基于变权理论的露天矿边坡稳定性GRA-TOPSIS评价模型研究

为使露天矿边坡稳定性评估更加科学合理,进一步提高评估结果可靠性,迫切需对现有评价模型进行优化和改进。基于变权理论、灰色关联理论(GRA)和逼近理想解法(TOPSIS),提出了露天矿边坡稳定性改进GRA-TOPSIS评价模型。从地质、环境、工程等3个方面,选取了12个典型影响因素,构建了露天矿岩质边坡稳定性综合评价指标体系;运用变权理论确定指标权重,通过计算灰色关联贴近度,实现露天矿岩质边坡稳定性综合评价。以3座矿山(K1-K3)为例,验证评价模型的适用性。结果显示:3座露天矿边坡稳定性排序为K3>K2>K1,稳定性等级分别为Ⅲ级、Ⅱ级和Ⅱ级,与边坡实际相符;通过对比改进GRA-TOPSIS模型与单独使用GRA、TOPSIS模型以及其他模型的评价结果,验证了改进GRA-TOPSIS综合评价模型在露天矿边坡稳定性评估方面的准确性和优越性,体现了研究价值,可为露天矿边坡稳定性评估提供新思路。

基于改进D-S证据理论选择性集成的边坡稳定性评价

针对边坡稳定性预测算法选择困难和单个模型误判风险大的问题,建立了基于改进D-S证据理论选择性集成的边坡稳定性评价方法,为边坡稳定性初步评价提供方法依据。基于边坡稳定性主要影响因素,通过极限平衡法构建了大型边坡稳定性评价数据集。引入基于边界距离最小化的基学习器选择技术,提升选择性集成模型的泛化能力。提出了改进D-S证据理论融合基学习器信息,降低了选择性集成模型决策过程中的不确定性和模糊性,解决了现有边坡稳定性评价模型易误判和结果非一致性问题。仿真试验结果表明:改进D-S证据理论选择性集成方法无需复杂的数值建模与计算迭代过程,可直接客观地评判边坡稳定性状态,并从信息论角度给出边坡失稳概率。对比传统机器学习方法,该方法有效提高了边坡稳定性的预测准确率,同时降低了预测结果的不确定性,实现了速度快、精度高、稳健性好的广域尺度边坡稳定性评价。

基于突变理论的深部煤柱稳定性

针对神华新街矿区盾构工法建设煤矿长距离斜井,研究了深部条件下保护煤柱的自身稳定性。研究发现,根据煤柱不同区域受力特征的差异性,可将其分成弹性核区和边缘塑性区,在此基础上建立了煤柱尖点突变模型,并经推导得到了煤柱的失稳判别公式。尖点突变模型可有效描述煤柱失稳演化的宏观过程。通过数值计算分析了深部盾构斜井保护煤柱在开采过程中的稳定状态。试验结果表明,随着煤层的开采能量缓慢释放,120 m煤柱自边缘向内部逐渐屈服,并在单侧出现4.5 m的塑性区。经公式判别,该工程中保护煤柱可以在深部开采条件下保持稳定,研究结果对相似工程中合理煤柱的留设提供了借鉴。

基于不动点理论的分数阶模糊细胞神经网络的稳定性分析

针对具有时变时滞的分数阶模糊细胞神经网络,采用Banach不动点理论和方法,直接得到了分数阶神经网络的一个新的稳定性判据。该方法较为新颖,得到比已有结果更简单的结论。最后,给出了一个数值例子来说明所提方法的有效性。

