基于时变监测数据的降雨滑坡多目标随机反分析

基于非饱和土流-固耦合理论和贝叶斯理论,建立了边坡的非饱和土流-固耦合随机反演模型,提出了基于马尔科夫链的多目标随机反分析方法,利用位移和孔隙水压力时变监测数据进行多目标和单目标随机反演,并对反演结果进行比较分析。结果表明,多目标随机反分析参数后验分布标准差较单目标随机反分析明显减小。单目标随机反分析只对本目标进行优化,对其他目标的预测误差较大。多目标随机反分析能同时对所有目标进行优化,反演结果对所有目标误差均较小,95%置信区间较单目标明显收窄,采用不同类型监测数据的多目标随机反分析所得结果更为可靠,预测更为准确。     

一种基于分数阶傅里叶变换的改进图像加密算法

针对目前基于分数阶傅里叶变换的图像加密算法中存在的不足,设计了一种基于分数阶傅里叶变换和混沌系统的图像加密新算法。图像加密过程分两个步骤：首先将原始图像的分数阶傅里叶变换系数经过双随机相位加密,然后利用混沌系统生成的置乱矩阵对图像进行置乱加密后得到最终的加密图像。方案的安全性依赖于随机相位掩膜、分数阶傅里叶变换阶数以及混沌系统的初始参数。理论分析和模拟实验结果表明该方案具有良好的图像加密效果。     

基于贝叶斯随机评价方法的小城镇灾害易损性分析

为了准确评价小城镇灾害易损性所处的状态,进而为制定小城镇防灾减灾规划提供科学依据,提出了基于贝叶斯公式的小城镇灾害易损性随机评价方法。该方法通过计算小城镇灾害易损性单个指标属于某个评价级别的概率,由最大似然分类原则确定单个易损性指标的评价级别,进而采用最大加权概率原则推求其综合评价级别。通过实例计算分析,并与模糊评估方法、可拓物元评价方法进行比较验证,说明了该方法的可行性及其简单、实用的特点。     

高应变率下再生橡胶颗粒改性混凝土受压破坏细观数值模拟

再生橡胶颗粒改性混凝土作为一种绿色的新型混凝土材料,具有低弹性模量、大变形、高阻尼、能量耗散多及抗裂性能好等特点,引起了国内外土木工程界特别是混凝土界的广泛关注和研究。然而,目前该领域所进行的研究多为再生橡胶颗粒改性混凝土的动力特性及其在静载作用下破坏规律;而对动力荷载作用下再生橡胶颗粒改性混凝土动态响应及破坏的相关研究则很少涉及。在高应变率下,再生橡胶颗粒改性混凝土是否仍然保有其大变形、高能量耗散和良好的抗裂性能的优点,是否具有卓越的抗爆炸抗冲击性能,成为该领域一个很有意义的科学问题。本文利用有限元显式动力分析软件建立了包含水泥砂浆、粗骨料两相的普通混凝土随机细观模型,以及包含水泥砂浆、粗骨料、橡胶颗粒三相的再生橡胶颗粒改性混凝土随机细观模型,通过在静力荷载作用下普通混凝土和再生橡胶颗粒改性混凝土的破坏分析和比较,验证了建立的混凝土随机细观模型的合理性。在此基础上,研究了再生橡胶颗粒改性混凝土在冲击荷载作用下受压破坏的破坏规律,通过与普通混凝土的比较,揭示了再生橡胶颗粒改性混凝土在高应变率下的受压破坏的特点,为其进一步应用于建筑结构的抗爆抗冲击提供理论基础和技术支持。     

双圆盾构隧道施工引起的地面沉降预测

将随机介质理论应用于双圆盾构隧道施工引起的地面沉降计算,假定开挖后土体移动模式为不均匀收敛,推导了土体损失引起的地面沉降计算公式。算例分析结果表明：预测结果与实测值比较吻合;双圆叠加模型计算结果明显偏大,原因是没有考虑双圆盾构重叠部分减少的土体开挖面积,仍按两个单圆的土体开挖面积来计算,导致土体损失量比实际大;将双圆叠加模型计算结果按实际土体开挖面积相应折减,发现其计算结果仍比实测值大,表明双圆盾构隧道不能简单地采用两个单圆叠加得到。对双圆叠加模型进行修正,提出修正系数取值,修正后的双圆叠加模型计算值与实测值较吻合。     

