力模型,建立同时考虑刀具端径向两个方向和工件端法向振动的刀具-工件-辅助支撑系统三自由度动力学模型.然后,基于锤击实验法获取机床主轴-刀具子系统、工件-辅助支撑子系统的动力学参数,基于半离散时域法对薄壁瓜瓣镜像铣削加工稳定性进行预测.最后,开展薄壁瓜瓣镜像铣削加工实验,分析提出的薄壁瓜瓣镜像铣削加工稳定性预测方法的准确性.结果表明:辅助支撑的引入使工件远离卡具位置法向局部刚度最高提升了约7倍,与刀具径向刚度相近,都处在1×10^(7) N/m数量级,刀具端和工件端的动力学特性会同时影响整个镜像铣削系统的加工稳定性,铣削动力学模型中工件子系统和刀具子系统需同时考虑.建立的三自由度动力学模型及预测的稳定域具有较高的预测精度,对实现薄壁瓜瓣的稳定高效加工具有重要的理论意义和工程应用价值.针对3.35 m级贮箱箱底薄壁瓜瓣镜像铣削加工,考虑到精加工中薄壁瓜瓣减薄厚度要求,主轴转速选择在6000~7000 r/min范围时,推荐切深选择1.0 mm.

男性不稳定性骨盆骨折患者术后继发勃起功能障碍的关联因素分析

背景勃起功能障碍(erectile dysfunction,ED)是男性不稳定性骨盆骨折术后患者的主要长期并发症之一,其机制不明,探究致伤因素、骨折类型、手术因素与ED的关系对于早期识别和干预具有重要意义。目的分析接受手术治疗的男性不稳定性骨盆骨折患者ED发生的关联因素。方法回顾性分析2010年1月—2022年12月于解放军总医院第一医学中心接受手术治疗的男性不稳定性骨盆骨折患者病历资料。采用单因素和Logistic多因素回归分析受伤年龄、受伤原因、Young-Burgess致伤因素分类、Tile分型、是否合并耻骨联合分离、是否合并外生殖器损伤、是否合并尿道损伤、创伤严重程度评分(injury severity score,ISS)、手术入路、固定材料共10个因素与男性不稳定性骨盆骨折术后继发ED的关联性。结果共纳入112例男性不稳定性骨盆骨折患者,平均年龄(36.55±10.79)岁。112例中49例(43.75%)术后发生ED。ED组与未发生ED组ISS评分(Z=-3.236,P=0.001)、是否合并耻骨联合分离(χ2=24.200,P<0.001)、是否合并尿道损伤(χ2=22.826,P<0.001)差异有统计学意义。多因素Logistic回归分析表明,合并尿道损伤(OR=3.765,P=0.003)、合并耻骨联合分离(OR=8.059,P=0.014)是男性不稳定性骨盆骨折术后患者继发ED的独立关联因素。结论对于男性不稳定性骨盆骨折患者,合并尿道损伤、合并耻骨联合分离是术后康复期继发ED的重要关联因素。因此,在制定诊疗方案时应联合泌尿外科对ED进行早期识别和干预。

肥胖与普通男性跨越不同高度障碍动态稳定性的差异

背景:肥胖对步行时的动态平衡产生负面影响,而跨越障碍是较为日常的功能活动,对控制身体姿势的稳定性要求更高。目的:探讨肥胖男性与普通男性动态稳定性的差异,采用相对更具挑战性的跨越障碍对肥胖男性的平衡能力进行评估。方法:招募24名男性青年,肥胖组与普通组(非肥胖组)各12名,分别以随机顺序完成平地行走和不同高度(4,11,15 cm)障碍物的跨越测试。使用Qualisys运动捕捉系统与Kistler测力台采集运动学与动力学数据。采用双因素(2组别*4动作类型)重复测量方差分析,对各指标进行统计分析。结果与结论:①肥胖组比普通组步速更低(P<0.05),跨越11 cm与15 cm障碍时第一单支撑期占比减小,第二双支撑期占比增加(P<0.05);②在平地行走时,普通组的内外方向动态稳度大于肥胖组(P<0.05);③在跨越4 cm障碍时,肥胖组前后方向动态稳度低于普通组(P<0.05);④在跨越11 cm障碍时,两组前后方向动态稳度无显著性差异(P>0.05),而内外方向差异有显著性意义(P<0.05);⑤在跨越15 cm障碍时,肥胖组动态稳度低于普通组(P<0.05);⑥提示肥胖使人体在跨越障碍过程中对身体的控制能力下降,动态稳定性降低,发生跌倒的风险较普通人群更高;此外,相较于平地行走,跨越障碍时肥胖组稳定性下降较普通人群更为显著。

P-GMAW起弧过程特征分析及稳定性判别方法

脉冲熔化极气体保护焊(pulsed gas metal arc welding,P-GMAW)起弧过程易产生不稳定现象,会严重影响电弧传感焊缝跟踪精度.针对这一问题,对摆动电弧窄间隙P-GMAW不稳定起弧过程的成因进行了研究,发现送丝速度对起弧过程稳定性具有重要影响.通过对电弧图像与电信号特征进行对比分析,提取了表征电弧稳定性的电信号特征变量;为减小变量冗余性和过拟合,采用最大似然估计法筛选并提取了8个变量,并通过主成分分析法(principal component analysis,PCA)对变量进行融合,提取了方差贡献率最高的前两个主成分;根据因子载荷发现,相比熔滴过渡阶段和基值阶段,脉冲峰值阶段是电弧更易发生不稳定现象的阶段.结合提取的主成分变量与二分类Logistic回归模型建立了起弧过程电弧稳定性判别模型.通过受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线得到了模型的最佳阈值.结果表明,该模型对脉冲稳定性判别准确率达到了80%以上,表明模型具有良好的判别性能.该模型对提高窄间隙高低跟踪精度、保证焊接质量具有一定应用价值.

关于自抗扰控制的稳定性分析

1引言自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)在提出后的很长一段时间里在学术界有很大争议,一个重要原因是ADRC在提出时并没有给相关稳定性证明.近十多年来,ADRC的理论分析方面已经有了很多进展,但是在进行ADRC稳定性分析时,如何对“总扰动”的数学性质进行比较合理的假设,依然会困扰一些希望进行自抗扰控制稳定性分析的学者,其中一个比较突出的问题是简单地假设“总扰动”或者其时间导数有界往往会被认为犯了所谓循环论证的错误.

水位骤降作用下浔江岸堤滑坡稳定性分析及治理方案研究

为研究水位骤降对滑坡稳定性的影响,以浔江三布堤滑坡为例,根据详细的现场勘察及水库运营资料,利用FLAC 3D有限差分岩土分析软件,对水位骤降条件下堤岸滑坡的稳定性进行模拟计算,从滑坡稳定性系数、滑动面及滑坡位移等方面分析,并结合现场勘察对该滑坡治理方案进行模拟。结果表明浔江水位从十年一遇洪水位(37.2 m)骤降至正常水位22.3 m后,堤岸滑坡稳定性系数从1.60降至0.81,由于水位快速持续下降引、诱发滑体失稳破坏;进行压石护坡治理后,水位骤降工况下堤岸滑坡稳定性系数从0.81增加到1.20,为滑坡治理提供了高效且低成本的治理方案。