Single‐and multi‐objective genetic algorithm optimization for identifying soil parameters

This paper discusses the quality of the procedure employed in identifying soil parameters by inverse analysis. This procedure includes a FEM‐simulation for which two constitutive models—a linear elastic perfectly plastic Mohr–Coulomb model and a strain‐hardening elasto‐plastic model—are successively considered. Two kinds of optimization algorithms have been used: a deterministic simplex method and a stochastic genetic method. The soil data come from the results of two pressuremeter tests, complemented by triaxial and resonant column testing. First, the inverse analysis has been performed separately on each pressuremeter test. The genetic method presents the advantage of providing a collection of satisfactory solutions, among which a geotechnical engineer has to choose the optimal one based on his scientific background and/or additional analyses based on further experimental test results. This advantage is enhanced when all the constitutive parameters sensitive to the considered problem have to be identified without restrictions in the search space. Second, the experimental values of the two pressuremeter tests have been processed simultaneously, so that the inverse analysis becomes a multi‐objective optimization problem. The genetic method allows the user to choose the most suitable parameter set according to the Pareto frontier and to guarantee the coherence between the tests. The sets of optimized parameters obtained from inverse analyses are then used to calculate the response of a spread footing, which is part of a predictive benchmark. The numerical results with respect to both the constitutive models and the inverse analysis procedure are discussed. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

颗粒劣化效应的堆石料流变细观数值模拟

堆石料流变的主要机理是由于水位变化、降雨入渗、日晒雨淋等环境因素导致堆石料发生性质劣化,与此同时,颗粒发生高接触应力-破碎和重新排列-应力释放、调整和转移,这一过程由于颗粒的持续劣化而不断重复。在考虑颗粒破碎的堆石体不连续变形分析方法(SGDD)中,引入颗粒强度劣化模型反映颗粒强度随外界环境的持续劣化。应用该方法进行堆石料三轴流变数值试验,模拟结果与室内试验所观察到的规律一致,表明考虑流变效应的SGDD方法抓住堆石料流变的主要机理,适合模拟堆石料的流变变形这一复杂的、非线性演化问题。数值试验结果表明,堆石料随外界环境的劣化程度、劣化速率、母岩强度对宏观流变变形有较大影响。     

博格达山南坡黑沟8号冰川融水径流随机过程的模拟

冰川融水径流过程是由一个反映气温影响的确定性系统和一个反映时间序列随机特性的随机系统综合作用的结果。本文提出用一个以气温为自变量的多元回归模型和一个自回归类模型相结合的组合模型来描述冰川融水径流日平均流量过程。结果表明,模拟系列和实测系列间达到α=0.01的相关,7—8月平均拟合误差约为±20.0％。     

不同时期再造琥珀的微细结构对比及鉴定

再造琥珀制造技术不断更新换代,并不断取得进展。市场上能见到不同时期的再造琥珀,给实验室鉴定带来挑战。为科学鉴定这些琥珀,结合前人研究和国检（NGTC）近年来的研究成果,主要从放大检查,正交偏光,紫外荧光这三方面分别对早期和近期再造琥珀的鉴定特征进行了系统研究和阐述。结果显示,早期传统再造琥珀的“血丝”状构造明显,其在正交偏光下的特征及紫外灯下的荧光特征明显。近期再造琥珀中的“血丝”变浅,其后多数又进行了一系列后期处理,掩盖了原有的再造琥珀特征,所以其在正交偏光下的特征及紫外灯下的荧光特征均不明显。但在强透射光源照射下,仍可发现局部残余的再造特征,如沿“血丝”分布的片状炸裂纹、流动的“砂糖”状构造等。这些微细结构特征有助于对不同时期再造琥珀进行正确举别。     

An In-situ Experimental Study of Fractures Network Identification within Bedrock by High-density Electrical Resistivity Tomography

对于以低渗透性基岩为处置围岩的核废物地质处置库来说,基岩中的裂隙网络是地下水进入处置库和放射性核素从处置库向外界环境迁移的主要通道.因此,研究基岩内裂隙网络的空间分布特征,对核废物的地质处置是否安全具有十分重要的意义.本文以花岗岩为例通过野外试验,分析研究了利用高密度电阻率成像法(ERT),对处于不同状态条件下的基岩中裂隙网络进行三维原位识别的效果及能力.结果表明在以高阻值为主要电特性的基岩中,利用ERT对基岩中三维裂隙网络进行原位识别是可行的,并且裂隙的电阻率特征能较好的反映出裂隙的空间分布位置和形态,但对裂隙网络识别的效果与测线方向有关.     

