Application of saddlepoint approximation in reliability analysis of dynamic systems

The application of the saddlepoint approximation to reliability analysis of dynamic systems is investigated. The failure event in reliability problems is formulated as the exceedance of a single performance variable over a prescribed threshold level. The saddlepoint approximation technique provides a choice to estimate the cumulative distribution function (CDF) of the performance variable. The failure probability is obtained as the value of the complement CDF at a specif ied threshold. The method requires computing the saddlepoint from a simple algebraic equation that depends on the cumulant generating function (CGF) of the performance variable. A method for calculating the saddlepoint using random samples of the performance variable is presented. The applicable region of the saddlepoint approximation is discussed in detail. A 10-story shear building model with white noise excitation illustrates the accuracy and effi ciency of the proposed methodology.     

古尔班通古特沙漠腹地土壤水分动态

采用土钻法对古尔班通古特沙漠腹地典型自然沙垄剖面土壤含水量进行长期监测.采取多重比较(LSD)、典型相关分析(MANOVA)、并在国内第一次采用季节交乘趋势等统计方法,对土壤水分与环境因子的关系进行分析,研究结果表明:土壤含水量时间变化规律分为补给期、失水期和冻结滞水期.土壤含水量均值为补给期>冻结滞水期>失水期,变异系数为补给期>冻结滞水期>失水期;土壤含水量空间变化规律表现为:阴阳坡间具有极显著差异(P<0.01,F=0.002 9).垄间分别与坡中、垄顶具有显著性差异(P<0.05).垂直变化分为活跃层、过渡层和稳定层,活跃层与其他土层间均有显著性差异(P<0.05),土壤含水量均值为阴坡>阳坡,垄顶>垄间>坡中.活跃层>过渡层和稳定层;变异系数为阴坡>阳坡,垄间>坡中>垄顶,活跃层>过渡层>稳定层;降雨量和温度是影响研究区土壤水分时间分布变化的重要影响因子,同时也是土壤含水量变化的决定性影响因子,与土壤含水量具有显著相关性(P<0.05,F=0.02).     

基于Matlab的断裂带温泉水地球化学特征及地震活动性研究

基于Matlab开发出地下流体分析软件,对比分析了甘肃西秦岭北缘的武山、街子和清水温泉水化学组分特征;初步分析了温泉水水质类型、补给来源、水-岩平衡状态以及循环深度,并讨论了温泉水深循环对地震活动性的影响.研究表明温泉水均为大气降水成因,其水化特征受围岩的控制作用;清水温泉水的成熟度没有武山和街子温泉水高.地下水循环深度较浅的武山温泉和街子温泉水化类型属于Na-HCO3·SO4·Cl,所处断裂的地震活动频繁;地下水循环深度较深的清水温泉水化类型属于Na-SO4·Cl,所处断裂的地震活动性弱.     

下地壳流变与造山带同挤压期地壳伸展的动力学关系

应用不可压缩非牛顿粘性流体的本构关系,对造山带同挤压期下地壳流变及其与上地壳构造伸展的动力学关系进行了二维有限元数值模拟. 结果表明,在板块侧向挤压下,当造山带山根下陷和地表隆起达一定程度后,地壳不同层圈岩石将发生复杂的粘性流变. 流变的运动学方式和分布范围不仅与时间有关、同时还受地壳厚度转变带形态的制约. 在构造挤压和山体荷载达到弹性平衡状态后,地壳流变首先发生在造山带下地壳山根,但经一定的Maxwell时间后,流变将不断局限于造山带前缘的厚度转变带. 这一流变方式的变化是导致造山带浅部地壳动力学转变的主要原因. 它造成造山带内上地壳最小主应力从近水平挤压不断转化为近水平拉张,由此使造山带前陆发生挤压冲断的同时,山体的核部发生上地壳的拉张伸展. 最后,应用这一结果讨论了青藏高原南缘南北向地壳伸展的动力学性质.     

基于高精度DEM和RS技术的滑坡环境指标参数快速提取方法——以陕西省宝鸡市金台区长乐塬特大型滑坡为例

DEM和RS技术是研究滑坡地质灾害的重要资料和手段。近年来,随着高空间分辨率遥感卫星和高精度雷达卫星的上天,可以获取现时性高精度的DEM,使滑坡地质灾害的研究由二维向三维提升。利用IRS-P5数据生成的5m精度的DEM,借鉴GOOGLE的三维可视性原理,将其和高空间分辨率QuickBird(0.61m)数据叠置到数字地球之上,制作成三维可视性图像,进行滑坡环境指标参数提取方法研究。研究结果表明,该方法可直接读取滑坡环境指标的三维参数,具有客观、准确、快速的特点,可为滑坡灾害评估和区域地质灾害危险性评价提供定量化资料。     

基于北极航道全成本模型的液化天然气进口船队规模研究

北极地区能源项目的开发以及北极海域冰雪覆盖范围的不断缩小,为中国进口天然气开辟了新的通道,这将增强中国能源安全供给保障。随着中国天然气需求量迅速增加,规模化进口北极液化天然气(LNG)的条件逐步成熟。为建设一支既经济又可靠的进口运输船队,本文在对北极天然气采掘和贸易分析的基础上,分析了北极东北航道通航状况,以及不同季节各航段差异对船队运输的影响,建立了全成本LNG进口船队优化模型。并以年进口700万吨为案例分析,选取了不同装载容量的LNG船型,通过分层建模及模型优化运算,得出了船队优化配置结论。航运全成本模型的研究奠定了北极LNG运输船队经济规模分析的基础,也为冰雪航道贸易船队运营决策提供了解决方法。     

维修加固桥梁的抗震韧性评价方法

以《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21—2011)中的跨中挠度限度为损伤指标来进行主梁的易损性分析,提出了一种针对维修加固桥梁的抗震韧性评价方法。以一座在多年运营发生破坏后进行过主梁维修加固的五跨连续梁桥为例,采用有限元建模和模型修正的方法,利用增量动力分析,研究了维修加固前后桥梁的主梁构件在不同强度地震作用下易损性的变化;利用经验统计方法探讨了既有桥梁弹性模量与跨中挠度的关系,提出了基于跨中挠度的功能损失函数;结合案例桥梁具体维修加固工法,初步建立了恢复函数曲线,计算了维修加固前后桥梁的抗震韧性指标。分析结果表明:针对维修加固桥梁,利用跨中挠度作为损伤指标进行抗震韧性评估是可行的,从易损性曲线可以得到维修加固对于抗震性能的提升是较为明显的;维修加固对于韧性提升是随着破坏等级的提升递减的,对轻微破坏较为明显,至结构失效时则差异较小。     

爆破加速度测量及标定误差分析

本文首先介绍了在频率域上对爆破加速度测量系统的低频响应误差和高频响应误差的详细分析过程,并对输入、输出波形采用频谱分析及计算幅频曲线,用幅频曲线所包围的不同面积来计算经过测量系统后所引起的误差.其次介绍了采用傅里叶变换法如何在频率域上标定冲击加速度计,给出了确定加速度灵敏度的方法.     

甘肃“5·5"黑风暴小波分析

用小波变换理论对１９９３年春季甘肃省河西走廊地区一场特大黑风暴进行了分析。结果表明，小波分析能比较客观地将时间序列中不同时间尺度的振动分离开，使我们能清楚地看到黑风暴中的中尺度扰动。