一种基于分形理论的破碎岩体稳定性分级的改进方法

在对破碎岩体稳定性分级过程中,传统RMR岩体分级方法中RQD和节理间距指标容易受到测量方位和测量角度的影响。针对这一不足,引入岩体分形理论,以岩体分形维数代替RMR分级方法中的RQD和节理间距两项指标,改进性的提出了一种适用于破碎岩体稳定性分级的FT分级方法。以岩体分形理论为基础,现场获取结构面信息并导入三维重构模型,借助CAD内置VAB程序,计算破碎岩体分形维数。根据各指标评分细则,制定FT分级方法评价标准。以某金矿6个试验区岩体结构面调查数据及岩体力学参数为基础,运用改进的FT法分别对试验区破碎岩体稳定性进行评价。结果表明:FT法提高了分级准确性,减少了现场工作量,提高了分级效率,同时在对岩体稳定性描述方面更加合理,将为地下矿山破碎岩体稳定性分级带来极大便利。

基于未确知测度理论的边坡稳定性评价

应用未确知测度理论建立露天矿山边坡失稳的评价模型,根据影响边坡稳定性成因的重要程度,选取地质构造、水文地质、岩体结构、坡高、坡面角、内摩擦角、爆破质点振动速度、地震烈度、年均降雨量三大类9项指标建立评价体系,构建直线型测度函数,利用客观赋值法确定各评价指标的权重,结合多指标综合测度向量和置信度识别准则进行边坡稳定等级判定。经工程应用表明,该评价模型对露天矿山边坡稳定性分析、矿山安全管理具有一定的参考价值。

自我效能理论下健康教育对稳定性劳累型心绞痛患者的影响

目的:分析自我效能理论下健康教育对稳定性劳累型心绞痛患者的影响。方法:选取2020年3月—2022年3月河南科技大学第一附属医院开元院区心内科收治的91例稳定性劳累型心绞痛患者作为研究对象,随机分为常规组(45例)和教育组(46例)。常规组患者以常规健康教育干预,教育组患者以自我效能理论的健康教育干预,两组患者均干预1个月。比较干预前后两组患者疾病控制能力[患者赋权量表(CES)]、自我护理能力[自我护理能力评分(ESCA)]、健康行为情况[健康促进生活方式量表Ⅱ(HPLPⅡ)]。比较干预期间两组患者心绞痛症状总发生率(胸闷、气短、压榨样疼痛)。结果:干预后,两组CES评分较干预前显著升高,差异有统计学意义(t=2.997、2.324、2.458、2.331、2.698、3.249,P<0.05);干预后,两组患者ESCA评分较干预前显著升高,差异有统计学意义(t=2.642、3.347、2.748、2.765,P<0.05);干预后,两组患者HPLPⅡ评分较干预前显著升高,差异有统计学意义(t=2.543、2.895、2.900、2.639、2.924、2.714,P<0.05);干预后,教育组患者心绞痛症状总发生率显著低于常规组,差异有统计学意义(χ^(2)=5.697,P<0.05)。结论:自我效能理论的健康教育干预稳定性劳累型心绞痛患者可有效提高其疾病控制能力,增改善患者健康行为,有利于降低其心绞痛发作风险。

基于健康生态学理论的问题导向式健康教育及护理在老年稳定性冠心病患者中的应用

目的 研讨基于健康生态学理论的问题导向式健康教育及护理在老年稳定性冠心病患者中的应用效果。方法 选择本院2022年4月至2023年4月收入的86例老年稳定性冠心病患者,按随机数字表法分成两组,各43例。对照组实施常规健康教育及护理,观察组实施基于健康生态学理论的问题导向式健康教育及护理。比较两组干预效果。结果 干预后观察组健康知识评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组心血管不良事件总发生率4.65%,高于对照组20.93%,差异有统计学意义(P<0.05);干预后观察组生理功能、精神状况、躯体疼痛、社会功能评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 基于健康生态学理论的问题导向式健康教育及护理用于老年稳定性冠心病患者中能提高其健康知识掌握程度,降低心血管不良事件发生率,提高生活质量。

