关联矩阵法在独立基线及独立双差模糊度选择中的应用

介绍了利用Gram-Schmidt正交化算法构建独立向量集的原理,并利用关联矩阵和向量权的思想构建独立基线向量集和独立双差模糊度向量集,讨论了三种构建双差模糊度向量的特点,给出了选择独立基线和独立双差模糊度的正交化算法。通过一个全球GPS网定轨算例,给出了计算结果,验证了方法的有效性。     

自由投放式声学多普勒海流剖面观测及数据处理

自由投放式声学多普勒海流剖面（FADCP）观测以“自由落体”方式进行采样,其不依赖于测船钢缆牵引即可对全深度海流进行观测,观测稳定性较下放式声学多普勒海流剖面（LADCP）大幅提升,有效减少了观测值之中的不规则运动。2021年4月与9月在南海西沙海域开展的FADCP观测实验获得了两个断面包含16个站的海流及CTD资料。基于静置期间的真实底流观测,各站全深度的海流剖面采用剪切法获得,潜标附近站位剖面与潜标观测剖面相比,平均流速偏差为3 cm/s。观测断面捕捉到了西沙海域两个时期的气旋涡,其垂直结构比HYCOM模拟更精细,表层流与绝对地转流契合。研究表明,FADCP对测船要求低、数据质量高,其后处理简便且结果良好,但无法对特定水层实施补充观测。     

基于非分裂CFS-PML边界条件的频散介质GPR时域有限元模拟

通过数值模拟研究探地雷达（GPR）高频电磁波在频散介质中的传播规律,对提高实测资料的解释精度具有重要意义.复频移完全匹配层边界条件（CFS-PML）以其优越的吸收特性被广泛用于一阶电磁波动方程的GPR时域有限差分数值模拟中,其实现过程大都涉及电磁场的卷积计算,辅助变量较多,降低计算效率.为此,本文从复拉伸坐标系下的Debye频散介质电磁波动方程出发,通过合理构造辅助微分方程,推导了二阶Debye频散介质电磁波动方程的非分裂CFS-PML边界条件实现公式,避免了电磁波场的分裂和卷积计算.在此基础上,利用Galerkin法和Newmark-β差分法推导了基于非分裂CFS-PML边界条件的GPR有限元方程及其时域差分离散格式.两个GPR模型的模拟结果表明：本文提出的基于辅助微分方程的非分裂CFS-PML边界条件实现方法可有效地吸收大角度入射的低频虚假反射波,提高模拟精度;相比于非频散介质,高频电磁波在频散介质中传播衰减更强、子波持续时间增大、分辨率和传播速度降低、直达波和反射波的主频更小,分析结果有助于提高实测GPR资料的解译精度.

     

基于稀疏反演算法的高分辨率Radon变换及其在多次波压制中的应用

针对目前双曲Radon变换Radon域能量团能量泄漏的问题,提出一种基于稀疏约束反演算法的高分辨率Radon变换进行多次波的压制. 该方法在常规双曲Radon变换的基础上加入稀疏约束条件,应用共轭导向梯度( CGG)反演算法进行求解,能有效地提高Radon域速度谱的聚焦效果,有利于分离一次波和多次波. 模型和实际资料试算证明了该方法的有效性和实用性.     

基于性能的边坡支护结构抗震设计探讨

汶川地震造成大量的边坡支挡结构的破坏,边坡抗震设计必须进行新的考虑。提出基于性能设计的原则为边坡抗震设计方法,即边坡支挡结构抗震设计应该按照3级设防的要求规定如下:遭遇多遇地震时候,边坡处于稳定状态,要求稳定系数达到1.2; 遭遇设计地震时候,边坡处于基本稳定状态,要求稳定系数达到1.15; 遭遇罕遇地震时,边坡处于欠稳定状态,要求稳定系数达到1.05。采用上述抗震设计方法,结合具体算例,采用强度折减动力分析法进行了算例边坡抗震设计,结果表明基于性能设计的方法,既满足抗震设计总的原则,又具有很强的可操作性,对边坡支挡结构抗震设计具有重要意义。     

基于正交试验法的粗粒土模糊集塑性硬化模型参数的敏感性分析

基于正交试验法, 本文对粗粒土模糊集塑性硬化模型的8个关键模型参数进行敏感性分析。采用美国CASE试验数据库中的试验数据, 以seid sand为例, 通过大量计算, 采用数理统计的相关理论, 获取参数的期望和方差, 经过比较, 对模型的关键参数进行敏感性排序。计算结果表明, 该研究方法可为模糊集塑性硬化模型参数的选取提供必要的参考, 同时也可应用于该模型的二次开发, 以减少其参数反演分析和筛选的工作量。     

