武汉船舶调度中心大楼深基坑支护体系设计参数优化研究

基坑支护设计参数是基坑支护体系设计成败的关键,设计参数过于保守,支护体系造价必定过高;设计参数过于冒险,易产生质量与安全失控。为此以位于软土地区的武汉船舶调度中心大楼深基坑支护工程实例,利用有限元软件MIDAS软件,建立基坑三维模型,对基坑设计参数进行调整、优化,求得最优参数组合,然后利用天汉软件,用该组合参数模拟基坑开挖时各工况基坑周边围护结构变形规律,并用实际监测的基坑变形数据进行验证;最后从力学模型构建及设计参数选取两方面进行探讨,得出一种先确定力学模型,再调整优化设计参数的基坑支护设计方法。     

区域地球化学数据的归一化处理及应用

介绍了一种简单的勘查地球化学数据调整方法———归一化,该方法采用各批或各区块差异数据的平均值或中位数的衬值乘以参照值以获得元素的视含量,用于调整不同分析批次之间的系统误差,或不同背景区数据的差异;用2个实例详细介绍了该方法的应用效果。     

新疆巴州水文数据一体化智能处理系统构建与开发升级思路研究

传统水文资料整编靠人工处理,不能完全满足适时提供水文数据服务的要求。运用高效运转的水文资料在线智能处理系统是智慧水文发展的必然要求。以巴州水文数据一体化智能处理系统研发及应用过程为例,对该系统在水文资料整编中的应用、系统架构、设计思路及主要功能特点进行阐述,并结合实际工作需求,提出进一步开发升级思路。通过应用水文资料在线智能处理软件,可进一步践行五大水文发展理念,为日常水文监测资料日清月结筑牢成果智慧输出的硬件基础。从而全面提升水文资料整编的时效性及精准性,为区域防洪减灾提供可靠技术支撑。     

基于HMM双重模型的伽马能谱漂移模拟

结合放射性测量中的能谱统计特性及漂移特点,提出了采用hidden Markov models对能谱漂移进行模拟的双重模型方法。采用Gaussian mixture model对能谱的短时瞬态特性进行描述,转化为参数化模型;采用HMM状态转移对能谱测量中的能谱漂移条件进行模拟,实现Gaussian mixture model的参数调整。实例表明,该方法可以灵活地调整参数以满足能谱漂移模拟的多样性要求,是一种性能良好的参数化模拟方法。     

多波束系统横摇、纵倾参数的校正方法

多波束水深测量系统以条幅式测量为特点,比较传统单波束测深发生了巨大的变化,能够进行实时声速、船体姿态等参数的改正.多波束系统换能器安装时存在的纵倾角度偏差(pitch bias)和横摇角度偏差(roll bias)是产生水深测量系统误差的重要来源之一.分析两个参数对水深测量精度的影响,并根据其误差在地形剖面上的表现形式,讨论实测法和剖面重合法两种参数测试的方法,特别是针对剖面重合法参数测试,制作可视化操作界面,大大方便了野外和室内参数调整.测试获取的纵倾、横摇参数输入多波束系统中进行实时水深校正.在室内资料处理中,利用参数校正方法,能够对野外采集资料进行再处理,提高资料质量.     

坝区岩体蠕变参数解析-智能反演方法及其工程应用

岩体蠕变参数是岩土工程设计必不可少的重要资料,为准确确定岩体的蠕变力学参数,综合考虑解析反演法和智能反演法的优点,将这两种反演方法耦合,建立了岩体蠕变参数的解析-智能反演方法,将这种方法应用到大岗山水电站工程中,解析智能反演获得坝区岩体的压缩蠕变参数。计算结果表明：解析-智能反演蠕变曲线与试验蠕变曲线的拟合程度比解析反演蠕变曲线与试验蠕变曲线的拟合程度好,说明解析-智能反演法获得的坝区岩体蠕变参数更为准确可靠,同时也验证了这种参数反演方法的有效性和合理性。该方法为高效快捷地反演坝区岩体的蠕变参数提供了重要理论指导。     

区域化探中多图幅系统误差的校正

针对区域地球化学图件中出现的含量等值线环绕子区边界的情况,提出多图幅拼接系统误差的校正方法,将其转化为数学方法中正规方程组的求解,以解决各个图幅系统误差校正不能兼顾的问题.以阿龙山地区区域化探图幅拼接为例对该方法的有效性进行了证明.     