基于经筋理论针刀联合核心稳定性训练治疗慢性非特异性腰痛77例

腰痛是指12 肋缘以下、臀线以上,两侧腋中线范围内的疼痛[1]。研究发现,不论是发展中国家还是发达国家,腰痛的高发病率、高复发率都是造成社会经济损失的重要原因[2]。腰痛病程长短不一,且难以找到明确的致病因素,病程超过12 周者最终多数被诊断为慢性非特异性腰痛(chronic nonspecific low back pain, CNLBP)。虽然CNLBP发病机制尚不清楚,但其发病与核心肌功能紊乱密切相关已成共识[3]。

基于改进等效电路模型的直流微电网大信号稳定性分析

对高阶非线性直流微电网进行简化建模是大信号稳定性分析的有效方法。传统简化模型主要关注LC滤波器和线路阻抗等参数,难以分析换流器控制参数的影响,所建立的判据存在难以准确反映直流微电网稳定域的问题。因此,该文提出直流电压下垂控制换流器的具备完整状态变量集的改进等效电路模型,相比于传统简化模型,能更准确地刻画系统低频响应特性。基于混合势理论推导了直流微电网大信号稳定判据及其稳定域,并结合LaSalle不变集定理得到能量指标,以反映系统稳定性变化趋势。建立的稳定判据可指导控制参数优化,且能拓展到多端直流微电网的大信号稳定性分析。在多场景下仿真验证了所提改进等效电路模型和大信号稳定判据的有效性。

基于奇异摄动分解的带机械臂旋翼无人机飞行稳定性研究

为了降低无人机和机械臂之间的耦合作用,提高带臂四旋翼无人机飞行过程中的稳定性,首先建立系统动力学模型,然后根据实际情况,对模型进行简化。在此基础上进行内、外环分解,外环为四旋翼位置控制和机械臂角度控制,内环为四旋翼俯仰角控制。对于外环的动力学模型,根据速度变化特点,利用奇异摄动理论对外环变量,即四旋翼线速度和机械臂角速度,进行快、慢变子系统分解,再次降低了系统间的耦合性。对于分解后的快、慢变子系统,设计非奇异终端滑模控制并引入干扰观测器,以期提高带臂四旋翼无人机飞行过程中的稳定性。最后,仿真验证了所设计算法的优越性。

榆神府矿区遗留房式煤柱稳定性研究

榆神府矿区大量房式煤柱遗留井下,存在煤柱尺寸偏小引发局部矿震现象。基于上河煤矿房柱式开采具体工程实际,采用理论分析、相似材料模拟实验和FLAC^(3D)计算机数值模拟分析了遗留房式煤柱稳定性状况,结果表明,遗留房式煤柱承受的上覆岩层载荷理论计算数值远小于其单轴极限抗压强度,不会出现压裂破坏;相似材料模拟实验显示遗留房式煤柱未发生宏观破坏和垮落现象,上覆地表下沉量微小;计算机数值模拟得出房式煤柱两帮虽出现微观上剪切破坏,但中部存在较大范围弹性核,不会出现整体塑性破断;因此,上河煤矿当前遗留房式煤柱整体保持稳定状态。如果煤柱与煤房尺寸反向设计开采,房式煤柱将发生明显的塑性破坏和变形,发生失稳并引发矿震现象。研究方法为榆林地区类似生产煤矿探求遗留房式煤柱的稳定性问题具有一定的借鉴意义。

管道作用下急倾斜煤层稳定性分析

近地表荷载与急倾斜煤层老采空区的“活化”有着紧密的关联,采空区覆岩中裂隙带底部的岩块在荷载作用下极易发生回转失稳和滑落失稳,这些岩块对采空区的稳定性起到至关重要的作用,被称为关键岩块,当荷载作用使得关键岩块失稳时,采空区将发生“活化”。基于采空区覆岩“砌体梁”结构力学模型对关键岩块进行力学分析,构建荷载作用下采空区上覆岩土体失稳判断依据,进而对荷载作用下急倾斜煤层上覆岩体稳定性进行定量分析,研究发现:当作用于土体截面处最大摩擦力大于该土体所受最大剪切力时,该块体不会发生滑落失稳;只有关键岩块与岩块之间的平均挤压应力小于岩块在边角处的挤压强度,关键岩块才不会发生回转失稳。将推导结果应用于广东省某急倾斜煤矿,计算结果表明:在茶山煤矿4煤和6煤采空区上方铺设输气管道并不会引起采空区的“活化”;荷载作用下的关键岩块力学分析在急倾斜煤层上覆岩体稳定性中应用效果较好,对实际工程有一定指导作用。

