基于开采沉陷实测数据的Weibull时间函数模型参数研究

常村煤矿井田范围内铁路专用线下压煤量达3500万t,在煤炭资源开采的同时还要保障铁路的安全运营,因此开展开采动态沉陷预测尤为重要。为准确预计该井田采动地表移动变形的动态过程,实施合理的地表抗采动措施对工作面开采方案实施优化,引入Weibull时间函数,通过理论计算与软件处理相结合的方式,分析了该函数在下沉量、下沉速度、下沉加速度方面的变化特征。研究结果表明:计算结果与常村煤矿的实测地表下沉量一致,表明该函数在时间和空间上具有很好的完备性;在对常村煤矿地表动态沉陷监测数据进行整理分析的基础上,选取了11个监测点数据进行拟合处理和对比分析,研究确定了模型参数c、k的主要影响因素,同时给出了参数c、k的变化规律和变化曲线,并通过实测数据论证了其可靠性。最后,基于上述研究,选取22、30号监测点,通过对下沉实测值和预测值的动态对比分析,发现预计相对精度分别为2.11%和2.66%,表明Weibull时间函数模型及参数确定方法对改进采动地表动态沉陷过程预计是可靠的。

结合改进Weibull时间函数的开采沉陷动态预测模型

煤炭开采引起的地表沉陷是一个多维动态变化过程,动态预测可以获取采空区上方任意位置、时刻的形变大小,对保护地面基础设施和人民生命安全具有重要意义。为实现地表沉陷的动态预测,针对Weibull时间函数模型结构复杂、参数较多等不足,基于开采沉陷相关理论,建立了仅含一个模型参数,且可以准确描述地表点下沉量、下沉速度、下沉加速度的改进Weibull时间函数模型。在此基础上,结合已有的地表沉陷盆地模型,建立了一种新的开采沉陷动态预测模型,详细阐述了模型参数的确定方法及其对沉陷盆地形态的影响,并结合某矿313工作面和3214工作面实测数据验证了模型的预测精度和适用性。结果表明:改进的Weibull时间函数模型最大均方根误差为52 mm,最大相对误差为2.1%,较改进前分别提高了60.3%和64.4%;开采沉陷动态预测模型预测的下沉曲线形态和实测下沉曲线形态一致,最大均方根误差为17 mm,最大相对误差为1.76%,表明该模型可以预测地表沉陷过程,具有较好的适用性和可靠性。该研究结果可为矿区地表沉陷动态预测提供参考。

基于Weibull时间函数的采煤沉陷区地表动态沉陷预测模型

煤矿地表开采沉陷是一个复杂的时空过程,是矿山开采沉陷重点解决的问题。本文将时间参数引入到地表移动变形的动态预计中,分析了Weibull模型及其描述地表动态沉陷规律的适用性,并进行了参数分析,建立了地表动态沉陷预测模型。进行了实例分析。研究结果表明,参数n和k是该函数模型的重要参数,对描述地表动态移动变形量较为敏感;通过运用本文提出的地表动态移动变形预计模型,计算得到的地表下沉值相对误差均在7.0%以内,预计结果与实测结果较为吻合,预测模型可靠,预测结果可为相关减损措施的制定提供参考。

基于Weibull分布的石砌体单轴受压损伤本构模型

石砌体的本构模型是石砌体力学计算和有限元数值模拟的重要基础和前提条件。为了深入研究石砌体单轴受压下的本构关系,基于损伤力学理论,应用双参数Weibull分布函数反映损伤变量,根据石砌体单轴受压应力-应变全过程曲线的特征条件确定其参数,推导并建立了石砌体单轴受压损伤本构模型,将已有试验数据验证本构模型的正确性,并将本构模型与典型的砌体本构模型进行对比分析,最后应用本构模型对已有石砌体拱桥试验进行有限元分析以验证本构模型的适用性。结果表明:所建模型与已有石砌体单轴受压试验结果吻合良好;所建模型验证了石砌体损伤演化的一般规律,符合典型的砌体本构模型的一般趋势;所建模型可应用于石砌体结构有限元分析计算,适用性良好。

基于分段Knothe时间函数的开采沉陷预计模型优化及应用

淮南矿区煤层埋深达800~1200 m,开采影响传播时间长,在使用原始分段Knothe时间函数模型预计该地区地表沉陷动态过程时,存在的不足为:预计的地表沉陷无启动阶段,下沉速度达到最大时对应的地表沉陷值并不等于最大下沉值的1/2,时间因素影响系数(c)以及地面点最大下沉速度对应的时刻(τ)无法实现自适应取值。通过理论研究以及资料分析,应用地表沉陷启动时间t_(0)以及修正模型对Knothe时间函数模型进行优化,并结合淮南矿区地质特征以及概率积分模型相关理论构建了c、τ求解模型,提出了适合淮南厚冲积层矿区的分段Knothe时间函数优化模型。以淮南某矿1613(3)工作面为例,采用所提优化Knothe时间函数模型、原始分段Knothe时间函数模型、分段Knothe时间函数模型分别进行了地表沉陷预测。结果表明:以地表点的实测值作为参考,所提出的优化模型在预计地表形变时,预计标准差为295.8 mm,总体精度较原始分段Knothe时间函数提高了49%,较分段Knothe时间函数提高了53%,证明了所提优化模型的优异性。

