Towards multiple hazard resilient bridges: a methodology for modeling frequent and infrequent time-varying loads Part II, Examples for live and earthquake load effects

The current AASHTO load and resistance factor design (LRFD) guidelines are formulated based on bridge reliability,which interprets traditional design safety factors into more rigorously deduced factors based on the theory of probability.This is a major advancement in bridge design specifications.However,LRFD is only calibrated for dead and live loads.In cases when extreme loads are significant,they need to be individually assessed.Combining regular loads with extreme loads has been a major challenge,mainly because the extreme loads are time variable and cannot be directly combined with time invariant loads to formulate the probability of structural failure.To overcome these difficulties,this paper suggests a methodology of comprehensive reliability,by introducing the concept of partial failure probability to separate the loads so that each individual load combination under a certain condition can be approximated as time invariant.Based on these conditions,the extreme loads (also referred to as multiple hazard or MH loads) can be broken down into single effects.In this paper,a further breakdown of these conditional occurrence probabilities into pure conditions is discussed by using a live truck and earthquake loads on a bridge as an example.     

水资源管理决策支持系统研究进展与展望

从框架、 技术等方面介绍了水资源管理决策支持系统发展状态, 总结了水资源管理决策支持系统的3个发展阶段: 模型模拟阶段、 模型模拟+DSS(DSS: Decision Support System)阶段、 情景分析+集成建模环境+DSS工具阶段, 阐述了这3个发展阶段各自的特点, 剖析了制约水资源管理决策支持系统的发展因素, 讨论了建立一个成功的水资源管理决策支持系统应具备的条件和采用的方式. 最后, 提出了集成综合观测系统、 集成建模环境和联机协商环境的水资源管理决策支持系统框架.     

基于精密探测的金属矿山采空区群稳定性分析

采空区群的稳定性分析是一个复杂的地质问题,而在区域内存在一种群效应。准确地掌握采空区群的三维形态和空间的相对位置是进行稳定性分析的前提。以石人沟铁矿为背景,利用空区探测系统（CMS）对采空区进行了精密探测,并对探测数据进行处理和转换,在此基础上,应用3Dmine建立了采空区群的三维空间模型,经过进一步处理实现了与FLAC3D的耦合,建立了三维数值计算模型。根据计算结果对采空区群区域的应力场、位移场进行了分析,对群区域内的群效应进行了阐述。在此基础上对群区域地表位移进行了分析,确定了地表最大位移面积和采空区水平面积的比值。研究结果表明,区域内的群效应使应力和位移较单个采空区时都有了较大增加,且增加幅度并不是单纯的叠加,这种效应加剧了采空区的危险等级,将CMS、3Dmine和FLAC3D三者的优势结合起来,为采空区群得稳定性分析提供了一个准确而有效的途径。     

大型复杂地质体三维数值模型构建方法比较研究

真实地质体三维数值模型构建是进行岩体工程数值分析面临的难题,开展大型复杂地质体三维数值模型构建方法比较研究具有重要意义。以3DMine数字化模型为基础,提出了3DMine-FLAC3D耦合建模方法和3DMine-Surfer-Rhino- ANSYS-FLAC3D多软件耦合建模方法,详细阐述了各建模方法具体步骤,深入分析了各建模方法优缺点及适用性,通过对比各建模方法的优势与短板,取长补短,改进了3DMine-FLAC3D耦合建模方法存在的缺陷,解决了复杂地质体三维数值模型构建难题。以广西铜坑矿锌多金属矿体开采为背景,利用大型复杂地质体三维数值建模方法,构建了锌多金属矿三维数值模型,分析了矿体上行开采地表沉陷规律。研究成果对准确构建大型复杂地质体三维数值模型具有重要指导作用。     