基于证据理论的支挡型黄土高陡边坡稳定性评价

为准确评价高陡边坡的稳定性,以黄延高速公路高陡边坡为依托工程,采用D-S证据理论建立支挡型黄土高陡边坡安全评价指标框架体系,进一步提出了考虑支挡结构的高陡边坡稳定性评价方法.采用Python编程软件对监测的抗滑桩与高陡边坡水平位移历史数据进行迭代和反演计算,得到边坡变化过程中各参数随时间变化的动态变化规律,实现对边坡的安全预警.根据安全评价结果,目标边坡处于安全状态的概率为73.25%,处于基本安全的状态的概率为22.99%.结果表明:D-S证据理论可对高陡边坡各指标间的一致性和冲突性进行定量衡量,并使各指标能够真实反映高陡边坡的特征;基于证据理论的评价模型所得结果与工程实际相吻合.该研究为同类边坡的安全评价提供了新的途径.

运动干预脊柱稳定性的研究:理论与证据

研究目的:从近年运动干预脊柱稳定性的研究文献中总结现阶段有助于改善脊柱稳定性热门运动的作用,以及运动干预脊柱稳定性的理论与证据,为新冠疫情期间的隔离人员提供运动指导。研究方法:通过检索近年来关于运动干预脊柱稳定性的相关文献,进行整理、归纳和分析。研究结果:运动干预脊柱稳定性的方法颇多,包括太极拳、易筋经、退步走、健步走、核心稳定性训练与普拉提等,绝大多数运动者通过科学的运动可以增强脊柱稳定性,其中易筋经通过改善海马区神经细胞的血液循环对运动者的睡眠质量、焦虑及抑郁状态也有所改善。研究结论:科学运动具有无创、无后遗症、简便、老少咸宜等优点,可以有效提高脊柱稳定性。

砂卵石地层盾构隧道掌子面稳定性理论分析

盾构隧道穿越砂卵石地层掘进施工时,由于砂卵石的地层特性及施工扰动,隧道掌子面容易失稳而引发事故。为研究砂卵石地层盾构隧道掌子面稳定所需的最小支护力,结合砂卵石地层的掌子面失稳模式,在三维Murayama模型的基础上,将掌子面前方土体的滑动面形式假设为对数螺旋滑移线,结合上部松动区域的破坏机制,引入椭球体放矿理论,对传统的棱柱体筒仓模型进行改进,进一步通过极限平衡法推导出砂卵石地层的掌子面极限支护力求解公式;最后通过离散元数值模拟验证所推公式,两者的误差为3.1%。结果表明所得公式可对砂卵石地层的掌子面极限支护力进行较为精确的求解。研究成果以期为砂卵石地层掌子面极限支护力计算理论提供依据。

基于多源信息融合的海底矿山开采及治理稳定性评价

地下开采是金属矿山开采的主要方式,在长期开采过程中,所形成的采空区以及不稳定区域需要进行充填注浆处理。针对三山岛金矿新立矿区在治理后的稳定性评价问题,首先通过数值模拟对该矿区开采及治理后全过程稳定性进行分析,其次采用层次分析法对影响岩体稳定性的各种因素进行权重计算,将影响较大的因素作为D-S证据理论的评判指标,进行治理后的岩体稳定性评价。结果表明:治理后整体的变形量增长缓慢,塑性区变形处于稳定状态,充填治理效果良好,达到预期效果;治理情况、治理后围岩力学状态对岩体稳定性影响最大,治理前稳定性次之,地质因素影响最小。因子层中,采空区治理率影响最大。通过D-S证据理论证明所有水平在治理后处于稳定状态,其中-165 m水平稳定性相对较差,-240 m水平次之。

