基于全局极限响应面的预应力锚索加固边坡抗震可靠度分析

通过反向采用极向条分的极限分析上限法获取临界强度参数对,拟合得到预应力锚索边坡对应的抗震全局极限响应面方程,将其作为内核函数使用Monte Carlo模拟得到特定地震烈度下的预应力锚索加固边坡的失稳概率和可靠度指标,避免直接使用极限分析上限法而造成的抽样和寻优算法的冗余嵌套。将该方法应用于预应力锚索加固边坡算例中,并将抗震全局极限响应面与基于"均值最不利滑动面"的极限响应面进行了对比,结果表明全局极限滑动面所得失稳概率较大,特定滑面的极限响应面法偏于不安全。进一步分析了锚索参数对边坡抗震失稳概率的影响以及失稳概率与可靠度的关系曲线,表明该方法很好地兼顾了变异参数空间的全局性以及计算的高效性,可以为基于可靠度的预应力锚索边坡抗震设计提供理论参考。     

基于多重响应面法的基坑位移反分析

基坑变形的反分析涉及数值模型与优化方法的耦合,常具有计算量大、使用不方便的特点。为此,提出1种可用于基坑变形反分析的多重响应面法,该方法在基坑地下连续墙不同深度处分别采用二次多项式表示地下连续墙水平位移与土层弹性模量之间的隐式关系,在此基础上利用位移观测对基坑土层弹性模量进行反分析。该方法可以解开数值模型和优化算法的耦合,从而具有较高的计算效率。工程应用实例表明,多重响应面法对基坑土层弹性模量进行反分析具有使用方便、计算效率高、计算结果准确的优点,非常适合求解基坑工程的位移反演问题。     

基于响应面法的淤泥质土固化配方优化研究

选择掺入生石膏、生石灰、碳酸钠来消除有机质对水泥固化淤泥质土的不利影响。以生石膏、生石灰和碳酸钠的掺量作为3个影响因子,以固化淤泥质土7 d和90 d的无侧限抗压强度为响应值,采用旋转中心组合设计安排试验。利用响应面法对这3种外加剂的配比进行优化,并通过单因子效应分析和交互作用分析分别考察各影响因子单独变化对强度响应值的影响以及3种添加剂的交互作用效应。结果表明：强度响应对生石膏和生石灰掺量变化的敏感程度随龄期的增大而增大,而对于碳酸钠,情况则相反。7 d时,生石灰与碳酸钠的交互作用显著;而90 d时,则生石膏与碳酸钠的交互作用显著。最终得出在腐植酸掺量6%和水泥掺量15%前提下,3种外加剂在7 d和90 d的最佳配比。在最优配方的掺加下,对于7 d和90 d龄期固化淤泥质土的实际强度可以分别达到623、1 213 kPa。     

基于粗糙集理论与响应面法的老黏土膨胀敏感性分析方法

评价老黏土膨胀性等级时出现的误差主要源于多因素在参数统计上的不确定性,对此提出老黏土膨胀敏感性分析方法.结合粗糙集理论分析各因素的敏感性并确立主导因素,进而构建老黏土膨胀性等级的多因素定量评价模型,随后通过响应面法,分析主导因素间参数不确定性的交互作用对评价结果的影响.襄阳城区老黏土研究表明,自由膨胀率和体缩率为影响评...     

基于响应面法的边坡稳定二阶可靠度分析

提出了基于响应面法的边坡稳定二阶可靠度分析的实用算法。选择U空间中的随机变量,通过空间变换和相关矩阵分解,计算试验点的功能函数;通过迭代算法构造响应面、以确保通过最小的计算量获得最优精度,并在此基础上进行FORM/SORM计算。以一岩石边坡的平面滑动问题为例,通过与蒙特卡洛模拟、FORM及随机响应面法的比较,证明了该方法的准确性和高效性。分析了参数的相关性及试验点取值范围对计算结果的影响,讨论了可靠度分析结果中参数敏感性和物理属性问题。该方法可为实际边坡问题的可靠度分析提供参考,并可以用来进行基于可靠度分析的加固设计。     

基于响应面法的软岩隧道湿喷纤维混凝土支护结构可靠度分析

由于湿喷纤维混凝土支护结构物理、力学参数和喷层厚度的离散性及混凝土强度破坏准则难以用支护材料参数显式表达,对该类隧道支护结构进行可靠度分析十分困难,提出采用响应面方法计算湿喷纤维混凝土支护结构的可靠度方法,并给出了计算流程,其中围岩-支护结构的确定性分析采用非线性有限元方法,可靠度分析采用2次响应面法.以赣州-龙岩铁路金华山软岩隧道湿喷纤维混凝土支护结构为研究对象,对该支护结构的可靠度进行分析与计算.分析结果表明,金华山隧道湿喷纤维混凝土支护结构可靠度指标高,处于安全状态.     

