基于平面和深部位移联合监测的滑坡精准勘察

基于某高速公路高边坡滑坡工程,在地质调查、钻探、原位测试等基础上,引入基于平面和深部位移联合监测模式进行精准勘察。通过平面位移监测确定滑坡周界和滑动方向;通过深部测斜确定滑面位置;通过6孔钻探补充查明空间结构特征。根据深部监测指导钻孔取样获取滑带土指标,检算天然和饱和工况下的稳定性系数分别为1.01、0.98;分析监测数据,滑坡滑动规律为连续降雨期间滑动速率增大,停止施工后滑动速率下降,变形速率从后部向前部逐渐减小,属推移式滑坡;提出清方+重力式罩面的综合整治方案。

一种滑动检测算法下的滑坡位移时序分解方法

针对“阶跃式”滑坡位移时序分解模型力学解释性不强的缺陷,根据西原蠕变本构模型与自适应改进遗传算法模型,提出滑动R_(nl)阶跃点检测方法与改进加权移动平均修正阶跃项位移方法,并将该方法应用于白水河滑坡位移时序分解。将滑动R_(nl)阶跃点检测结果与MK检验结果、滑动t检验结果以及Bayes检测结果作对比。结果表明,滑动R_(nl)阶跃点检测结果更加准确与适用;同时将新型滑坡位移时序分解结果与二次移动平均时序分解结果、三次指数平滑时序分解结果以及VMD时序分解结果作对比。结果表明,新型滑坡位移时序分解方法解决了滑坡趋势项位移无规律、无力学解释性的问题,且在时序分解加法模式中单独引入滑坡位移预测中最重要的阶跃项位移,分析预测更具有针对性。因此,新型时序分解模型有一定的工程价值与时序预测借鉴价值。

抗滑桩极限位移及桩侧阻力分布型式研究

为研究抗滑桩桩侧阻力的分布型式,本文提出了抗滑桩极限位移的概念,并应用平面应变有限元法研究了桩径、桩周土体初始侧向应力及土体力学参数对抗滑桩极限位移的影响;采用蒙特卡罗法对有限元计算成果进行拟合分析,给出了抗滑桩极限位移的计算模型;通过分析笔者在前文给出的抗滑桩极限阻力计算模型,并结合桩阻力与桩位移的关系曲线,给出了确定桩侧阻力分布型式的方法.

PPGF-灰岩胶结面剪切力学特性试验研究

为探究浆液—裂隙胶结面的剪切开裂破坏规律与力学响应机制,以新型石墨烯基注浆材料PPGF为研究对象,开展了不同石墨烯掺量、不同裂隙粗糙度以及不同法向载荷条件下的PPGF-灰岩胶结体直剪试验,得到了石墨烯、裂隙粗糙度与法向载荷对胶结面开裂、剪切应力与法向位移的影响规律。结果表明:随石墨烯掺量的增加,最大剪切应力呈先增大再减小的变化规律,并且掺量为0.036%时增幅最大。当胶结面的剪切破坏以爬坡滑移为主导时,石墨烯与法向载荷对剪胀位移的影响较小,当剪切破坏以剪断滑动为主导时,石墨烯和法向载荷对剪胀位移影响较大。石墨烯可以增加PPGF的黏结强度,延缓胶结面开裂。开裂剪切位移随粗糙度的增大而增大,随法向载荷的增加而减小。

连续性电液伺服系统位移轨迹的滑模跟踪控制

为解决电液伺服系统在零位附近运动时,系统跟踪活塞杆位移轨迹出现抖振问题,提出一种改进连续性电液伺服模型,采用滑模控制方法设计切换超平面和趋近律,在同一大气压下,建立电液伺服系统滑模跟踪控制器,将连续性电液伺服系统和传统的电液伺服系统进行建模仿真,分析电液伺服系统位移轨迹的跟踪控制精度。结果表明,在活塞杆位移跟踪轨迹时,相比传统电液伺服系统,连续性电液伺服系统平滑了2 kHz的抖振现象,且位移跟踪精度提高了5%。