逆时偏移边界条件与存储策略分析

地震波场模拟是叠前逆时偏移方法的核心计算单元,因此,边界条件和存储方案的选择是高精度以及高效率逆时偏移算法不可回避的问题.本文就随机边界条件和吸收边界条件在逆时偏移算法中的应用效果以及相应的四种存储策略展开具体分析,给出了不同存储策略下的计算成本和存储量需求.文中优选随机边界条件和吸收边界条件的有效边界存储方案,引入GPU并行加速技术对SEG起伏地表模型进行测试,详细讨论分析了两种方法的计算效率和计算精度.测试表明,随机边界存储的计算成本要低于有效边界存储的计算成本,而受边界散射的影响,随机边界逆时偏移在浅层伴有噪音干扰.针对具体数据情况,合理地运用GPU加速技术、选择有效的边界条件以及存储方法,是改善逆时偏移成像精度和效率的有效途径.     

芦山7.0级地震区域地震活动能量场分析

运用随机函数理论,系统研究2013年芦山7.0级地震前区域地震活动能量场的时空特征。结果表明,四川芦山7.0级地震前能量场的前2个主要特征值对应的典型能量场时间因子出现明显上升变化,可能是该次地震的中短期时间异常特征;而主要典型场的空间等值线形成局部能量高值异常危险区,该区域可能是芦山7.0级地震的中短期空间异常特征。     

2013年9月20日甘肃肃南、青海门源交界5.1级地震的加速释放模型研究

针对2013年9月20日甘肃肃南、青海门源交界5.1级地震,研究了其地震矩加速释放现象。采用不同的空间半径进行了"时-空"扫描计算,结果显示该地震前具有明显的地震矩加速释放现象,随着扫描半径的不同,异常表现为"异常出现—减弱—增强—发震"的特点,因此该方法在实际地震预测中具有一定的实用意义。但由于地震矩加速释放模型的研究较为复杂,影响因素较多,本文也只是针对一个震例进行了研究计算,因此更深入的研究工作需要在后续工作中展开。     

GNSS伪距随机模型估计的非差组合方法

基于非差观测值和无一阶电离层误差、无几何距离的组合准则导出2个UGIF组合,进而提出GNSS[JP2]非差伪距随机模型估计的UGIF非差组合方法。该方法仅需单站、单颗卫星的UGIF组合,适用于高低频情况下的非差伪距随机模型的实时或事后估计。利用中国矿业大学单基站连续运行站双模双频数据,验证方法的正确性与有效性。     

基于随机响应面法的边坡系统可靠度分析

提出了一套基于随机响应面法的边坡系统可靠度分析方法。该方法首先从大量潜在滑动面中筛选出代表性滑动面。针对每条代表性滑动面,采用Hermite多项式展开建立其安全系数与土体参数间的非线性显式函数关系（即随机响应面）。然后,采用直接蒙特卡洛模拟计算边坡系统失效概率。在蒙特卡罗模拟中,采用所有代表性滑动面的随机响应面计算每一组样本所对应的边坡最小安全系数。最后,以两个典型多层边坡系统可靠度问题为例验证了该方法的有效性。结果表明：文中提出的边坡系统可靠度分析方法能够有效地识别边坡代表性滑动面,具有较高的计算精度和效率,并且确定代表性滑动面时无需计算滑动面间的相关系数。同时该方法可以有效地计算低失效概率水平的边坡系统可靠度,为含相关非正态参数的边坡系统可靠度问题提供了一条有效的分析途径。此外,多层边坡可能同时存在多条潜在滑动面,基于单一滑动面（如临界确定性滑动面）或者部分代表性滑动面进行边坡系统可靠度分析均会低估边坡失效概率。