水化学条件对钒钛磁铁矿尾矿胶体稳定性的影响

尾矿胶体的稳定性对其携带污染物的迁移能力具有重要影响,但目前其稳定性尚未得到关注.为探究不同水化学条件对钒钛磁铁矿尾矿胶体稳定性的影响,采用扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析尾矿样品和尾矿胶体的性质,并通过团聚动力学试验和DLVO理论计算考察了不同pH(6—9)、离子强度(1—150 mmol·L^(-1) NaCl)和天然有机质(0.1—100 mg·L^(-1)腐殖酸钠和0.01—10 mmol·L^(-1)乙酸)条件下尾矿胶体的稳定性.结果表明:(1)pH的升高增加了尾矿胶体表面的负电荷量,使得胶体颗粒间静电排斥力增大,增加了尾矿胶体在水溶液中的稳定性.(2)在设置的离子强度梯度下,离子强度越大,尾矿胶体越不稳定.这是由于尾矿胶体的双电层结构被压缩,导致胶体颗粒之间的静电斥力减弱从而失稳团聚.(3)尾矿胶体的水动力学直径(Dh)随着腐殖酸钠浓度的提高而显著减小.因腐殖酸钠的吸附导致的负电荷增加和空间位阻效应,使得尾矿胶体更加稳定.而尾矿胶体Dh随乙酸浓度提高显著增大.这是由于乙酸的zeta电位随乙酸浓度增加趋近于中性.高浓度乙酸与尾矿胶体吸附后,降低了尾矿胶体间的静电斥力,导致失稳团聚.

深度学习在边界层流动稳定性分析中的应用

基于线性稳定性理论(linear stability theory,LST)的e^(N)方法是边界层转捩预测中比较可靠的方法之一。为了将传统LST特征值问题的求解过程大幅度简化和自动化,使用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)在边界层相似性解的LST分析样本集上进行训练,针对流向和横流不稳定性,分别在自然层流翼型和无限展长后掠翼上预测扰动的当地增长率、N因子和转捩位置,结果与标准LST一致性良好;验证了CNN可以将边界层剖面速度型导数信息编码为满足伽利略不变性的标量特征,在翼型边界层中起到了表征压力梯度的作用,在后掠翼边界层中起到了表征横流强度的作用;在CNN对LST特征值预测的基础上,以LST控制方程、边界条件和平凡解惩罚项构造总损失函数来训练内嵌物理信息神经网络(physics-informed neural network,PINN),实现了在不依赖样本的情况下对LST特征函数的准确预测,结果表明PINN可以为LST的特征函数问题提供有效的建模方法。

飞机刹车诱导颤振稳定性分析与减振设计

以飞机刹车装置为研究对象,对飞机刹车诱发振动问题进行了研究。针对飞机滑跑过程中的复杂制动环境对盘面摩擦特性影响,建立了考虑液压系统及盘面材料属性的刹车盘组非线性动力学分析模型,且为新材料技术的发展预留了模型接口。从实际工程应用价值出发,以机轮速度、液压系统等效阻尼、刹车盘面阻尼、盘面摩擦特性几类关键因素为控制变量,利用数值仿真与分岔理论等非线性分析手段研究了上述参数对系统稳定性的影响,并确定了使系统保持稳定的结构参数范围,方便对结构进行参数化快速分析设计。基于模型分析的结果,揭示了刹车振动产生的部分原因,从结构参数和刹车控制律两方面针对性的提出了对应的减振优化措施,进而形成了完整的飞机刹车诱导颤振的分析方法,为飞机制动器设计初期提供了理论参考依据。