- 郭鑫焱;吴亦哲;王如宾;王环玲;
水工隧洞是水利水电工程的重要组成部分,具有赋存环境复杂、岩土物理力学参数分布不均匀的特征,这对隧洞结构的变形稳定性评价带来了挑战.水工隧洞围岩参数的空间变异性常用参数随机场对其进行表征,这一方法通常假设参数相互独立,忽视了岩土参数之间的相互依赖性.互相关随机场因能充分考虑围岩参数的空间变异性特征,在水工隧洞结构可靠度的研究中表现出新的生命力.本文综述了互相关随机场的基本原理;归纳总结了互相关随机场在工程可靠度分析中的应用;深入讨论了基于互相关随机场的水工隧洞可靠度分析的局限性和未来发展方向.最后以某水工隧洞工程为例,生成了互相关随机场,对比分析了不同互相关系数下水工隧洞的失效概率,为水工隧洞可靠度分析提供参考.
2025年05期 v.47;No.206 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1260K] - 刘鑫松;王林峰;
在三峡库区边坡防治中,诸多研究对于边坡浸润线的计算均是采用简化垂直边坡的方式,为提高三峡库区边坡地下水浸润线研究的精确度和实用性,采用倾斜边坡的方式,以前人的简化浸润线计算公式为基础,引入“有效时间”和“有效距离”两个参数,考虑边坡坡角和水位变速升降对浸润线的影响,构建了边坡浸润线计算方法.以凉水井边坡为例,将修正解与数值分析结果和规范法计算结果比较,并分析了边坡坡角和水位变化加速度对计算浸润面的影响,验证了修正后方法的有效性和准确性.结果表明:规范解的最大误差达到了6m,而修正解的最大误差则控制在2m以内,修正后的解析解在边坡水位升降部分的浸润线求解结果更符合实际情况.水位变化加速度增大以及坡度的减小会加强水位滞后效应的影响,对规范解的影响显著,但加速度的增大导致“有效时间”的变化速度增大,修正系数分别从0.53和0.65下降到0.30和0.61;坡度的增大会导致“有效距离”的减小,修正系数从0.69上升到0.82.所有工况中的修正系数均小于1,说明修正解与数值解的吻合度更高,优于规范解.总的来说,修正解的结果更符合数值解的结果,与实际工程浸润线更接近.
2025年05期 v.47;No.206 11-18+55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1720K] - 柯扬忠;程小龙;程志良;刘陶胜;王丽丽;
针对大坝变形预测中存在的影响因素多、数据复杂度高和非线性问题,以及不同参数组合对预测精度的显著影响,本文提出了一种融合最优变分模态分解(OVMD)、递归特征消除及交叉验证(RFECV)、粒子群优化算法(PSO)和极限梯度提升算法(XGBoost)的大坝变形预测模型.首先对大坝的变形数据进行OVMD分解,将原始数据分解成K个模态分量;其次,使用RFECV为每个模态分量进行最优特征子集筛选;最后使用PSO对XGBoost的参数进行优化,构建基于OVMD-RFECV-PSO-XGBoost的大坝变形预测模型;以中国江西省某大坝2009—2015年变形监测数据为例,对大坝的垂直沉降位移进行预测,设置不同对照组进行验证.实验结果表明,OVMD-RFECV-PSO-XGBoost预测模型的E_(MS)为0.1411mm,E_(MAP)为5.9455%,R~2为0.9348,预测精度均优于其他对照模型.
2025年05期 v.47;No.206 19-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1586K] - 赖世平;刘佳;肖尚斌;陈巍;纪道斌;陈敏;
以香溪河库湾为研究对象,通过对水-气界面CH4浓度及扩散通量进行昼夜监测,同步监测水环境因子及气象因子,探究气体传输速率的变化过程,进而探讨薄边界层理论应用中的关键性因子.研究发现:观测期间香溪河水体表现为大气CH4的源,全天CH4平均扩散通量为0.081mg·(m~2·h)~(-1),白天平均扩散通量[0.108mg·(m~2·h)~(-1)]高于夜间[0.043mg·(m~2·h)~(-1)],呈现昼高夜低的变化趋势;水体溶解CH_4浓度为0.059μmol·L~(-1),变化范围为0.046～0.102μmol·L~(-1),其中白天表层水体溶解CH_4浓度标准差较大,夜间较小;香溪河库湾k_(600)在0.41～37.54cm·h~(-1)之间变化,白天k_(600)(7.49cm·h~(-1))大于夜间(3.82cm·h~(-1)),呈现明显的昼高夜低现象.k_(600)受到多种因素影响,U10仅是其中一个因子,在U10相近的条件下,水气温差造成的水体垂直混合是一个重要因素,可导致气体通量相差3.9倍,这进一步表明在估算三峡库区碳排放时,不能忽视水气温差对k_(600)的影响.