基于改进Knothe时间函数的地表动态移动变形预测模型研究

目的为进一步探究地表动态移动变形特征,加深认识矿山开采沉陷基本规律,更好地服务于矿山安全绿色生产,方法针对原Knothe时间函数模型表达地表下沉及其速度变化规律的缺陷,基于矿山开采过程中地表下沉盆地动态形成机理,分析时间函数参数c对地表下沉量、下沉速度和下沉加速度影响规律;以地表下沉速度达到最大值时刻,将地表动态移动变形分为两个阶段,进一步改进Knothe时间函数模型,在此基础上,建立地表动态下沉、倾斜、曲率移动变形预测模型,并以某矿2201开采工作面为例,进行地表动态移动变形预测和精度分析。结果结果表明:改进后的Knothe时间函数形态与矿山开采沉陷地表动态移动变形一致,可以较好地描述采动地表“稳定→变化→稳定”全过程动态演化特征;参数c是该函数模型的重要参数,与覆岩力学性质、开采条件和开采速度等地质采矿条件有关,对描述地表动态移动变形量较敏感,随着参数c增大,地表下沉量和下沉速度显著增大;运用改进的Knothe地表动态移动变形预测模型计算,得到的地表下沉量误差为厘米级精度,倾斜值误差在5 mm/m以内,曲率误差在0.7 mm/m2以内,其相对误差均在6.0%以内,预测结果与实测结果较吻合。结论提出的预测模型具有一定可靠性与实用性,可较准确分析地表动态移动变形全过程的规律,从而为“三下”采煤及保护煤柱留设提供参考。

基于Weibull时间序列函数的动态沉陷曲线模型

研究开采沉陷灾害发生及发展的动态过程具有重要的理论意义和工程应用价值。因采场上覆岩层及采矿过程的复杂性,全面研究采矿过程中上覆岩层的移动及地表的沉陷具有很大的难度,以研究地表沉陷区观测点下沉变化过程的时间序列为切入点,对开采沉陷的动态过程进行了研究。通过研究地表沉陷区观测点下沉量的时间序列发现,Weibull(韦布尔)函数可较准确地拟合和描述地表观测点的下沉过程曲线。煤层开采地表移动过程的FLAC3D模拟研究发现,同一沉陷区内各观测点的下沉过程在时间和空间上具有独立性。在该基础上,将概率积分沉陷曲线模型与Weibull时间序列函数相结合,给出沉陷区主剖面的动态下沉、倾斜和曲率曲线的唯象学模型,经实例证明建模思路是可行的。

基于Weibull时间序列函数与负指数法的动态沉陷预计

为了探讨采矿过程中受时间和空间影响的地表移动变形的发生发展机理,提出了一种基于Weibull时间序列函数与负指数法的动态沉陷预计方法。该方法以研究描述地表沉陷区观测点下沉变化过程的Weibull时间序列函数为基础,认为Weibull时间序列函数在描述地表观测点沉陷的动态过程时,不仅能较好地拟合下沉-时间(wt)曲线,而且由此推出的速度-时间(v-t)曲线和加速度-时间(a-t)曲线也能够很好地符合地表沉陷随时间变化的物理过程。基于实测资料确定的负指数法在描述地表移动盆地时具有实践应用性强、预计精度高等特点,给出了走向主断面半无限开采负指数法的下沉预计公式及参数求取方法。根据主断面动态沉陷模型的一般形式,将Weibull时间序列函数与负指数预计函数相结合,建立了充分采动条件下沉陷盆地走向主断面的动态地表下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形模型,并对某煤矿的地表动态沉陷进行了预计,结果表明,预计结果与实测结果具有很好的一致性,可为实现矿区地表动态沉陷预计提供参考。

Weibull分布函数在林分直径结构预测模型中的应用研究

利用weibull分布函数3个参数a,b,c的预测模型以及立地、林龄与径阶的相关模型和立地、林龄、径阶与径阶高的相关模型,给出了日本落叶松林分结构合理分布的理论参数和不同立地、各龄阶径阶分布的理论株数,为合理经营利用日本落叶松林分提供了科学的理论依据.

