基于粒子群算法优化小波支持向量机的岩土力学参数反演

常用的确定岩土力学参数的方法有原位测试和室内试验两种,但都存在一定的局限性,参数选择的合理与否,对设计计算及数值模拟分析结果的有效性影响很大。支持向量机法在理论基础和求解算法方面都具有明显优势,为确保岩土力学参数取值的合理性,采用支持向量机法对岩土力学参数进行反演。先通过小波分析理论构造出支持向量机的核函数,再用粒子群算法(PSO)分别优化Morlet小波、Mexico小波和RBF函数的支持向量机模型参数,通过小波支持向量机模型建立反演参数与沉降值间的非线性映射关系。根据正交试验和均匀试验对需反演的岩土力学参数进行设计,结合有限元软件进行计算分析,得到学习样本和测试样本。分别采用Morlet小波、Mexico小波和RBF函数得出的预测结果和原始数据进行对比分析,发现采用Morlet小波核函数预测效果更佳。使用Morlet小波核函数预测的参数输入到Midas模型中计算建筑物最终沉降量,比较计算值与实际监测值,其相对误差不超过8.1%。研究结果表明,该方法在岩土工程参数的反演中具有良好的应用价值,对今后岩土力学参数的确定及校核提供了一种新方法。     

基于小波函数的锚杆拉拔全过程分析

基于小波函数伸缩平移的特性,建立了能反映锚杆界面黏结?软化?滑动力学特性的剪应力?位移非线性本构模型,克服了三折线软化界面模型需要分段分析的复杂性。结合锚固体荷载传递的力学微分方程,推导了锚杆拉拔荷载?位移曲线的解析表达式,并提出了锚固体位移、轴力、周边剪应力的数值计算方法和步骤。通过算例分析,得到不同张拉位移作用下的锚固段位移、轴力和剪应力分布,获得的锚杆拉拔荷载?位移和锚杆轴向力分布计算值与实测值进行了对比分析,验证了该方法的有效性。该方法能准确地反映锚杆在不同荷载下的传力机制,模拟锚杆从弹性工作状态到塑性滑移的全过程。最后,通过参数分析,得到了锚杆锚固长度、轴向刚度以及锚固界面本构参数对锚固效果的影响规律。     

基于高斯束理论的有限频核函数计算

相对于常规射线层析速度建模,基于波动理论的层析速度建模考虑了波的带限特性,反演分辨率更高。波动理论层析的核心在于波路径(有限频核函数)的计算。文中详细介绍了一种基于高斯束算子计算有限频核函数的方法,分析了初始束宽度和高斯束出射角度间隔对计算精度的影响;并针对高斯束近源处误差较大的缺陷,提出了改进的束参数以提高近源精度;详细分析了初始束宽度和角度间隔对改进高斯束方法的影响及改进高斯束的聚焦特性;数值算例验证了该方法在缓变介质中计算有限频核函数的可行性,计算效率较高且可处理回折波的核函数。     

基于Matlab多目标法的太子河流域水资源承载能力计算评价研究

以太子河流域为例,采用Matlab多目标法计算评价2020年和2030年太子河流域三种不同发展模式下水资源承载能力,评价结果显示:未来水平年2020年可承载的社会、经济规模为961. 72万人,粮食总产量为12. 6亿kg,GDP总量为6 042. 43亿元; 2030年承载人口为874. 68万人,粮食总产量为13. 2亿kg,GDP总量为10 289. 17亿元。计算结果可为太子河流域水资源规划和社会经济发展规划提供参考。     

利用Kmeans-RBF神经网络提高重力格网化数据精度

针对重力测量数据在格网化过程中精度会被降低的问题,顾及空间重力异常和地形的强相关性,提出了三维Kmeans-RBF神经网络方法,该方法利用神经网络的复杂非线性映射学习能力进行推估建模,并在模型训练和推估时加入地形数据作为物理控制。最后基于美国爱达荷州地区的实测重力数据进行验证,实验结果表明:该方法相对于二维Kmeans-RBF神经网络方法和直接进行拟合推估的Kriging方法,实验区内精度分别提高了24.85%和44.84%。     