钢板滑移技术治疗陈旧性胫腓骨骨折的临床疗效

目的观察钢板滑移技术治疗陈旧性胫腓骨骨折的临床效果。方法纳入我院骨科2020年10月—2022年4月收治的8例3周以上陈旧性胫腓骨骨折患者,术前X线检查显示骨折端存在不同程度短缩或分离移位。术中采用钢板滑移技术结合软组织松解恢复肢体长度,随后常规进行内固定操作,术中无需其他辅助装置。观察所有患者临床治疗后的临床效果。结果8例患者骨折均获得良好的复位,X线显示下肢长度基本恢复,力线正常。术后随访伤口愈合良好,没有发现血管神经损伤。结论钢板滑移技术是一种术中纠正陈旧性胫腓骨骨折短缩或分离移位的良好方法,可以结合或替代外固定支架或撑开器的使用。

摩擦耗能支撑减震结构最优阻尼参数区间控制效果研究

系统研究了附加摩擦阻尼器的多层摩擦耗能支撑结构(FDBF)的减震效果。针对学者提出的摩擦阻尼器两种恢复力模型:理想弹塑性和Bouc-Wen滞回模型,通过算例分析表明两模型结果数据具有良好的一致性。本文选取一附加摩擦阻尼器的多层结构进行结构建模,通过摩擦耗能支撑(FDB)的3个参数——滑移力、支撑刚度、起滑位移在参数区间内连续变化,对结构顶层最大位移和加速度响应,基底剪力以及体系总耗能和阻尼器耗能比进行了控制效果分析,结果表明耗能支撑参数对结构减震效果影响明显,存在相对较优的参数区间,并在不同特性的结构中得到验证。

基于线性扩张状态观测器的挖掘机电液系统滑模控制

无人驾驶挖掘机器人实际工作环境恶劣,为提高铲斗在负载扰动下的轨迹跟踪精度,建立了挖掘机电液系统非线性数学模型,设计了基于线性扩张状态观测器的滑模控制器(Sliding mode controller based on linear extended state observer,SMC-LESO)。根据铲斗油缸活塞杆位移信号,利用设计的线性扩张状态观测器对系统的速度、加速度及负载扰动和不确定因素进行估计,解决了系统参数难以测量的问题。在此基础上,设计了滑模控制器,并证明了该控制器的Lyapunov稳定性。为进一步验证该控制器的有效性,建立了挖掘机电液比例控制系统的联合仿真模型,并与PID控制器、滑模控制器的轨迹跟踪精度进行对比。仿真结果表明,该控制器可以有效抑制扰动,位移跟踪精度高、鲁棒性强。

智能车辆转向控制系统设计与仿真

为抑制智能车辆在路径跟踪过程中车辆内部参数变化和外部扰动对控制系统鲁棒性的影响,提出一种递归滑模控制方法。基于二自由度车辆动力学模型,通过引入车辆与期望位置之间的横向误差构造递归滑模面,设计递归滑模控制器。考虑系统不确定性对控制系统鲁棒性的要求,基于径向基函数神经网络设计了估计器,用于反馈回路补偿。与现有控制方法仿真对比,本文中提出的控制方法可以快速跟踪到期望路径且不发生超调,当车辆遭受外部扰动时,可以有效抵抗外部扰动,在跟踪蛇形路径时性能指标提高86.65%,跟踪连续换道路径时提高81.35%,极大改善了系统的鲁棒性和抗干扰性。结果表明,采用该方法可改善无人车辆路径跟踪动态响应性能,能够满足稳定跟踪期望路径要求,具有重要应用前景。

