CASM: a unified state parameter model for clay and sand

The purpose of this paper is to present a simple, unified critical state constitutive model for both clay and sand. The model, called CASM (Clay And Sand Model), is formulated in terms of the state parameter that is defined as the vertical distance between current state (v, p′) and the critical state line in v–ln p′ space. The paper first shows that the standard Cam-clay models (i.e. the original and modified Cam-clay models) can be reformulated in terms of the state parameter. Although the standard Cam-clay models prove to be successful in modelling normally consolidated clays, it is well known that they cannot predict many important features of the behavior of sands and overconsolidated clays. By adopting a general stress ratio-state parameter relation to describe the state boundary surface of soils, it is shown that a simple, unified constitutive model (CASM) can be developed for both clay and sand. It is also demonstrated that the standard Cam-clay yield surfaces can be either recovered or approximated as special cases of the yield locus assumed in CASM. The main feature of the proposed model is that a single set of yield and plastic potential functions has been used to model the behaviour of clay and sand under both drained and undrained loading conditions. In addition, it is shown that the behaviour of overconsolidated clays can also be satisfactorily modelled. Simplicity is a major advantage of the present state parameter model, as only two new material constants need to be introduced when compared with the standard Cam-clay models. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

减震结构中的粘弹性阻尼器参数优化

研究了粘弹性阻尼器在结构减震控制中的参数优化问题。从性价比的角度提出r优化目标函数,建立了阻尼器的参数优化模型。以一单层框架为例,分别选用非线性规划中的复形法和通过调用MATLAB程序优化工具箱中Fmincon函数（简称Fmincon函数法）两种方法,编制丁相应的优化分析程序,对粘弹性阻尼器在单层框架结构减震控制中的参数优化进行丁分析。研究结果表明,两种优化算法都达到了预期的目标,实现了目标函数最小化。     

悬臂式支护结构设计中土层参数分算与合算的探讨

针对基坑支护设计中土层参数的选取问题,以悬臂桩支护结构为例,在基坑支护设计中土层参数分别采用分算与合算两种方法计算,结果表明：当各土层差异较大时,采用两种方法计算得出的最大弯矩和埋深相差较大;采用合算的结果较小,分算的结果较大.采用m法对分算与合算的设计计算结果进行悬臂桩的位移和转角的计算,其结果都能满足工程技术相关规范要求.但合算的计算结果更经济,更符合工程实际需要.     

基于AUKF的框架结构离线模型更新混合试验方法

模型更新混合试验在传统混合试验方法的基础上更新与试验构件具有相同恢复力特性的构件,扩展了混合试验方法的应用范围。本文旨在提高模型更新混合试验的精度,降低试验的成本并简化模型更新混合试验方法的流程。自适应UKF(AUKF)算法在传统UKF的基础上加入方差自适应模块,能够减轻初始参数设定对参数识别结果的影响,本文基于AUKF提出一种模型更新混合试验方法。对以Bouc-Wen为恢复力模型的防屈曲约束支撑(BRB)进行低周反复加载虚拟试验,通过Matlab编制AUKF算法程序进行参数识别,验证了AUKF算法的高效准确性。对一榀8层4跨带BRB的钢框架进行混合试验数值仿真,结果表明离线模型更新试验结果较在线模型更新更接近真实结果,且简化了试验流程。     

温度对宽频地震计观测资料影响的研究方法

本文以具有力平衡反馈结构的甚宽频地震计BBVS-120为分析对象, 通过台站观测实验和实验室温控实验的相关分析, 得到了温度对输出信号影响的频带范围和水平, 定义了温度灵敏度参数, 从定量的角度分析了温度对地震计观测资料的影响。     