2025年05期 v.47;No.206 26-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1192K]
- 赵二平;李志坤;张聪;邓华锋;章涵;魏宇航;
泥岩地区开挖卸荷损伤区内岩体的蠕变、湿胀变形特性是揭示此类条件下泥岩路基上拱、隧底鼓起等工程病害成因的关键.基于此,本文开展了不同卸荷损伤程度泥岩膨胀试验、蠕变试验,揭示了卸荷损伤泥岩湿胀、蠕变变形规律.结果表明,泥岩膨胀性与卸荷量密切相关,同时卸荷量控制着泥岩蠕变线性变形阶段的变形速率以及达到变形稳定阶段的变形量;提出考虑卸荷损伤改进的Burgers模型,可较好地描述泥岩的衰减蠕变和稳定蠕变.
2025年05期 v.47;No.206 34-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2321K] - 丘汉明;李龙起;
为研究四川省理县清流村2号高位变形体的破坏演化趋势及可能的失稳运动学特征,结合现场调研、SBAS-InSAR技术、颗粒流等方法开展研究,利用74景Sentinel-1A升轨数据(2014-10至2022-01)获得视线方向的变形时间序列,识别变形体的启动规律和形态特征,再基于PFC3D预测其变形破坏趋势.结果表明:SBAS-InSAR及PFC3D模拟结果与清流村高位变形体失稳及运动学规律高度吻合;斜坡变形破坏模式为蠕滑-拉裂型;运动过程分为启动阶段、撞击碎屑化阶段和堆积阶段.该研究可为我国其他类似高位变形体的防灾减灾工作提供相应的技术参考.
2025年05期 v.47;No.206 42-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1805K] - 杨建;方谦炜;罗荣;郭永成;
揭示了对岩爆机制不同观点之间的逻辑联系,包括试验机-试样系统的稳定问题,开挖造成的卸荷和应力集中效应,动静荷载组合作用机制等.根据理论分析划分了产生岩爆的弹性应变能的不同来源,并说明了它们各自对岩爆烈度的贡献.通过理论推导阐明,在存有岩爆风险的隧洞开挖后,通风洒水降温引起的洞壁围岩收缩对岩爆的触发机制.并据此提出了防治岩爆的策略,即在隧洞开挖后,在避免温度波动和外部扰动的条件下提高围岩的含水量,从而避免围岩发生可能的脆性破坏.
2025年05期 v.47;No.206 49-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1185K]
- 邓友生;肇慧玲;刘军勇;姚志刚;孟丽青;
交通强国建设目标和创新驱动发展战略对跨海桥梁工程提出了新要求,桥梁基础工程作为决定桥梁安全的重要因素之一,其设计、施工及运营维护将面临着新挑战.针对现有跨海大桥基础工程理论与试验研究的不足,系统阐述了国内外跨海大桥基础类型及发展历程.首先,介绍了世界各地典型跨海大桥不同基础的结构形式;其次,对跨海大桥基础的抗震性能、波浪作用、承载性能、不良区域基础施工技术及设计、基础工程耐久性等方面进行了系统分析与归纳,尤其是环境因素与地震耦合作用对其的影响,并指出跨海大桥基础工程研究与实践存在的问题;最后,总结了跨海大桥基础工程理论研究方向和设计及施工技术发展趋势.
2025年05期 v.47;No.206 56-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1314K] - 黄昊;张齐;陈灯红;崔如玉;谢礼立;
由于地震作用下建筑和场地的相互作用,既有建筑对周边一定范围内的地震动场存在影响.本文借助数值模拟方法,建立考虑场地非线性的建筑-场地相互作用有限元模型,研究了不同场地条件和建筑自振特性下建筑周边场和自由场地面运动幅值的差异.对地面运动幅值和场地转移函数的对比分析表明:上部建筑物会降低其周边的地震动场幅值,场地平均剪切波速越小影响越大,最大幅值降低可达35%;建筑自振特性差异对周边场地震动存在一定影响,场地平均剪切波速越大,建筑差异对地震动幅值的影响越小,影响空间范围越大;建筑的存在会进一步增强周边场地对低频地震动的放大效应和高频地震动的吸收效应,随着场地平均剪切波速增大,建筑周边场对高频地震动的吸收效应减小;建筑低阶频率对建筑周边场的场地转移函数存在显著影响,场地转移函数在建筑低阶频率附近减小.本文研究成果可为进一步提高城市抗震设防精度提供参考和借鉴.