基于B型深孔测斜曲线的滑坡滑动面位置确定方法

在实际的深孔位移监测中,测斜曲线的突变特征是滑动面辨识的关键依据,对于“B”型测斜曲线通常是将曲线的鼓包凸起点作为滑动面的位置,但这种方法容易受到测点布置间隔和横纵坐标观测尺度的影响,存在滑面位置定义不清晰、数值不确定的问题。为了能够有效地克服这些缺点,提升测斜曲线滑动面辨识的准确度,基于“B”型测斜曲线变化特征,研究将滑坡抽象为由“滑动体”、“滑动区间”以及“不动体”三者组成的概化模型,并对滑坡运动过程中不同深度处土体的位移速率和加速度变化特点进行了深入分析。结果表明:土体位移速率沿深度方向会形成多道曲线簇,且不同曲线簇分别对应各滑面所在的滑动区间及非滑动区间。此外,将位移速率转化为加速度,则土体加速度曲线具有更加显著的分簇特征,能够为准确区分滑动体和不动体的区间范围提供重要依据。进一步地,提取监测期内加速度曲线分簇特征显著的当日土体加速度并绘制散点图,能够快速准确地确定坡体不同区间的深度范围。基于当日各滑面所在滑动区间内的加速度数据,运用三次样条插值法计算该区间内的位移加速度最大值,由于滑面处的土体加速度最大,则该值对应的土体深度可作为滑面位置的计算深度。研究方法能够更加精准地确定滑动面位置,并使滑面位置的确定可计算化,有效提升了深孔位移监测数据的利用程度和可靠度,具有较大的实用价值。

矿用无轨设备列车滑靴式平板车的研制

设备列车用于载运供电、液压动力源等煤矿重型设备,应用环境复杂恶劣。区别于传统轨道滑移式平板车,研制一种滑靴式平板车,减小与巷道底板的接触比压,增大对巷道底板的适应性。模拟单车承重40 t状态下的受力、变形情况,结果显示,最大等效应力为101 MPa,合位移为0.9 mm,满足平板车使用的强度与刚度要求。

起重机制动下滑位移量的检测方法研究

针对目前起重机制动下滑位移量的检测测量方法存在的问题,本文提出一种基于加速度改进的检测测量方法。首先,对每个方向的加速度传感器进行标定;其次,将加速度与偏转角进行融合互补滤波降低风载荷对制动加速度的影响;然后,通过Kalman滤波的方法降低钢丝绳抖动干扰信号;最后,采用改进后的方法进行划分,在时域内再对加速度进行积分,避免直接在频域内进行傅里叶变换引起截断问题。对制动匀速下降过程中加速度瞬时变化量进行精准识别和双重积分,获得精确的制动下滑位移量。实验结果表明,该方法在作业环境中检测测量起重机制动下滑位移量的准确性高,抗干扰能力强。

无轴承永磁同步电主轴的模糊滑模位移控制

为满足无轴承永磁同步电主轴高性能转子位移控制要求,结合遗传算法寻优快及模糊控制能柔化控制信号的优点,设计一种将滑模等效控制、模糊控制和遗传算法有机结合的电主轴转子位移控制策略,在滑模控制中引入模糊切换增益,并通过遗传算法对模糊滑模控制器参数进行优化,从而获得最佳控制效果。结果表明:模糊滑模控制降低了系统在传统滑模控制下的抖振,遗传算法优化后模糊滑模控制下的不同轴向稳态转子振动峰峰值较优化前分别减小了53%和27.5%。

某高速公路“充填式”滑坡变形特征分析

“充填式”滑坡是指古沟谷地貌被新沉积物充填覆盖,在开挖影响下,充填物沿新老界面发生滑动而形成的滑坡。本文研究对象为浅挖路段,地形平坦,最大挖深约17 m,开挖后两侧边坡土石界面呈典型的“V”字形,后缘约200 m处出现拉张裂缝,初步判断滑坡位于古河道上。为准确查明滑坡特征,在物探和钻探的基础上采用深部位移监测手段。结果表明,滑坡目前处于蠕滑阶段;滑坡前缘滑动面为土石界面,后段为风化岩层,滑动面与地下水位线基本一致,并非完全沿充填物界面发生破坏。