概率法在缝洞型碳酸盐岩油气藏储量评估中的应用:以塔中隆起北斜坡下奥陶统岩溶油气藏为例

缝洞型碳酸盐岩油气藏储量计算是目前国际研究的难点。中国近年来发现了这类规模巨大的油气藏,储量计算始终是一个难题而未能有效解决。通过对塔里木油田目前缝洞型碳酸盐岩油气藏储量评估方法的梳理,结合缝洞型碳酸盐岩油气藏认识及缝洞型油气藏识别技术的进展,认为缝洞型碳酸盐岩油气藏储量评估的发展趋势是强调缝洞单元雕刻（解决非均质性、合理的指导开发井部署）和储量参数的随机性。在了解缝洞型碳酸盐岩油气藏识别技术进展基础上,吸收国内外油气储量评估经验,提出了塔里木油田缝洞型碳酸盐岩油气藏概率法储量评估方法。评估思路是发挥缝洞雕刻油气面积置信度高的优势,充分利用孔隙度、饱和度样本点容量大的特点,合理建立其概率分布。缝洞雕刻和概率法的有机结合可以合理地评估缝洞型油气藏的储量。目前,缝洞型碳酸盐岩油气藏储量评估对象、裂缝处理方法、概率法储量计算高置信度确定性参数取值方法、概率法储量计算随机变量参数分布规律及合理性等方面的研究已取得一定的经验和进展。     

基于MPSO的RBF耦合算法的桩基动测参数辨识

变异粒子群优化算法（MPSO）是一种基于群体智能的改进全局优化技术,其优势在于减小陷入局部极值的机率,增加全局搜索能力。将变异粒子群算法与径向基函数（RBF）神经网络结构进行结合,建立了变异粒子群神经网络（MPSO-RBF）耦合算法,充分发挥了MPSO算法的全局寻优能力和RBF算法的局部搜索优势。数值计算结果表明,所建立的方法能够对桩基动测进行多参数的识别和非线性优化问题的求解,具有良好全局收敛能力,是一种行之有效的智能算法。     

基于择多算子的随机搜索法建立数字岩心的新技术

介绍了用于刻画岩心孔隙空间特征的两点概率函数、线性路径函数,提出了建立数字岩心的新方法--基于择多算子的随机搜索法,系统阐述了该方法的建模理论及基于择多算子的孔隙点、骨架点的随机搜索策略,指出搜索孔隙点、骨架点的择多算子的适宜取值区间分别为[9,12]和[4,7]。研究表明,该法进行数字岩心建模不仅可行而且效果良好。它不受岩性地限制;所建数字岩心的孔隙形态及空间分布特征与真实岩心孔隙相似;尽管岩心含有一定数量的孤立孔隙和岩石颗粒,但其规模很小;岩心具有良好的孔隙连通性、各向同性和渗透性,故可用来研究多孔介质中流体的分布和渗流等问题;由于该法建立的数字岩心的连通性随孔隙度的减小而变差,故该法更适于建立大孔隙度岩心。     

黄绿色松脂岩玉的宝石学特征

近期,笔者在检测中见到一批黄绿色玉石原石样品,外观呈油脂光泽、黄绿色,可见白色斑点,外形似软玉。为查明其成分,经客户同意后对样品进行切磨抛光。利用宝石显微镜、X射线粉末衍射仪、红外光谱仪等仪器进行了测试分析以及岩石薄片分析。宝石显微镜、X射线粉末衍射仪、红外光谱仪的结果分析,很容易将结果误判为长石质玉,岩石薄片分析表明该样品基质由火山玻璃组成,含微斜长石以及石英斑晶,属于花岗岩类的松脂岩,根据国标应定名为松脂岩玉。     

X射线粉晶衍射仪在千枚岩鉴定与分类中的应用

以往千枚岩是依据显微镜下观察岩石结构构造及矿物成分进行分类定名.实际上千枚岩中鳞片状绿泥石和黑云母以及微粒石英、钾长石和斜长石在岩石薄片中区分十分困难.为了准确鉴定千枚岩中鳞片状和微粒状造岩矿物种类及其相对含量,利用X射线粉晶衍射半定量技术对19件千枚岩岩石进行分析测试.研究结果显示：利用云母、绿泥石、石英、钾长石和斜长石等造岩矿物X射线衍射峰的明显差异,结合X射线衍射全谱拟合半定量分析测试技术,能快速检测云母、绿泥石、石英、钾长石和斜长石等造岩矿物种类与含量.实践证明,将千枚岩岩石野外观察、岩石薄片鉴定和X射线粉晶衍射技术紧密结合起来,才能准确定出千枚岩岩石的名称.