非均质岩石单轴压缩试验破坏过程细观模拟及分形特性

为了细观模拟非均质岩石试样单轴压缩试验的破坏过程,提出了一种新的有限元数值模拟方法。该方法以莫尔-库仑破坏准则为基础,将岩石视为非均质和准脆性材料,并假定岩石单元的抗剪强度参数服从正态分布。有限元细观模拟结果表明,岩样非均质性对本构关系曲线形状有显著影响,模拟的应力-应变曲线与试验曲线基本吻合。基于分形几何理论,采用计盒维数方法计算单轴压缩试验不同荷载条件下的岩石破坏分形维数,建立了分形维数与顶部位移之间的非线性演化模型。分形分析研究表明,岩石试样的破坏过程具有分形特性,分形维数可用来定量地表征单轴压缩试验岩样破坏过程。     

基于模拟退火算法的边坡最小安全系数全局搜索方法

基于改进的模拟退火算法和边坡稳定计算的简化Bishop算法，建立了边坡稳定分析最小安全系数全局搜索方法，该方法能够同时搜索出边坡的最小安全系数和与之相对应的临界滑移面的位置，可以应用到任意边坡几何形状，不同岩土分层，伴随孔隙水压力以及有外荷载的情况，研究表明，所建立的方法能够解决边坡最小安全系数全局搜索问题，从而有效避免最优问题。     

粘弹性岩体中的爆炸应力波

本文从理论上研究了粘弹性岩体中爆炸应力波的传播规律,建立了粘弹性应力波传播的数值计算方法.研究表明,由于粘滞数应,应力波波阵面的不连续性已不复存在,低应力的传播速度高于高应力的传播速度,应力波的上升时间越来越大,且应力波的衰减指数与装药直径有关.     

基于遗传算法的岩体初始应力场反演

基于遗传算法,根据巷道开挖后变形收敛观测资料,建立了岩体初始应力场非线性反演方法,解决了传统线性化反演解的不唯一性问题和迭代发散问题。根据不同观测仪器的分辨率和精度,建立了目标函数和权矩阵和迭代终止准则。数值计算结果表明,所提出的非线性反演方法具有全局收敛特性和良好的抗观测噪音能力。     

非线性最优化问题的一种混合解法

把BFGS方法与混沌优化方法相结合,基于混沌变量提出一种求解具有变量边界约束非线性最优化问题的混合优化方法。混合算法兼顾了混沌优化全局搜索能力强和BFGS方法收敛速度快的优点,成为一种求解非凸优化问题全局最优的有效方法。算例表明,当混沌搜索的次数达到一定数量时,混合优化方法可以保证算法收敛到全局最优解,且计算效率比混沌优化方法有很大提高。     

空间最佳N冲击过渡的系统方程

在时间任意的椭圆轨道过渡中,最佳过渡不是中间推力弧,而是冲击过渡。冲击过渡的研究,对于实际发射中选择最佳推力段有重要的指导意义。由Breakwell创立的极值曲线法利用现代控制理论,从端轨道出发建立起最佳N-冲击过渡的极值曲线场,是一种有力的数值手段。要把极值曲线法从平面推广到空间,关键是要解决两个问题:得到系统方程及相关的伴随系统积分。本文在所选五维相空间中,通过对经典公式,偏心率矢量及角动量方向单位矢量的分析及投影变换,导出了冲击过程中空间最佳N冲击过渡(时间任意)的系统方程,从而解决了两个关键问题之一。     

可燃气体爆炸时作用在结构上荷载的研究

本文结合具体工程实例，分析了汽油－空气混合气体容器爆炸时作用在结构上的爆炸荷载效应，包括正相压力，负相压力，冲量，作用时间等。研究表明容器位置不同，所产生的爆炸荷载也不同，板梁结构板形要求不同，其等效静荷载也不同，最合校核了楼板的配筋情况。     

拆除爆破中飞石抛掷距离的研究

本文以爆炸动力学理论为基础，研究了爆破飞石产生的机制和过程，通过回归建立了飞石距离与单耗的关系式，指出了控制爆破飞石距离的一系列技术措施．     

基于改进神经网络的边坡岩体弹性力学参数识别方法

基于人工神经网络的BP算法，建立了根据边坡开挖后岩体位移观测数据识别岩休弹性力学参数的数值方法。在网络训练过程中采用改进的BP算法，通过对学习算法的优化探索。大大提高了网络的收敛速度，解决了BP算法迭代过程中目标函数振荡问题。通过算例表明，提出的改进的BPT算法有助于提高岩土材料参数识别收敛速度和识别精度。