基于修正RMR法评价体系的滨海深部开采矿山岩体质量评价

对深部开采矿山岩体进行质量评价时, RMR体系在考虑深部岩体质量影响因素以及评价指标评分值确定等方面存在不足之处。首先利用连续性细化计算方法对传统RMR法中岩石单轴抗压强度、RQD、节理间距、地应力等指标进行了修正, 得到了评价指标与其评分值之间的拟合回归曲线以及连续性方程, 其次, 在深入分析不良地质因素、深部采矿工艺及其对岩体质量影响机制的基础上, 提出爆破震动影响系数及采场暴露面积两个新评分项并建立了M-IRMR体系, 最后, 借助该体系对三山岛金矿深部采掘工程岩体质量进行了评价。研究对于深部矿山岩体工程的稳定性评价具有一定的指导与借鉴意义。     

地下金属管道防腐层破损处的直流电法探测

地下金属管道防腐绝缘层的探测是目前管网工程中提出的一个实际问题,探测手段主要包括Person法、电位测试法和密间隔电位测试技术等,但对探测的方法和原理少见报道。详细地介绍了应用直流电法探测地下金属管道防腐绝缘层破损位置的正演模拟和反演过程,通过编写计算程序和综合分析,认为利用直流电法可以探测到地下金属管道防腐层破损的具体位置。     

基于深部位移的蠕滑型滑坡预警指标及预警预报研究

基于边坡监测数据建立数学模型,是边坡变形和稳定性分析的重要方法。但是单一预测模型的形式和应用范围具有一定的确定性,不同模型对数据的利用程度也有所差别,往往不能充分运用已知信息,导致模型精度不高,适用性不强。针对单一预测模型存在的问题,提出一种基于熵权法的PSO-SVR-NGM优化组合模型。该模型结合高精度变权缓冲NGM(1,1,k,c)模型和PSO-SVR模型,能够减小单一预测模型的误差,大幅度提高预测精度。首先通过引入变权缓冲算子λ和背景值权重系数η、κ改进无偏NGM(1,1,k,c)模型,构建新的3参数变权缓冲NGM(1,1,k,c)模型。结合最大灰色关联度和最小平均相对拟合误差重新构造粒子群算法的适应度函数,利用改进的粒子群算法对提出的变权缓冲模型进行搜索寻优,确定最佳的参数组合。然后通过熵权法对改进的变权缓冲NGM(1,1,k,c)模型和PSO-SVR模型进行赋权建立优化组合模型。最后,将该组合模型应用于3个不同变形特征的边坡工程中,并与其他单一模型进行对比分析。结果表明,相对于单一模型,本文所提出的组合模型的拟合和预测误差较小,与原始位移数据的相关性较好,能够更真实地反映边坡变形规律,具有较强的工程适应性。同时组合模型的提出与发展也促进了单一模型的优化改进,为解决实际工程问题提供了良好的思路。     

基于C-DTS的土壤含水率分布式测定方法研究

主动加热光纤布拉格光栅法(Actively Heated Fiber-Optic method based on Fiber Bragg grating method,AHFO-FBG method)因具有体积小、测温精度高、准分布式测量、抗电磁干扰、耐腐蚀等优点,近年来成为含水率测量技术的研究热点。研究该技术的率定方法对提高含水率测量的精准性和适用性是十分关键的,但现有研究中均未涉及到此内容。因此,本文采用自主研发的AHFO-FBG传感器对黄土开展了一系列率定试验,研究了ΔT_max和ΔT_cum两种率定方法的含水率率定结果,对此两种方法进行了对比分析。同时,进一步探究了不同加热时长和不同加热功率对ΔT_max法和ΔT_cum法率定结果的影响。研究结果表明：ΔT_max和ΔT_cum法均可得到良好的含水率率定结果,ΔT_max法的RMSE比ΔT_cum法高0.001 m³·m^-3,ΔT_cum法的测量优势不是很显著。在相同加热功率下,ΔT_max法和ΔT_cum法均在较短加热时间下的测量误差较小,且加热时间越短,ΔT_cum法较ΔT_max法的优势越明显;在相同加热时间下,低功率(5~10 W·m^-1)时ΔT_max法的RMSE较小,高功率(15~35 W·m^-1)时ΔT_cum法的RMSE较小,且适当的增加热功率有助于减少含水率率定误差。研究成果为AHFO-FBG技术实现土体含水率的精确测量和进一步应用提供了依据。