融合多源数据的局部重力场建模中线性化误差的研究

引入高阶重力场模型作为参考场,削弱局部重力场逼近中线性化误差的影响。以实测的陆地重力异常、船载重力异常及航空重力扰动为基础数据,基于泊松小波径向基函数分析不同参考场对局部重力场逼近的影响。结果表明,引入高阶全球重力场模型代替GRS80参考椭球正常场作为参考场,能更为准确地逼近真实的重力场,有效削弱线性化误差的影响。相比于基于GRS80正常场构建的似大地水准面模型,基于DGM1S重力场模型为参考场构建的似大地水准面的精度,在地形起伏较大的德国、英国及挪威区域分别提高了1.5 mm、3.3 mm和9.0 mm。     

三维激光扫描在自升式钻井平台桩腿变形测量中的应用

研究三维激光扫描在自升式钻井平台桩腿变形测量中的应用     

Remote sensing backscattering model for sea ice： Theo-retical modelling and analysis

Remote sensing has been used in Antarctic studies as an earth observation technique to study the polar region. A remote sensing forward model is an important tool in polar research to study and understand scattering mechanisms and sensitivity of physical parameters of snow and sea ice. In this paper, a reliable theoretical model to study sea ice is developed. The theoretical model in a prior work was improved by including multiple-surface scattering, based on an existing integral equation model and additional second-order surface-volume scattering. This model is applied to a desalinated ice layer above thick saline ice and ana- lyzed using different frequencies, bottom surface roughness and sea-ice layer thickness. Improvement in calculation of the back- scattering coefficient of the sea-ice layer is investigated for both co-polarized and cross-polarized returns. The effect on each scat- tering mechanism is also investigated, to understand in more detail the effect of surface multiple scattering and second-order sur- face-volume scattering. Comparisons are also made with field measurement results, to validate the theoretical model. Results show improvement in the total backscartering coefficient for cross-polarized return in the studied range, suggesting that multiple-surface scattering and surface-volume scattering up to second order are important scattering mechanisms in the sea-ice layer and should not be ignored in polar research.     

面向地震灾害场景建模的三维地形交互改造技术

在虚拟地震灾害场景基础上,提出一种细节可控的三维地形实时改造算法,用于模拟因地震造成灾区地表形态的变化情况。该方法将地形改造的主要任务交由GPU（图形处理器）的pixel shader（像素着色器）完成,在pixel shader中将原始地形高度图的高程数据读取出来,通过设计算法对数据进行改造后输出至一张新的高度图,并用新的高度图替换原始高度图重新绘制一遍场景,以完成地形的实时改造;使用“乒乓”算法和批处理方式对地形改造效率进一步优化;引入Perlin（柏林）噪声增加了地形改造结果的随机扰动性,使改造结果更加逼真和接近实际情况。实验结果表明：该方法能够在地震灾害场景仿真平台中得到很好的应用,运算效率高,能够满足地形实时改造和交互编辑的实际需求。     

1951-2010年中国季平均降水高精度曲面建模分析

利用1951-2010年中国711个气象观测站的月降水资料,对多年季平均降水根据中国农业气候类型进行分区模拟。针对中国降水特点,首先分析了影响各分区降水的地理、地形因素及局部地形因素,利用多项式回归和逐步回归的方法对各分区降水进行了趋势拟合;在此基础上,采用改进的高精度曲面建模(HASM)方法,对各模拟区域去掉趋势后的残差进行迭代修正,并比较验证了模拟效果。同时,为保证HASM在边界附近的模拟精度,根据区域内站点间的距离,对每一分区设置一个缓冲区,将HASM实际插值区域扩展为缓冲区内的部分。模拟结果表明:HASM方法的模拟精度在不同区域不同季节内均比经典的插值方法模拟精度高。利用上述方法分析了同一季节各分区降水的分布特点,并模拟了不同季节内多年平均降水的空间分布状况,模拟结果符合我国降水的实际分布特点。     

数字城市中三维模型的质量控制

主要论述了在数字城市建设中三维模型数据的生产流程,质量元素,质量控制的内容、方法及评价体系.在三维建模质量控制方面制定了一套行之有效的质量控制体系,为数字城市建设中大规模三维建模工作的开展提供了一个参考.