检索结果-内蒙古大学图书馆

力学学报 2024年第11期56卷 3333-3350页

作者：冯易鑫彭辉罗威三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学水利与环境学院工程力学系湖北宜昌443002

目前针对非均质复合材料参数的正逆向识别尚面临正向计算成本高和逆向识别泛用性低的难题.数据驱动的计算均匀化方法可以一方面利用数据科学的先进算法降低控制方程的变量数目,另一方面建立复合材料设计结构与等效参数的联系,从而显著... 详细信息

目前针对非均质复合材料参数的正逆向识别尚面临正向计算成本高和逆向识别泛用性低的难题.数据驱动的计算均匀化方法可以一方面利用数据科学的先进算法降低控制方程的变量数目,另一方面建立复合材料设计结构与等效参数的联系,从而显著提升计算效率并挖掘参数间的内在关联.文章采用数据驱动的聚类分析方法(self-consistent clustering analysis,SCA),依据各网格点的应变集中张量进行聚类划分,并在聚类区域上求解离散的Lippmann-Schwinger方程,在极大程度降低计算自由度的同时,高效获取等效模量、热膨胀系数、热导率等参数.然而SCA法在处理大量不同结构工况时效率略显不足,进一步利用人工神经网络方法(artificial neural network,ANN)作为代理模型加速计算,实现不同工况下等效参数的快速预测.针对于逆向识别非均质材料和结构的反问题,则结合贝叶斯优化(Bayesian optimization)方法,在给定的等效参数下反向识别最优化的材料和几何结构,形成聚类分析-神经网络-贝叶斯优化的联合识别框架.以超导EAS股线和颗粒增强复合材料为例,进行联合识别框架与已有实验和数值结果的对比分析,继而从计算精度、求解效率、模型超参数选取、敏感度分析和反向验证等方面进行深入研究,探讨建立的聚类分析-神经网络-贝叶斯优化框架的优势和不足,以期为发展精度较高和适用范围较广的复合材料参数识别方法提供思路和参考.

关键词：数据驱动计算力学计算均匀化聚类分析神经网络贝叶斯优化

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湖北省水资源压力与经济发展脱钩的时空演化

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水资源保护 2023年第3期39卷 134-141页

作者：陈述汪钟铃颜克胜吕文芳三峡大学水电工程施工与管理湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002

以水资源压力指数为指标,采用Mann-Kendall检验分析2011—2020年湖北省水资源压力的变化趋势及突变点,并利用Tapio脱钩模型揭示水资源压力与经济发展脱钩关系的时空演化规律。结果表明:除2016年与2020年外,湖北省水资源压力整体偏大,空... 详细信息

以水资源压力指数为指标,采用Mann-Kendall检验分析2011—2020年湖北省水资源压力的变化趋势及突变点,并利用Tapio脱钩模型揭示水资源压力与经济发展脱钩关系的时空演化规律。结果表明:除2016年与2020年外,湖北省水资源压力整体偏大,空间上呈现鄂西最大、鄂东居中、鄂中最小的态势;湖北省水资源压力整体呈下降趋势,突变点在2012年与2019年前后;全省水资源压力与经济发展之间的脱钩关系因水文特征波动,在时序上从2012—2016年的强脱钩发展到2017—2019年的扩张负脱钩,再到2020年的衰退脱钩;因自然气候及发展战略差异,在空间上各区域的平均脱钩率从2012—2016年鄂西最低、鄂东居中、鄂中最高,发展到2017—2019年鄂东最低、鄂中居中、鄂西最高,2020年趋于平衡。为此,湖北省未来应重视制定基于水文波动的水资源压力变化应对预案,并对鄂东和鄂中地区实施产业结构调整。

关键词：水资源压力经济发展脱钩分析时空演化湖北省

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基于混合粒子群算法的特高拱坝不同材料热学参数反演分析

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清华大学学报（自然科学版） 2021年第7期61卷 747-755页

作者：王峰周宜红赵春菊周华维陈文夫谭尧升梁志鹏潘志国王放三峡大学水利与环境学院宜昌443002 三峡大学水电工程施工与管理湖北省重点实验室宜昌443002 中国三峡建设管理有限公司成都610041

针对混凝土施工期热学参数与室内试验值存在差异这一问题,该文基于粒子群算法和光纤温度监测数据,对特高拱坝低温季节混凝土热学参数进行识别。为克服传统粒子群算法易局部最优的不足,引入凹函数惯性权重系数,并与遗传算法的交叉变异操... 详细信息