基于RSM-BBD法胶结充填材料配比优化及工程应用

针对煤层回采顶板垮落法产生的采煤固废堆放量大、长壁胶结充填开采中采充失衡等问题,内蒙古察哈素煤矿31采区采用连采连充巷式胶结充填采煤工艺,采用“隔三采一”的回采方式及“三强一弱”的充填模式。充填材料配比对充填成本与效果具有重要影响,针对原胶结充填材料中水泥消耗大、粉煤灰消纳少的问题,基于泰波理论确定矸石最佳粒径级配系数n为0.5,在此基础上,利用响应面法(RSM)优化材料配比。基于RSM-BBD (Box–Behnken Design)设计13组试验,建立充填体3、7及28 d单轴抗压强度与水泥质量分数X1、粉煤灰质量分数X₂、固料质量分数X₃及3因素交互作用(水泥与粉煤灰交互作用X1X₂、水泥与固料质量分数交互作用X₁X₃、粉煤灰与固料质量分数交互作用X₂X₃)的回归模型,模型P值均小于10^-4,模型可靠性强。试验结果表明：不仅单一因素对强度影响显著,且各因素的交互作用也对强度有一定的影响。强度随X1与X     

响应曲面法优化生物质炭去除水溶液中的阿特拉津

将农业废弃物大豆秆在450℃缺氧条件下热裂解制备生物质炭。采用元素分析仪、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、光电子能谱分析(XPS)等手段对生物质炭进行理化性质分析;应用响应曲面法(RSM)下的中心合成设计(CCD)功能研究4个因素(初始pH、吸附剂质量浓度、阿特拉津质量浓度、温度)对阿特拉津去除率的影响;建立二阶模型,并通过方差分析验证二阶方程的有效性。结果表明:生物质炭表面充满孔状结构,且富含C=C、C-C、CHx、-C-OR、-COOR等官能团;吸附阿特拉津后生物质炭在羟基(-OH)的位置产生了新的吸收峰,推测羟基官能团在吸附过程中发挥了重要作用。RSM法优化最佳吸附去除阿特拉津条件为:初始阿特拉津质量浓度为5mg/L、pH=6.67,吸附剂质量浓度为7.75g/L、温度为32℃;在该条件下阿特拉津的吸附去除率达到92.18%。该研究可为评价施加生物质炭土壤中阿特拉津的迁移规律及阿特拉津污染水体修复提供参考。     

应用响应曲面法优化凯氏定氮法的消解条件

经典凯氏定氮法是通过观察消解反应现象来控制温度和时间,对于数量较多的样品同时消解会耗费大量的人力及时间,因此需要采用合理的试验设计方法确定最佳消解温度和时间,以实现批量消解样品,提高分析效率。本文利用响应曲面法对凯氏定氮法中的消解条件进行了优化分析,选择料液比、消解温度和消解时间作为优化因素,研究三因素的不同水平对氮含量测定的影响。通过响应曲面分析得到最优的消解条件为:料液比(g/mL)=0.3∶5,消解温度260℃,消解时间60 min。重复实验结果表明,样品在优化的条件下能够很好地消解,重现性较好;标准物质的氮含量的实验测定值(1310×10-6)与标准值(1300×10-6)基本一致,两者的对数误差绝对值为0.003,方法的准确性高。应用响应曲面试验设计方法,对于评价凯氏定氮法中三个消解条件对氮含量的非线性影响起到了很好的优选作用,能更好地预测实验因素对分析结果的影响趋势,可以准确控制消解温度和消解时间,对于提高分析效率具有实用意义。     

热活化过硫酸盐降解氧氟沙星特性及响应面优化

为了探究热活化过硫酸盐（PS）技术对水中氧氟沙星（OFX）的氧化降解作用,考察了反应温度、体系的初始pH、PS的初始浓度、OFX的初始浓度对OFX降解效果的影响;并在单因素实验的基础上,选取反应时间、体系的初始pH、PS的初始浓度和OFX的初始浓度4个因素进行了响应面优化实验。结果表明：最佳降解条件为,反应温度60℃、PS初始浓度4.0 mmol/L、pH=4.7、OFX初始浓度0.03 mmol/L、反应时间60 min,此时OFX的降解率为81.29%;4个因素对热活化PS降解OFX均有影响,其影响显著性从大到小为反应时间、OFX的初始浓度、PS的初始浓度、初始pH。利用响应曲面法模拟出反应体系的最佳条件,经实验验证,OFX降解率为93.78%,与预测最佳结果95.00%基本相符,表明模型可靠有效。     