边坡加固的抗震性能参数分析

传统基于瑞典法的边坡加固抗震性能参数分析,通过建立强度参数与临界滑动面对应关系完成推导,由于因荷载过大,边坡建筑物抗震性能降低,准确率不高等问题,提出新的边坡加固抗震性能参数分析方法,对边坡加固的抗震性能参数进行分析,更好地通过加固提高其抗震性能。运用新型边坡加固抗震性能参数分析方法,采用基于极向条分的极限分析上限法和非线性Mohr-Coulomb破坏准则,分析边坡加固措施对边坡抗震性能的影响,通过对比有、无加固措施状态下不同能量功率的运算确定边坡抗震性能,利用MATLAB软件获取边坡加固抗震性能参数的最优解。经实验证明,边坡潜在破坏范围受边坡坡顶受荷和边坡加固情况的作用较大,地震荷载系数及非线性系数越大,土体强度非线性越小,边坡抗震性能受地震荷载的作用也越大。边坡抗滑桩最优抗震支护方位位于X_F/L_x=0.7处,在地震荷载从0上升至0.2的情况下,非线性系数为1.2、1.4、1.6以及2.0时的边坡抗震性能分别下降了40.1%、46.8%、57.5%以及61.5%。新型的抗震性能参数分析方法有效地提高了结果准确率,对边坡加固的抗震性能能达到准确分析。     

基于遗传优化神经网络的高速公路路基沉降量预测

控制路基沉降是公路工程中的一个关键技术问题,而路基沉降与其影响因素之间存在着线性、非线性关系。当输入自变量较多时,用传统神经网络建模容易出现过拟合现象,导致网络模型预测精度较低。针对此问题,本文用遗传算法对神经网络模型的权值和阈值进行优化,同时讨论遗传参数的设定对输出结果的影响。通过对成南高速的实测数据进行仿真,试验结果表明:优化后的BP神经网络具有较高的预测精度,预测效果明显优于传统神经网络模型的输出结果,该预测方法可作为高速公路路基长期沉降预测的一种有效辅助手段。     

基于热层电离层耦合数据同化的热层参量估计

本文采用高效集合卡尔曼滤波(EnKF)算法和背景场热层电离层理论模式NCAR-TIEGCM,开发了热层电离层数据同化系统.基于全球空地基GNSS电离层斜TEC观测、CHAMP和TIMED/GUVI热层参量观测构型设计了系列观测系统模拟实验,对热层参量进行估计.实验结果表明,(1)通过集合卡尔曼滤波算法同化电离层TEC观测能够较好地优化热层参量.(2)中性质量密度优化效果在整个同化阶段均有提升,提升百分比能达到40%.(3)积分氧氮比在同化阶段也能得到较好的优化,但在电子密度水平梯度变化剧烈区域效果较差.最后本文对中性质量密度进行了预报评估,结果表明,由于中性成分优化,在地磁平静条件下其预报时间尺度可长达24h.     

豫北地区视应力时空变化特征

利用2008年以来豫北地区49次M_L 2.5以上地震资料,通过Brune模型,结合遗传算法,反演计算得到豫北地区地震视应力范围为0.029 9 MPa—0.642 MPa,平均视应力为0.174 8 MPa,分析该区视应力时空变化特征,讨论震级和能量的关系,结果表明,豫北地区目前处于应力积累阶段,应力高值集中在聊兰断裂濮阳—鄄城段范县地区。     

基于自相似河网结构的河网消退系数Cs计算方法研究

新安江模型河网汇流参数Cs对洪峰模拟影响较大,目前Cs的确定需依赖于大量的历史数据,因此Cs的确定成为无资料地区和资料匮乏区水文模型应用中亟需解决的棘手问题.本文基于参数的物理意义,通过自相似河网结构的假定,构建Cs与河网形态、流域下垫面特征的相关联系,提出基于河链蓄量方程的Cs估算方法,对半干旱、半湿润和湿润地区等不同水文气象分区的11个流域的Cs值进行推算并代入新安江模型中进行模拟,经比较发现,11个流域子流域Cs计算均值与新安江模型率定结果相近,说明该Cs计算方法是合理的.选取陈河、屯溪两个典型流域研究单元流域属性对Cs的影响,由结果可以看出Cs与流域面积、河链数、河宽呈正相关,与单元流域距离出口的远近呈负相关,这表明流域分块后各单元流域Cs值不一致,而新安江模型中采用相同Cs值对不同单元进行调节必然会造成汇流计算的误差.为进一步提高该方法在无资料地区的应用效果,将新安江模型汇流模块修改为每个单元使用对应的Cs计算值进行滞后演算,以陈河和屯溪流域为例采用新安江模型Cs率定值、Cs计算均值以及修改后新安江模型3种不同方案进行模拟比较,从模拟结果可以得出,修改后的模型具有明显优势,将模型参数与下垫面条件建立了联系,模型物理机制提高且参数的独立性增强,对于新安江模型在无资料地区的应用具有重要的指导意义.