Application of soft computing techniques for shallow foundation reliability in geotechnical engineering

This research focuses on the application of three soft computing techniques including Minimax Probability Machine Regression(MPMR),Particle Swarm Optimization based Artificial Neural Network(ANN-PSO)and Particle Swarm Optimization based Adaptive Network Fuzzy Inference System(ANFIS-PSO)to study the shallow foundation reliability based on settlement criteria.Soil is a heterogeneous medium and the involvement of its attributes for geotechnical behaviour in soil-foundation system makes the prediction of settlement of shallow a complex engineering problem.This study explores the feasibility of soft computing techniques against the deterministic approach.The settlement of shallow foundation depends on the parametersγ(unit weight),e0(void ratio)and CC(compression index).These soil parameters are taken as input variables while the settlement of shallow foundation as output.To assess the performance of models,different performance indices i.e.RMSE,VAF,R^2,Bias Factor,MAPE,LMI,U(95),RSR,NS,RPD,etc.were used.From the analysis of results,it was found that MPMR model outperformed PSO-ANFIS and PSO-ANN.Therefore,MPMR can be used as a reliable soft computing technique for non-linear problems for settlement of shallow foundations on soils.     

海底孔压对波浪响应试验研究及数值模拟

孔隙水压力在海底土尤其在砂性海床中扮演着一个非常重要的角色.波浪的周期性加载作用,在砂土及粉土中产生超静孔隙水压力,其幅值大小是海床发生液化破坏的控制因素.在海上工程的历次调查中发现孔压引起许多液化破坏现象,如粉土海床的塌陷、凹坑、坡度较大处的粉砂流及构筑物基础周围的过量冲刷造成石油管架下沉等等,因此研究海床中孔压对波浪的响应具有重要的理论意义和实践意义.     

复合加载模式作用下地基承载性能数值分析

确定竖向荷载(V)、水平荷载(H)和力矩(M)共同作用下建筑物地基的破坏模式及在荷载空间(H,V,M)中的破坏包络面是地基设计中的关键问题。为提高Swipe试验方法计算精度,提出了改进方案,进而利用有限元方法分析了复合加载模式作用下均质粘性土地基上条形基础的破坏包络面。计算表明,基于改进Swipe试验方法的数值模拟结果明显好于常规Swipe试验方法。针对海洋工程中实际复合加载模式的特点,探讨了竖向荷载分量V对地基破坏模式和H-M荷载平面上的破坏包络线的影响,结果表明竖向荷载分量显著地改变了地基的破坏模式及包络线的形状。     

基于分布式检测与决策融合的海底油气管线检漏

利用多传感器的信息融合思想,提出分布式检测与决策融合方法进行长距离海底管线泄漏监测。试验水管和天然气／凝析油管线现场数据分析表明此算法不仅降低了误报警概率,且对流体在输送过程中动态变化具有稳健性。     

水下运载器外挂负载的系统测试方案及仿真

研究水下运载器外挂负载的测试问题,根据负载功能,建立了负载的系统模型。考虑到系统可测性,模型中增设一些辅助元件和电路,测试计算机通过与负载的自动驾驶计算机通讯,由自动驾驶计算机施加激励和采集响应,完成测试。最后,对测试方案进行了仿真试验,并分析了仿真结果。     

拉萨河冬季径流对气候变暖和冻土退化的响应

20世纪90年代以来,拉萨河流域的气温经历了10年升高0.54 ^oC的气候变暖,这期间以秋冬季升温为主。在近40年 (1963~2004年) 气候和28年 (1976~2004年) 月径流数据的基础上,研究了具有多年冻土的高海拔拉萨河流域的冻土和水文响应。结果表明,冬季径流对11~2月气温升高具有显著响应,在12~2月份增加了16%,其中2月份增加22%。水热相关分析表明,10~11月地表温度升高0.8~0.9 ^oC导致冬季河流水量增多,介于0.9~1.5m深度的季节冻土深度和温度变化导致了径流量变化的响应。20世纪90年代的气候变暖使得多年冻土区的季节冻土深度萎缩了大约14cm,冻土区的冬季径流水文响应比气温更快、更显著。但冻土积雪观测的不足使冬季水文变化具有不确定性。     

电缆地层测试最小测试时间的确定

电缆地层测试器是重要的地层评价仪器,可以测量地层压力和渗透率、识别流体类型、确定油水界面.然而在低孔低渗地层中,由于泥饼的封闭性差而造成的地层增压现象,致使无法测量到地层真实压力.同时由于长时间的测试,容易将仪器卡在地层中而造成事故.本文提出一种确定电缆地层测试最小测试时间的方法.利用有限元方法计算泥饼和原状地层中的压力分布情况,求取泥浆柱静压力的影响半径,继而确定储层的最小测试时间,并且针对渗透性不同的储层给出了最小测试时间的范围.电缆地层测试最小测试时间的确定,可以确保电缆地层测试器在低孔低渗储层中测量到地层的真实信息,减小由于测量时间过长而引起工程事故发生率.     

青藏高原羌塘盆地二维地震数据采集方法试验研究

羌塘盆地地表地质条件复杂,地震资料信噪比低,取得高质量的地震剖面存在很大困难。为了改善这一问题,我们通过50km长的二维反射地震试验剖面,初步探索出一套适用于羌塘地区地震资料采集的方法技术。研究对比表明,合理加大接收排列,采用有效深井、药量,添加适当大炮与适当延长记录长度等措施能够在该地区获得较丰富的地下反射信息。从试验处理的剖面看,该施工方式是合理的、有效的。     

消能减震高层方钢管混凝土框架结构振动台试验研究和弹塑性时程分析

本文首先介绍了一幢安装了粘滞阻尼器的复杂体型高层方钢管混凝土框架结构的1/15缩尺模型的模拟地震振动台试验结果;在此基础上,建立了梁、柱构件的多弹簧模型并组建了整体结构的计算分析模型,运用此计算模型首先对试验模型结构进行了动力弹塑性时程分析,计算结果和试验结果吻合较好,验证了计算模型的正确性;最后,以同样方法对原型结构进行了计算分析,并结合试验结果研究探讨了此结构的抗震性能和阻尼器的消能减震效果。结果表明:该结构未出现明显的薄弱层,能够满足规范的抗震设防要求,阻尼器发挥了一定的消能减震效果,进一步提高了结构的抗震性能。     

土-桩-钢结构相互作用体系的振动台模型试验

本项试验是研究土-结构相互作用对结构TLD减震控制影响的系列振动台模型试验的组成部分,主要目的是提供相应的对比试验数据。在这组试验中,突出的问题是TLD、上部被控结构和土层三个子系统模型基频间的协调。为了尽可能降低土层模型基频,文中采用了一种具有低剪切波速特性的土层模拟介质。最后,通过土-桩-钢结构系统的振动台模型试验,研究了土-结构相互作用对钢结构动力特性和地震反应的影响。