公路高边坡预应力锚索抗滑桩施工技术

本文以某高速公路工程为例,根据高边坡施工条件,研究预应力锚索抗滑桩施工技术,涉及抗滑桩、预应力锚索的关键施工工序及具体方法,并根据监测结果分析高边坡支护效果,评价预应力锚索抗滑桩施工技术的可行性,同时提出锚索抗滑桩的施工质量控制要点。实践表明,在联合应用抗滑桩和预应力锚索后,高边坡的位移量被控制在允许范围内,预应力锚索抗滑桩施工技术具有可行性。

基于位移控制的双排桩桩后滑坡推力计算方法

工程实践中,普遍以极限状态下的传递系数超载法获取单排桩桩后滑坡推力后再人为分配双排桩桩后滑坡推力,这与实际处于非极限状态的前后排桩的受力情况不符。从桩土变形协调出发,考虑位移与土拱效应之间的相关关系,结合莫尔圆坐标平移法和斜微分单元法,建立了基于竖向土拱理论和水平土拱理论的非极限状态下双排桩桩后滑坡推力的计算方法。与室内离心模型试验结果相比,前排桩桩后土体位移7,21 mm对应的前排桩桩后滑坡推力理论值与实测值基本相等,而后排桩桩后滑坡推力理论值与实测值误差为1.08%,6.42%,一定程度上说明了本方法的合理性和适用性。计算方法可以为任意桩后土体位移下双排抗滑桩桩后滑坡推力的计算和设计提供理论依据。

Slide stability of hydraulic structures on subbed soil

The study on slide stability of hydraulic structures on subbed soil was made. Using the slide test results of dragged concreting base plates on subbed soil pits,the decreased value of bearing capacity on slide after rebound and repression influence of subbed soil was determined,and the envelope of ultimate slide shear resistance was also quantitatively determined. Due to the lack of similar mechanisms of slide stability on subbed soil and base plate of hydraulic structures,different safety coefficients for the slide stability were adopted. It was suggested to use the maximum compressive stress σmaxof eccentric load to predict structure displacement,slide and creepy slippage of subbed soil,to determine the sliding creepy contour and limit the maximum load on subbed soil. Two hydraulic structures that had been put into operation were reviewed by this method,and the results accorded with the real conditions.

滚动轴承内圈局部故障渐变动力学建模与分析

当滚动轴承内圈出现局部故障时会产生复杂的振动响应,从滚动轴承内圈实际故障形貌的渐变性和非规则性的客观实际出发,引入位移激励函数定性分析滚动体通过故障区域时球心位置的渐变规律,采用随机数列表征故障底部形貌非规则性的特点,综合考虑轴承的径向载荷和滚动体通过故障区域时的打滑率等因素,建立了一种内圈局部故障渐变的轴承动力学模型。通过对比分析不同转频条件下实验和仿真数据的故障特征频率值,验证了局部故障渐变动力学模型的准确性。

千米级铁路悬索桥梁端支座位移长期变化规律分析

为掌握环境温度对大跨铁路悬索桥梁端支座位移及支座累计位移的影响,以某千米级公铁两用悬索桥为背景进行研究。基于该桥结构健康监测系统2021年的梁端支座位移长期监测数据,采用相关性基准值设定方法将梁端支座位移数据回归到合理区间,基于差分累加法获得支座累计位移,通过划分时段分析温度变化率对支座位移与环境温度间相关性的影响。结果表明:支座位移与环境温度间存在显著线性正相关关系;实测主梁伸缩系数和经验计算值基本吻合,全年南、北侧上游支座位移变化幅值和季度总累计位移基本一致,主梁两侧梁端变形具有高度的一致性;列车过桥时会导致主梁振动,支座大概率会发生小幅瞬间滑动现象,释放因主梁微小变形所产生的摩阻力;支座累计位移与桥梁结构体系有关,铁路悬索桥支座累计位移远小于公路缆索结构体系桥梁;温度变化率及其绝对值的大小对支座位移与环境温度间的相关关系存在一定的影响,温度变化率越稳定且绝对值越接近于0,两者相关关系越强。