针对混凝土施工期热学参数与室内试验值存在差异这一问题,该文基于粒子群算法和光纤温度监测数据,对特高拱坝低温季节混凝土热学参数进行识别。为克服传统粒子群算法易局部最优的不足,引入凹函数惯性权重系数,并与遗传算法的交叉变异操作相结合,建立了群体智能优化混合粒子群模型,从而平衡全局和局部搜寻能力。选用实际冷却通水方案以及环境气温,考虑多档通水以及冷却水沿途水温变化影响,将混合粒子群算法应用于不同强度混凝土、同一强度不同级配混凝土进行热学参数反演分析。通过工程实例说明了智能辨识的合理性以及混合粒子群算法的良好收敛性。该反演成果对阐明混凝土热学参数与温度变化之间规律具有重要意义。

关键词：热学参数特高拱坝反演分析粒子群算法交叉变异

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复杂波场效应对胶凝砂砾石坝地震响应影响研究

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振动工程学报 2024年

作者：何卫平刘旺宋俊杰曹绪文彭云枫三峡大学水电工程施工与管理湖北省重点实验室三峡大学水利与环境学院

本文从物理角度揭示工程场址复杂波场的实际特征，并引入随机波场方法建立与场地谱相符的四维波场信息，通过垂直入射模型和复杂波场模型结果的对比，研究复杂波场效应对胶凝砂砾石坝地震响应的影响。研究结果显示，胶凝砂砾石坝场址的... 详细信息

本文从物理角度揭示工程场址复杂波场的实际特征，并引入随机波场方法建立与场地谱相符的四维波场信息，通过垂直入射模型和复杂波场模型结果的对比，研究复杂波场效应对胶凝砂砾石坝地震响应的影响。研究结果显示，胶凝砂砾石坝场址的波场特征包含波场的复杂性、复杂波场的传播过程和地基辐射阻尼效应。垂直入射模型和复杂波场模型得到胶凝砂砾石坝的水平向加速度等值线接近水平分布，竖直向加速度等值线呈现峰型分布，动静综合第一主应力的受拉区出现在坝踵，第三主应力较大值出现在坝趾。在特征部位响应方面，复杂波场效应引起胶凝砂砾石坝响应峰值均值和分布范围的增加，其中坝踵第一主应力峰值的均值和分布范围分别增加3 7.5%和70.2%，复杂波场效应使峰值响应的分布类型由垂直入射模型的窄高型变为复杂波场模型的宽矮型。在单个算例影响方面，复杂波场效应可能引起响应峰值的增加或减小，算例中坝踵第一主应力峰值的变幅范围为-6.3%～81.9%，其中增幅算例占比9 2%。

关键词：胶凝砂砾石坝复杂波场效应垂直入射模型复杂波场模型地震响应

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干湿循环作用对三峡库区消落带土体土水特性的影响研究

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工程地质学报 2024年

作者：李彪刘健刘畅童富果田斌杨佳璐三峡大学水电工程施工与管理湖北省重点实验室三峡大学水利与环境学院

三峡库区库水位周期性升降使库岸消落带土体经历着干湿循环作用，导致土体的孔隙结构和土水特性发生变化，影响库岸岩土体渗流和应力进程。以三峡库区八字门滑坡消落带土体为研究对象，开展了不同干湿循环周期条件下的土水特征曲线测试... 详细信息

三峡库区库水位周期性升降使库岸消落带土体经历着干湿循环作用，导致土体的孔隙结构和土水特性发生变化，影响库岸岩土体渗流和应力进程。以三峡库区八字门滑坡消落带土体为研究对象，开展了不同干湿循环周期条件下的土水特征曲线测试试验，通过建立考虑孔隙大小和分布影响的土水特征曲线模型，结合扫描电镜试验对消落带土体孔隙微细观结构和土水特性的变化规律进行了分析。结果表明：（1）在干湿循环作用下消落带土体土水特征曲线整体向左偏移，3次干湿循环后，干湿循环作用对土水特性的影响逐渐减弱；（2）所提出的土水特征曲线模型对试验结果拟合效果较好，模型参数物理意义明确，能较好地适用于分析土体非饱和土水特性变化的孔隙结构微细观机制；（3）随着干湿循环次数的增加，土体孔隙体积增加，最大等效孔隙半径增大，分形维数降低，说明干湿循环作用可以有效增大土体孔隙尺寸，降低孔隙分布的复杂程度，导致土体持水能力降低；（4）电镜扫描试验进一步说明消落带原状土经历干湿循环作用后，土体内部大孔隙和微裂隙增加，微观结构逐渐松散，是导致最大等效孔隙半径增大和分形维数降低的主要原因。