板翅式换热器传递函数动态模型及参数确定方法

飞机综合环控/热管理系统迫切需要建立快捷高效的换热器动态仿真模型,以满足先进控制系统设计需求。基于此,针对板翅式换热器动态模型,提出一种包含2个延迟环节和4个一阶惯性环节的传递函数矩阵形式,并从换热器机理模型出发,利用拉普拉斯变换推导模型中4个时间常数的计算公式,提出基于换热器效率的传热热阻计算关系式的辨识方法,解决了主要模型参数设置难题。以板翅式换热器为研究对象,在Simulink仿真平台搭建其传递函数动态模型,并与AMESim仿真平台搭建的机理模型进行对比分析,结果显示:2种模型所得空气和冷却水出口温度分别随入口温度和质量流量阶跃变化的动态响应曲线吻合很好,其中,4种工况空气和冷却水出口温度最大稳态偏差分别为0.034℃和0.029℃,当冷却水入口质量流量阶跃变化时,空气出口温度动态响应相对偏差最大,为9.27%,当空气入口质量流量阶跃变化时,冷却水出口温度动态响应相对偏差最大,为7.03%。

胃癌患者生存时间分布的Weibull模型拟合

提出一种对胃癌生存时间作分布拟合时估计参数的简便方法并用于拟合长乐市的胃癌生存时间分布。该方法采用非参数方法估计危险率函数 ,用直线回归的方法估计Weibull模型的参数。结果表明 ,采用本文的简便方法建立的Weibull模型能够很好的拟合长乐市胃癌病例的生存情况 。

基于Weibull分布的武器系统研制时间-费用模型

采用Weibull分布形式进行拟合计算和分析,对武器系统研制的时间-费用模型进行研究.最后,以某型武器系统研制为例,介绍该方法的应用过程.

基于时间函数的高寒矿区地表动态下沉规律研究

高寒地区因为其冻土的特殊性质导致其经历开采后随着季节变化易导致上覆岩层破坏,因此,为准确预测高寒地区矿区上覆岩层的动态沉降的发展趋势,选取高寒矿区地表富水区作为研究对象,基于Weibull时间函数与分段函数的思路,结合矿区地表干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)监测数据建立高寒矿区地表动态沉降模型,讨论该函数模型的适用性。结果表明:高寒矿区冻胀地表沉降的3个阶段沉降量与时间的关系曲线与Weibull时间函数模型对应曲线相符。对Weibull时间函数的双参数取值进行探讨并优化,最终确定当初始、加速阶段的沉降运动参数λ取值2.5,沉降时间参数η取值0.068,稳定阶段λ取值2.3,η取值0.048时误差处于限差范围内,能较为准确地模拟预测地表的动态沉降过程。研究成果可为高寒矿区的防灾减灾及治理工程提供参考。

切换正线性系统在模型依赖平均驻留时间下的异步L_(1)控制

研究一类切换正线性系统在模型依赖平均驻留时间(MDADT)切换信号下的异步L_(1)控制问题.通过构造适当的李亚普诺夫(Lyapunov)函数,基于MDADT切换信号,讨论了一类切换正线性系统在异步切换下的指数稳定性,并进一步给出了其在异步切换下具有指数的L_(1)-增益性能γ的充分条件.基于已建立的稳定性定理和MDADT切换信号,设计了一类异步状态反馈控制器,使得闭环系统在异步切换下是正的并且具有指数的L_(1)-增益性能γ,给出了求解控制器的增益矩阵K_(i)的具体算法.此外,所得结论都是以代数矩阵不等式的形式给出的,可以利用Matlab中的LP工具箱进行求解.给出了一个数值算例验证了所得结论的有效性和可行性.

分段Weibull时间函数开采沉陷动态预计研究

以地表点最大下沉速度时刻τ为分界点,将动态下沉过程分为前后近似对称的两个阶段,结合偏差改正、生长函数模型等手段消除理论误差,提出一种分段Weibull时间函数,建立了τ与地表点距开切眼距离x的回归方程,并对岩性参数c和k的确定方法进行了探讨,有效改进了Weibull时间函数在动态预计中存在的不足。以山西某矿3214工作面实测数据为依据,对单点及主断面的下沉值进行预测验证,并与Weibull、Knothe以及优化后的分段Knothe函数对比。分析发现,就单个点而言,分段Weibull时间函数的预测精度比上述函数分别提高了41.09%,51.03%,3.47%;对主断面而言,第一期相对误差最大,仅为5.25%.研究表明,分段Weibull时间函数具有一定的可靠性,能够用于沉陷区更高精度的动态预测。

一种基于Weibull函数的单粒子注入脉冲模型

单粒子效应是当前集成电路抗辐射加固的研究重点之一.根据空间辐射粒子特点,提出一种基于Weibull函数的单粒子注入脉冲模型,该模型利用Weibull函数对瞬时脉冲直接进行电路级描述.实验证明,该模型与传统器件级电流注入脉冲模型的SER统计数据拟合度高达98.41%,同时可将电路模拟时间缩短3个数量级,在高速超大规模集成电路的单粒子效应研究中,具有明显的模拟速度优势,为深亚微米级的抗辐射加固研究提供了坚实的理论基础.