适用于饱和砂土循环动力分析边界面塑性模型的显式积分算法

基于适用于饱和砂土循环动力分析的边界面模型,利用修正广义Mises方法将其推广至三维应力空间中,引入与状态相关的剪胀函数,采用历史最大加载面硬化准则,以反映饱和砂土排水条件下刚度变化、剪胀剪缩等特性。结合子增量步显式积分算法的思想,建立了适用于饱和砂土循环动力分析边界面模型的显式积分算法流程。借助有限元软件子程序接口,将该算法流程开发到有限元软件中,通过建立土体单元数值模型,对Toyoura砂在单调荷载和循环荷载下的三轴试验工况进行模拟。结果表明,利用子增量步显式积分算法对模型进行积分,能够准确有效地模拟砂土的应力-应变曲线、以及砂土在单调和循环荷载作用下均展现的剪胀剪缩现象,验证了显式积分算法的有效性。通过设置不同的增量步长,验证了子增量步显式积分算法对于较小应变增量步的高度稳定性和收敛性。     

利用差分进化算法反求含水层参数

为更好地估算含水层参数,引入了差分进化算法。该算法是一种智能优化算法,其特点是借助现有近似解群体间的距离及方向指导未来的搜索行为,兼具有较好的全局寻优能力和较快的局部搜索能力。用此算法求解了均质各向同性及均质各向异性条件下Theis公式中的含水层参数,所用降深数据是在设定参数后利用解析解计算得到的。计算结果表明,该算法较传统方法计算精度高,不受人为因素干扰。     

基于地球化学背景的多图幅系统误差校正——以区域地球化学调查数据Au元素为例

针对区域地球化学图件中出现的含量等值线环绕子区边界现象,以Au的多个图幅拼接为例,使用了分幅标准化法、衬度返回法及定和化法3种方法对地质大调查以来新方法获得的某成矿带区域地球化学数据进行系统误差校正,校正后编制地球化学等量线图显示,所采用的3种校正方法对于研究区数据存在的系统误差都不能达到较好的调平效果。针对研究区数据特点,尝试在分幅标准化法和衬度返回法基础上提出基于地球化学背景的误差校正方法,进一步对4种方法校正后数据参数特征及编制地球化学等量线图进行对比。基于地球化学背景的误差校正方法对研究区达到了较好的数据校正效果,并对校正前后数据进行相关对比和检验,满足化探数据中存在的系统误差属于线性误差这一基本假设,在实际应用中,可供地球化学数据系统误差校正灵活地使用,以取得更好的应用效果。     

全液压自动送钻技术控制系统的研究

本文结合全液压动力头式地面煤层气钻机的结构特点,根据给进机构数学模型及钻压控制经验公式,建立钻压控制模型,设计模糊PID控制器并进行了仿真分析。通过改变门限钻压值和岩石可钻性系数值大小,模拟钻进过程中地层变化和被控对象参数变化对系统的影响,经过仿真分析得出系统的响应速度快,超调量小,具有较好的适应能力和抗干扰能力。因此,用模糊控制来实现恒钻压控制是可行的,对实现钻机的自动化、智能化控制具有一定的指导意义。     

盾构法隧道施工变形智能模糊控制方法研究

在对盾构施工变形规律认识的基础上,引入了智能控制学科的思想与方法,采用模糊逻辑控制技术建立了变形的智能模糊逻辑控制系统模型,并进一步在地铁盾构法区间隧道工程中进行了初步实证研究。控制分析结果表明,采用本文提出的理论控制模型能够实现定量化盾构诸施工参数的主动与实时控制。     

一种金刚石钻头智能烧结机的研制与应用

针对我国传统的金刚石钻头烧结机自动化程度低,难以灵活应对不同种类配方的金刚石钻头热压烧结工艺、温度、压力等要求的现状,研制了一种新型金刚石钻头智能烧结机。该智能烧结机集光、电、液压于一体,以单片机为控制系统的核心器件,利用模糊PID控制原理,实时监测、控制烧结温度和工作压力,实现了预存工艺自动运行,控制效果满足钻头烧结工艺要求。对金刚石钻头热压烧结机的工作原理、温度及压力参数对成品钻头质量的影响进行了分析,并介绍了与热压机配套的控制系统的设计。     

Grade estimation using fuzzy- set algorithms

This paper presents a new approach for estimating unknown ore grades within a mining deposit in a fuzzy environment using fuzzy c- means clustering and a fuzzy inference system. Based on a collection of cluster centers obtained from fuzzy c- means, a fuzzy rule base and fuzzy search domains are established to compute grades at these cluster centers. These cluter center- grade pairs act as control information in the fuzzy space- grade system in order to infer unknown grades on the basis of fuzzy interpolation, fuzzy extrapolation, and a defuzzification process of fuzzy control.     

基于模糊粒子群算法的钻杆运移装置控制系统研究

在大直径救援井施工起下钻作业中,钻杆运移装置用于大直径钻具输送及钻柱接续。针对钻杆运移装置定位过程中钻杆易产生振动,难以快速、准确地将钻杆举升至动力头翘起角度进行对扣的问题。首先分析了钻杆运移装置的结构特点和工作原理,利用结构关系推导了钻杆举升时的运动学模型,得出钻杆末端接头与举升油缸和运移小车运动规律的映射关系,并采用有限元方法建立了钻杆举升时的动载受力模型,得出了钻杆末端接头的振动加速度主要由举升油缸和运移小车的工作速度所决定,且各部件的工作速度主要由各自的输入流量所确定;其次引入了基于模糊粒子群优化算法的综合误差评价函数,将钻杆末端接头的转角误差和位姿误差作为输入信号,采用加权法进行计算出综合误差和加速度误差,利用梯形隶属度函数构造了模糊控制规则,得出综合误差、加速度误差与比例参数、积分参数、微分参数之间关系,完成PID的控制参数调节,实现了对钻杆末端接头的主动抑振控制;最后利用MATLAB软件搭建了数值仿真模型,以某次钻杆运移装置工作时测量数据信号为例进行仿真研究,系统综合误差只需0.9 s可将振幅衰减至峰值的10%以下,同时加速度误差仅为0.05 mm/s²     