表面接触角的测量及表面张力在宝玉石鉴定中的应用

表面张力是固体表面重要的物理化学参数之一,其大小与温度和界面两相物质的性质有关。基于Young方程的推导,使用接触角测量法计算固体表面张力已被广泛应用于表面科学和工程领域。宝玉石材料大多具有光洁的表面,在接触角测量的准确性方面较其他表面不均一的固体材料具有明显的技术优势。本文运用现代仪器(FTA200动态接触角测量仪)测量了15个天然和合成宝玉石品种(钻石、合成碳硅石、合成立方氧化锆、碧玺、托帕石、翡翠、琥珀等),以及经覆膜和充填2种处理方法的宝玉石样品(镀膜钻石、覆膜托帕石、覆膜翡翠、覆膜琥珀、充填碧玺)的表面接触角,并运用公式计算其表面张力。测试数据表明,不同品种宝玉石的接触角数值存在差异,如钻石的接触角值为56.68°,其仿制品立方氧化锆的接触角值为37.79°;覆膜处理与未经覆膜处理的天然宝玉石的接触角数值差异明显,如琥珀的接触角值为92.49°,覆膜琥珀的接触角值为66.49°;充填处理宝玉石接触角的测试由于控制液滴的大小受条件限制操作难度较大,测试结果不能准确表达为裂隙中充填物的接触角数值,故充填处理的宝石不宜采用此方法进行区分。研究表明,对于部分宝玉石品种和覆膜处理宝玉石,其表面接触角及表面张力数值差异显著,可以作为宝玉石品种的辅助鉴定依据;尤其是运用接触角的差异对于宝玉石鉴定具有较好的判别性,能够对不同品种的天然宝玉石与表面覆膜的宝玉石样品进行有效区分。与常规宝石检测方法(如红外光谱、折射率测量方法)对比,接触角测量方法具有测量准确、操作简便,不破坏样品的特点,符合宝玉石无损鉴定的基本原则,且能够安全快速地测量高折射率宝石,可以解决宝玉石表面覆膜等与表面物性相关的检测疑难问题。     

北极地区地面辐射量和云辐射强迫特征

In this paper the characteristics of surface radiative fluxes and cloud-radiative forcing are reviewed with a focus on the Arctic. Three aspects are addressed, including (i) changes in radiation flux over the global surface; (ii) characteristics of surface fluxes in the Arctic; and (iii) characteristics of cloud-radiative forcing in the Arctic. The clouds not only significantly reduce the peak summer radiative heating of the surface but also reduce the wintertime radiative cooling at the surface in　higher latitudes. The downward longwave fluxes dominates the incident radiative fluxes in the Arctic during most of the year. Incoming shortwave fluxes are negligible during late fall, winter and early spring, and even during the midsummer the incoming shortwave fluxes are only slightly greater than the downward longwave fluxes. The total net surface radiative flux is negative for most of the year and only positive during midsummer in the Arctic. The global net cloud-radiative forcing is negative, but the cloud-radiative forcing is positive in the Arctic, showing a warming effect, except for a short period in mid-summer. Positive cloud-radiative forcing in the Arctic is attributed　to the presence of snow and ice with high albedo and the absence of solar radiation during the polar night.     

地面核磁共振找水方法在中国的应用效果

简要地阐述了地面NMR方法的直接找水原理及特点,并以实例说明了新的找水方法巳在中国11个省区地下水探查中取得出明显成效。建议在提高NMR找水仪抗电磁干扰能力和加大勘探深度方面进行研究,提高新方法的适应性。     

基于环境小卫星数据的冰川区积雪面积变化及其与温度响应关系研究

气候变暖导致的冰川退缩问题已引起了广泛关注, 青藏高原作为世界第三极, 其冰川积雪变化也成为全球变化研究的重要内容. 选取了2011年5-9月期间青藏高原扎当冰川及周边区域的HJ-1A/1B多光谱数据共13景, 通过最大似然法分类分别提取冰川区积雪面积, 并与该区域同期日平均温度数据进行了相关分析. 结果表明: 2011年5-9月研究区积雪面积呈现先减少后增多的总体变化趋势(由5月的37%, 降到6、 7月的18%, 到8、 9月份又回升到21%); 积雪面积变化和气温呈现高度负相关.     

高浓度黏性泥石流堆积层理结构中筛积层和粗化层形成机理的研究

根据高浓度黏性泥石流的观测资料,应用不同类型黏性泥石流的流变特性和流体结构的分类指标-流核比,对高浓度黏性泥石流堆积中的混杂层、筛积层和粗化层理结构进行了成因差异分析。侧重分析了砾石质点在高浓度黏性泥石流蠕动流场中作向上垂直运动的魏森伯效应,并在表面富集形成了筛积层的成因,及其它与粗化层结构的区别。