一种基于位置域的北斗快速整周模糊度确定方法

整周模糊度搜索方法是卫星导航高精度应用技术研究的关键,通常可分为测量域、位置域和模糊度域。其中位置域整周模糊度求解方法因为其计算量大而很少应用于实际,也成为该方向难以突破的瓶颈。首先针对北斗系统特殊星座构型进行了深入研究;然后利用GEO卫星东西向几何构型好的特点,提出一种三维转换为二维位置域模糊度搜索算法。该方法在保证定位精度的同时,能够极大地减少计算量。最后,利用短基线的北斗实际数据进行验证,仿真结果表明了该方法的高效性。     

基于SDG11的城市绿地环境公平测度 ——以武汉市中心城区为例

绿地资源的供需平衡是环境公平测度的重要维度.基于不同交通方式分析绿地服务的供给水平,结合"城市可持续发展目标"(SDG11)探讨社会发展水平;在此基础上,以武汉市中心城区为例,结合两步移动搜索法、区位熵和洛伦兹曲线等方法,探究供需匹配的空间耦合关系,并分析不同年龄结构群体的绿地资源分配差异.结果表明:1)绿地综合服务水平存在显著的空间差异,受地理环境和历史沿革的时空影响,呈现西高东低的空间格局和由内向外递减的圈层结构.2)可持续发展水平较高的社区主要位于武汉市中心城区腹地,并沿水系向城市边缘蔓延;绿地服务滞后型社区比重较大,城市绿地综合服务水平与可持续发展水平的匹配度不足.3)绿地资源分配两极分化严重,少数人占有大部分绿地资源,负担人口的绿地资源享有程度不足,绿地生态服务的格局亟待优化.研究结果可为绿地规划提供科学依据,有助于SDG11的推进与落实.     

核心素养视域下地理教学目标的表述:误区与建议——基于《地理教学》期刊“教学设计”论文的内容分析

重构核心素养导向的教学目标是推动课程改革的关键一步,为此亟需厘清核心素养视域下地理教学目标的表述误区。本研究采用内容分析法,选取《地理教学》期刊上123篇教学设计为研究样本,重点对其教学目标的表述模式、教学目标行为动词的类别和数量进行筛选、提取和量化。研究发现,在当前的教学设计中,中学地理教师对教学目标的误区大致有三类:(1)教学目标数量过多且不易测量;(2)机械地将课程目标与教学目标相对应;(3)应用教学理论或方法时忽略教学目标的表述。因此,研究建议中学地理教师在表述教学目标时,应当做到行为动词表述具体、素养维度突出重点、教学设计保证完整。     

基于目标矩阵的渗透爱国主义教育的地理教学教材分析 ——以"疆域"为例

在学科课堂教学中渗透爱国主义教育是当下学校教育的重要目标,也是教育研究者研究的热点.爱国主义教育在学科课堂中的渗透需要对课堂的教学目标进行重新梳理,也需要对教学的内容和顺序进行调整,那么进行教材分析就显地非常有必要,也是教师开展教学的前提.本文运用目标矩阵法对教材"疆域"进行教材分析,梳理教材内容的层次,形成教师教学的序列,从而优化课堂教学,实现渗透爱国主义教育的目标.     

城市和城市群可持续发展指数研究进展

21世纪是城市的世纪,城市的高质量发展对区域和全球可持续发展至关重要。中国城市化发展迅速,城市化率从1978年的17.9%增加到2019年的60.6%,2030年将达到70%,大部分人口居住在城市。城市是中国经济发展的引擎,以全国近7%的土地面积生产了70%的国内生产总值(GDP),而城市群更是集聚了全国大部分城镇人口和GDP。因此,城市和城市群的健康与可持续性将决定中国未来发展的质量与进程。识别城市和城市群发展的程度、存在的问题以及国内外差距,亟需进行城市可持续发展的评价。本研究系统综述了城市可持续发展评价的思想与指标体系的发展历程,重点基于联合国可持续发展目标(SDG)框架考察了开展城市可持续发展评价的方法,提出了构建城市和城市群可持续发展指数的途径,并从平台构建、大数据基础、跟踪发布等方面提出了推进城市可持续发展指数评价建立城市发展“仪表盘”的思路。基于联合国SDG框架的城市和城市群可持续发展指数可为目标城市对标其他城市、开展不同区域城市的对比、找准发展目标与识别存在问题等方面提供重要支撑。