关键词：土水特征曲线干湿循环基质吸力孔径分布三峡库区

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侧向爆破荷载作用下地下厂房高端墙振动预测与安全分析

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振动与冲击 2020年第22期39卷 268-277页

作者：范勇崔先泽冷振东卢文波王峰三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室湖北宜昌443002 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室武汉430072

在水工建筑物附近进行大规模爆破施工时,爆破产生的振动效应直接影响水工建筑物的安全稳定。针对侧向爆破荷载作用下邻近厂房高端墙的振动效应展开研究,结合萨道夫斯基公式和薄板模型建立了反映中心放大效应的高端墙爆破振动峰值预测模... 详细信息

在水工建筑物附近进行大规模爆破施工时,爆破产生的振动效应直接影响水工建筑物的安全稳定。针对侧向爆破荷载作用下邻近厂房高端墙的振动效应展开研究,结合萨道夫斯基公式和薄板模型建立了反映中心放大效应的高端墙爆破振动峰值预测模型,以深溪沟水电站灌排洞爆破开挖为例,分析了灌排洞爆破施工在邻近厂房高端墙产生的振动空间分布特征,并采用实测爆破振动数据对预测模型进行了训练和检验;基于确定的高端墙爆破振动安全控制标准,对侧向爆破荷载作用下地下厂房高端墙安全性进行了分析。研究结果表明:爆破应力波传至地下厂房高端墙时会发生反射,反射回来的应力波与入射应力波叠加,会加剧高端墙的振动效应,呈现出非常明显的中心放大现象;保障厂房高端墙安全的关键在于控制其中心的爆破振动峰值,尤其要严格控制垂直于高端墙方向的爆破振动幅值,不得大于1.2 cm/s(以C20标号的混凝土厂房为例),从而避免高端墙发生张拉破坏。

关键词：地下厂房爆破振动放大效应预测模型安全分析

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爆破漏斗岩石破碎块度实验与仿真

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岩石力学与工程学报 2023年第9期42卷 2125-2139页

作者：范勇吴进高冷振东杨广栋崔先泽高启栋三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室湖北宜昌 443002 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌 443002 三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室湖北宜昌 443002 长安大学公路学院陕西西安 710064

为研究单自由面岩石爆破破坏范围变化以及破碎块度分布规律,首先采用光学折射Snell定律研究爆炸应力波在单自由面的反射规律,进而确定爆破漏斗底半径;然后结合白马铁矿现场爆破漏斗实验,分析不同药包埋深和药包质量条件下爆破漏斗几何... 详细信息

为研究单自由面岩石爆破破坏范围变化以及破碎块度分布规律,首先采用光学折射Snell定律研究爆炸应力波在单自由面的反射规律,进而确定爆破漏斗底半径;然后结合白马铁矿现场爆破漏斗实验,分析不同药包埋深和药包质量条件下爆破漏斗几何特征和岩石破碎块度大小;并采用连续-非连续单元法(CDEM)模拟爆破漏斗形态和岩石破碎块度.研究结果表明:单位药包质量下的爆破漏斗体积以药包比值质量的幂函数型增大,并随药包比值埋深的增加呈现先增加后减小的规律,在比值埋深值为1.01时存在极大值点;爆破漏斗岩石破碎块度随药包质量的增加而减小,随药包埋深的增加而增大,破碎岩块的平均粒径以药包质量的-19/30次方减小,以药包埋深的1.42次方增大.最后,采用验证过的数值模拟方法,再现了三峡工程下岸溪料场宽孔距小抵抗线爆破设计破岩效果,为实际工程岩石爆破块度分析和预报提供参考.