2025年05期 v.47;No.206 65-71+79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1488K] - 张华;尚苗苗;初巍;胡康成;汤艳春;
在积水入渗试验中,气阻效应会阻碍渗流并影响湿润锋的形态.针对不同通气条件下湿润锋的气阻效应,进行了无通气、中部通气10k Pa、20k Pa以及底部通气20k Pa 4种不同工况下的土柱入渗试验,通过埋设传感器以及外部拍照两种方式,动态监测了湿润锋运移过程并进行了对比.结果表明:温度传感器和外部监测对湿润锋位置的捕捉吻合度良好,湿度传感器对湿润锋的响应略早,而体积含水率传感器的响应则滞后;通气气压大小对湿润锋有显著影响,相同通气压力下,通气位置不同对初期入渗影响较大,对湿润锋达到底部总体时间影响较小.研究成果对湿润锋动态监测以及揭示通气阻渗机理具有重要参考价值.
2025年05期 v.47;No.206 72-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1875K]
- 李振兴;徐昆;安喆;朱益;李振华;翁汉琍;
受负序抑制策略的影响,线路重合闸期间存在负序电流动态变化的特殊工况,发电机传统反时限保护面临温度曲线严重偏离实际温度曲线的问题,对此提出一种基于热-时换算的发电机反时限保护曲线修正方法.首先构建转子温度变化曲线并分析曲线参数对保护的影响,分别针对负序电流与稳态温度不匹配问题及转子复杂传热对时间常数影响问题进行参数修正.然后结合热量传导关系,提出热-时换算模型并计算保护剩余时间.最后采用多种抑制程度及时刻变化场景进行算例仿真并测试误差结果,所提保护方案能保证转子不超过极限温度,与实际误差波动不超过1.9%.相较于传统方案较大程度地贴合转子实际温度曲线,结果验证了方案在特殊工况下的适用性及准确性.
2025年05期 v.47;No.206 80-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1311K] - 邾玢鑫;胡明辉;刘佳欣;魏子豪;王凯宏;
随着5G技术的快速普及,大规模部署的高能耗5G基站给配电网带来了巨大的供电压力.分布式光伏系统的广泛接入对末端配电网的电压控制带来了新的挑战.光伏直流汇入基站直流侧负荷不仅可以提高电能利用效率,也可节约变流装置成本.本文提出了一种电网友好型组合式光伏直流汇流方案,包含感知单元与汇流单元两部分.通过感知单元实现了配电网侧电压感知,配合本文所提的电网友好型限最大功率跟踪策略(limit-maximum power point tracking,L-MPPT),在配电网末端电压或基站内直流侧电压抬升时可以有效干预,抑制配电网末端或基站直流母线过电压.基于GD32单片机和Lo Ra通信芯片构建了所提组合式光伏直流汇流方案实验样机.实验结果显示:在基站负荷或光伏出力波动时,所提方案能够抑制直流母线电压越线;在配电网电压抬升时,可有效降低光伏出力,抑制配电网电压越限.
2025年05期 v.47;No.206 89-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1543K] - 汪星火;钟浩;石宇;王秋杰;张永豪;李兰芳;
随着智能用电技术普及,利用家电使用习惯促进居民用户参与需求响应,成为提升电网运行安全性和经济性的重要措施之一.为此,根据用户家电使用习惯的差异性,提出了一种考虑家电使用习惯的聚合商差异化电价制定策略.首先,提取可平移电器关联使用习惯和固定用电时间偏好等使用习惯特征,构建特征向量,以此为基础对居民用户聚类.其次,对电器的可调节潜力进行评估,完善已有的用电舒适度模型.最后,建立聚合商与需求用户的双层优化模型,对不同用户群制定差异化电价,并依据电器平移策略调整家电的使用时间.算例结果表明了所提电价方案的合理性和可行性.
2025年05期 v.47;No.206 96-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1448K] - 董优丽;丁小俊;李鑫;王颂凯;严林;
电力事件或电力故障持续时间的不确定性以及监测设备的多样化导致电网中实际采集的扰动信号长短不一.针对变化样本长度的电能质量扰动分类问题,本文提出了一种利用多周期差分特征(multi-period differential features, MPDF)和多通道卷积网络的分类方法.首先将扰动信号进行二维转换并以不同的周期间隔进行差分处理,消除正弦周期的背景,强化扰动发生和结束时段的扰动特征;然后构建多通道卷积网络捕捉原始信号和多个周期差分信号的特征信息,再利用全局平均池化获取全局特征;最后将特征进行融合以形成信息丰富、有辨识度的特征表示,从而实现任意长度扰动信号的分类.仿真实验表明该方法特征提取能力强,对变长扰动信号的识别率高.
2025年05期 v.47;No.206 106-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1420K] 下载本期数据