弹性介质边坡模糊有限元方法研究

针对弹性介质体边坡内存在的模糊特性,从弹性力学的基本方程式入手,应用模糊运算法则、模糊积分和模糊微分等方法,推导了弹性力学几何方程、物理方程和平衡方程的模糊表达形式。利用最小模糊位能原理,建立了考虑多参数模糊性的模糊有限元控制方程。数值算例表明,弹性介质体边坡考虑模糊特性影响的情况下的分析成果,能更全面地反映出计算参数模糊特性变化引起的边坡内力和位移的改变情况。     

模糊加权优化适线法的改进及统计特征分析

水文序列长度有限,频率曲线参数估计存在抽样误差,采用加权适线法能够很好地减小误差。模糊加权优化适线法的诺模图长度有限,而且隶属度函数不是以样本无穷大为前提,对模糊加权优化适线法改进,提出半降正态分布的隶属度函数,运用大样本统计试验方法延长诺模图。以理想数据、蒙特卡洛随机数和实测序列对改进的方法检验,以无偏性和有效性为评价指标,运用评分法和百分率法对统计结果分析评价。结果表明改进的模糊加权优化适线法的统计特性好,适线精度高,能够促进模糊加权优化适线法在实际工程中的推广应用。     

Pumping-rate control for contaminated groundwater with VOCs by using fuzzy inference model

In this paper, a new method is proposed for the remediation of contaminated groundwater. The method is based on fuzzy inference and risk evaluation. The effectiveness of the presented method is assessed in numerical simulations. The main results of the study are as follows: 1) A pump-and-treat control algorithm was proposed by using the fuzzy inference and the human health risk calculation model, 2) It was found that applying the proposed algorithm was likely to reduce the pumped quantity, and 3) It was found that the proposed model can be used to notify residents of the human health risk; the model is based on the ASTM RBCA model for residents. A new fuzzy control system for contaminated groundwater can be used as a useful model for characterising the effects of contaminants on human health and providing helpful information on the human risk assessment of the contaminated groundwater site.     

Omnibus Weights of Evidence Method Implemented in GeoDAS GIS for Information Extraction and Integration

Weights of evidence (WofE) is an artificial intelligent method for integration of information from diverse sources for predictive purpose in supporting decision making. This method has been commonly used to predict point events by integrating point training layer and binary or ternary evidential layers (multiclass evidence less commonly used). Omnibus weights of evidence integrates fuzzy training layer and diverse evidential layers. This method provides new features in comparison with the ordinary WofE method. This new method has been implemented in a geographic information system-geophysical data analysis system and the method includes the following contents: (1) dual fuzzy weights of evidence (DFWofE), in which training layer and evidential layers can be treated as fuzzy sets. DFWofE can be used to predict not only point events but also area or line events. In this model a fuzzy training layer can be defined based on point, line, and areas using fuzzy membership function; and (2) degree-of-exploration model for WofE is implemented through building a degree of exploration map. This method can be used to assess possible spatial correlations between the degree of exploration and potential evidential layers. Importantly, it would also make it possible to estimate undiscovered resources, if the degree of exploration map is combined with other models that predict where such resources are most likely to occur. These methods and relevant systems were validated using a case study of mineral potential prediction in Gejiu (个旧) mineral district, Yunnan (云南), China.     

基于集对分析和模糊马尔可夫链的滑坡变形预测新方法研究

滑坡体的变形表现出复杂的非线性演化特征,为克服传统分析方法在处理系统不确定性方面的不足,引入集对分析（SPA）理论,并结合模糊马尔可夫（fuzzy-Markov）理论来对滑坡SPA模型中的不确定系数进行二次预测,提出了滑坡变形SPA-fuzzy-Markov预测新模型。针对fuzzy-Markov子系统,分别提出了基于相关系数和特征值方差的多维空间模糊马尔可夫链拟合效果检验的两个新方法,并据此定量考察fuzzy-Markov子系统对参数响应的敏感性,用以确定最佳的模型参数组合。运用上述理论模型对刘家沱滑坡变形监测成果进行分析,综合定量考察了模型对模糊区间重合等级和马尔可夫状态转移步数这两个参数的敏感程度。结果表明：该算例条件下状态转移步数为敏感因子;与单纯SPA模型相比,复合模型能够进一步提高整体预测精度,在岩土监测分析领域中具有良好的实用价值;同时fuzzy-Markov理论的引入也为深化SPA基础理论研究提供了一条途径,不仅在岩土监测领域,在其他相关领域也具有理论和实用价值。