关键词：岩石力学爆破漏斗漏斗底半径药包质量药包埋深块度

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南水北调中线工程水源区环境规制对经济高质量发展的影响

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水资源保护 2024年第4期40卷 148-156页

作者：黄进王伟田野郭晓燚湖北省水电工程施工与管理重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443000 三峡大学经济与管理学院湖北宜昌443000

为研究南水北调中线工程水源区环境规制通过水资源利用对区域发展质效的影响,基于2005—2022年南水北调中线工程水源区12个城市的面板数据,构建基准回归模型、中介效应模型和门槛效应模型,实证分析了环境规制、水资源利用效率和经济高... 详细信息

为研究南水北调中线工程水源区环境规制通过水资源利用对区域发展质效的影响,基于2005—2022年南水北调中线工程水源区12个城市的面板数据,构建基准回归模型、中介效应模型和门槛效应模型,实证分析了环境规制、水资源利用效率和经济高质量发展之间的关系。结果表明:环境规制对经济高质量发展具有正向促进效应,该促进效应在不同区域间存在异质性,环境规制的促进作用在用水量小的地区更加显著,而在用水量大的地区,丰富的水资源限制了环境规制对经济高质量发展的促进作用;在环境规制影响区域,水资源利用效率在经济高质量发展过程中发挥出显著的中介作用,水资源利用效率中介效应占环境规制总促进效应的比例为13.5%;水资源利用效率在环境规制对经济高质量发展影响中具有门槛效应,当水资源利用效率超过4.3后,环境规制对经济高质量发展的促进效应显著增强。

关键词：环境规制经济高质量发展水资源利用效率中介效应门槛效应南水北调中线工程

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PCA-GWO-SVR机器学习用于边坡爆破振动速度峰值预测研究

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振动工程学报 2024年第8期37卷 1431-1441页

作者：范勇胡名东杨广栋崔先泽高启栋三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 长安大学公路学院陕西西安710064

针对复杂场地环境下传统经验公式预测精度不高的问题,提出了一种主成分分析(PCA)特征选取下基于灰狼优化支持向量回归机算法(PCA‐GWO‐SVR)的爆破振动速度峰值预测模型。以白鹤滩水电站右岸坝肩槽爆破开挖监测数据为依据,选取爆心距、... 详细信息

针对复杂场地环境下传统经验公式预测精度不高的问题,提出了一种主成分分析(PCA)特征选取下基于灰狼优化支持向量回归机算法(PCA‐GWO‐SVR)的爆破振动速度峰值预测模型。以白鹤滩水电站右岸坝肩槽爆破开挖监测数据为依据,选取爆心距、单响药量、高程差、纵波波速、炮孔间距、炮孔排距作为输入参数,通过PCA的数据降维对特征值进行选取,将选取的6种特征降维后化为4种相关性更高的特征;使用灰狼优化算法(GWO)改进支持向量回归机(SVR)以获取最优参数;将参数输入到SVR模型中进行计算评估。研究结果表明:PCA‐GWO‐SVR算法对比萨道夫斯基公式,改进的萨道夫斯基公式,SVR,PCA‐SVR和GWO‐SVR的预测值和实测值的吻合效果更好,预测结果的准确度更高,更能有效地预测边坡爆破振动峰值,为边坡爆破施工安全控制提供帮助。

关键词：爆破振动主成分分析灰狼优化算法支持向量回归机

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混凝土坝施工场景人-机-环多要素识别方法

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水力发电学报 2024年第12期43卷 13-22页

作者：陈云涂宇轩陈述晋良海三峡大学水电工程施工与管理湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002

混凝土坝施工空间狭窄、工序转换不断、人员-机械-环境(人-机-环)等要素繁多,而且存在要素遮挡、密集重叠、尺寸和方向各异等情况,导致传统机器视觉目标识别方法难以满足复杂施工现场目标识别要求。因此,本文提出混凝土坝施工场景人-机... 详细信息

混凝土坝施工空间狭窄、工序转换不断、人员-机械-环境(人-机-环)等要素繁多,而且存在要素遮挡、密集重叠、尺寸和方向各异等情况,导致传统机器视觉目标识别方法难以满足复杂施工现场目标识别要求。因此,本文提出混凝土坝施工场景人-机-环多要素识别的YOLOv5-SS新方法。通过插入CBAM注意力模块,改进目标检测器的性能,增强目标检测器对不同尺寸和位置的人-机-环要素敏感性;同时融入加权双向特征金字塔网络(BiFPN),使得目标检测器聚焦于实时人-机-环要素等关键图像信息。为验证所提方法识别能力,以混凝土拱坝施工现场的图像信息为基础数据集,通过对比YOLOv5-SS、YOLOv5和Faster R-CNN等模型,验证了所提方法能有效提高混凝土坝施工场景中各类目标的效率和精准度。

关键词：混凝土坝人-机-环多要素识别计算机视觉 YOLOv5-SS

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