基于Weibull分布函数的FRP退化模型研究

为进一步认识纤维增强复合材料(FRP)在不同使用环境下的长期性能,通过已有FRP耐久性试验研究,引入二参数Weibull分布函数,在试验样本与参数估计的基础上,对比例参数η与形状参数β二参数进行分析,建立FRP等效Weibull分布退化模型。分析结果表明:在不同环境下,拉伸强度比例参数η随退化时间的延长而逐渐降低,且退化前期下降较快;而形状参数β对不同环境与退化时间均较不敏感。将退化模型与试验结果及现行规范取值对比分析表明,本文模型与试验结果吻合良好,可较好地预测FRP在不同环境下的长期性能。在此基础上,简化得到相应的环境影响修正系数κ_(env),并对现行规范中存在的问题进行探讨,为FRP材料加固混凝土结构的耐久性设计提供参考。

应用WEIBULL分布函数建立非房室线性药动学模型

运用系统控制过程的卷积公式及WEIBULL分布函数导出浓度 时间关系 ,然后应用单纯形改良法拟合 ,在实验给定误差范围内得到一组最优参数和一条最优曲线。与传统的房室模型拟合出的曲线比较 ,可以更好的拟合多峰血药浓度

基于Weibull函数不同干燥方式下的茯苓干燥特性

为缩短干燥时间，克服茯苓块干燥后表面龟裂、易于破碎的缺陷，改善干燥品质；将自然晾晒、普通热风干燥、气体射流冲击干燥、真空脉动干燥4种技术应用于茯苓块的干燥，研究了茯苓的干燥特性；利用Weibull函数对其干燥曲线进行拟合并分析干燥过程，结合尺度参数、形状参数计算茯苓块的水分有效扩散系数、干燥活化能，并与Fick第二定律进行比较；测定了不同干燥条件下的破碎率、浸出物质量分数；并基于能耗、尺度参数、破碎率、浸出物质量分数对3种人工干燥方式进行了综合评价。结果表明：1）茯苓块在4种干燥方式下均表现为降速干燥，但普通热风干燥、真空脉动干燥前期存在升速段；2）Weibull 函数能够准确拟合不同干燥方式下的干燥曲线；尺度参数随着温度、风速的增加而减小；形状参数与干燥方式有关，普通热风、真空干燥的形状参数值均大于1，气体射流干燥的形状参数值均小于1；3）基于Weibull函数计算水分有效扩散系数、干燥活化能，可克服Fick第二定律只适用于降速干燥的缺陷；估算的水分扩散系数范围为3.90^10-9～20.40^10-9m2/s；干燥活化能为29.45～40.09 kJ/mol，且不同干燥方式间的活化能存在差异；4）不同干燥方式下茯苓块破碎率存在显著性差异（p〈0.05）；真空脉动与自然晾晒的破碎率均低于5.00%；试验参数范围内，气体射流的温度、风速与破碎率无相关关系，破碎率均值为62.68%；普通热风干燥方式下，破碎率随温度的升高而增大；5）真空脉动干燥方式下浸出物质量分数最高，为4.54%～4.75%；综合评价结果表明茯苓块的干燥宜采用真空脉动干燥技术。该研究探索了不同干燥技术下茯苓块的干燥特性和品质，为选择合适的干燥工艺提供了理论依据。

基于Weibull分布函数的马铃薯丁薄层热风干燥特性

为了实现马铃薯的规模化热风干燥,提高脱水制品的品质、降低生产能耗和成本,该文以薄层干燥试验为基础,研究了鲜切马铃薯丁在不同热风温度（40、50、60、70、80、90℃）、风速（0.5、1.0、1.5、2.5、3.5 m/s）和切丁长度（2.5、5、10、15 mm）条件下的干燥曲线、水分有效扩散系数和干燥活化能。利用Weibull分布函数拟合了干燥曲线,并建立了风温、风速和切丁长度与模型参数的定量关系。研究表明：鲜切马铃薯丁的热风干燥过程服从Weibull分布函数（R2=0.991～0.999）,是典型的降速干燥过程,模型的尺度参数与热风温度、风速和切丁长度有关;模型的形状参数与风速和切丁长度有关,而温度对其影响不显著（P〉0.05）;水分有效平均扩散系数在1.859～12.509×10-9 m2/s之间,与热风温度和风速显著相关（P〈0.05）,而物料切丁长度对其影响不显著（P〉0.05）;几何尺寸值与干燥物料的切丁长度和风速有关;马铃薯丁热风干燥的活化能为19.107 k J/mol。该研究可为马铃薯热风干燥提供理论和技术基础。