电能表检定装置不确定度评定中误差源的选择

在进行电能表检定装置B类不确定度评定中,影响不确定度评定结果的主要因素是各种误差源,用电能表检定装置整体作为误差源,替代装置中测量部分分别独立的误差源,对电能表检定装置不确定度评定的影响进行分析,并通过实例说明用交流电能表检定装置标定误差替代交流电能表检定装置内部各器件误差的方法是可行的。应用结果表明:该方法在分析计算中可减少计算步骤,简化分析方法。     

地震危险性分析的衰减模型

本文主要以《中国地震等震线图集》为根据,探讨了我国境内历史地震的某些特征,初步建立了等震线图为任意双轴对称形状或单轴对称形状时的地震危险性分析的计算公式;结合我国历史地震等震线的实际情况,提出了符合我国历史地震特征的几种衰减模型,主要包括(?)椭园衰减模型、园衰减模型、带形衰减模型和钟型衰减模型;并用数例说明了上述各种模型的可行性与可能性。     

汶川地震灾区小流域洪水计算方法初探

汶川地震灾区小流域山洪不仅造成巨大损失,同时也是泥石流等灾害的激发因素,探寻一种准确且可操作的洪水峰值流量计算方法对防灾减灾具有重要意义。本文选择不同产流和汇流计算方法,组合成不同水文模型,进行小流域洪水过程计算,对模拟结果和参数选择进行对比,旨在探究最适合该地区的小流域水文计算方法。分别选择SCS曲线法、Green-Ampt入渗法、初损稳渗法进行坡面产流计算,应用SCS单位线法、Snyder单位线法和运动波方程进行坡面和沟道汇流计算,组合成5种小流域产汇流计算模型,利用6场洪水进行参数率定和结果验证。模拟结果对比分析,得出SCS曲线法是最适宜的产流模型,其与SCS单位线、运动波汇流计算方法组合而成的SCS和SKK模型,峰现时间的模拟误差最小,在0~25 min之间;洪峰流量模拟的相对误差较小,平均误差不超过4%;洪水总量模拟误差在10%左右。另外,这两种模型参数设置及确定较简单,更适合在数据稀缺的小流域中进行洪水模拟应用。研究可为汶川地震灾区小流域山洪和泥石流等灾害的流量估算提供方法和参数借鉴。     

自适应时间步长法在土体冻结水热耦合模型中的应用

由于相变的存在,土体冻结过程中的温度传导与水分迁移是一个复杂的物理过程。为了更好地描述冻结过程中水分与温度的变化规律,通过对不饱和土体水分传导方程的研究,考虑冻结过程中的相变,建立了一维冻土水热耦合模型。给出了相应的差分与有限元程序,并对室内冻结实验进行了模拟。提出误差因子的概念,通过对程序计算中时间步长与计算用时、误差关系的分析,论证了进行时间步长优化的必要性。在两种不同数值方法的对比中,体现了有限元计算的稳定性。提出了调整后的自适应时间步长计算方法。计算结果表明,优化时间步的自适应步长法,在不影响模型计算准确度的前提下,可以大幅减少计算用时,提高计算效率。     

顾及模型误差的基坑位移监测数据处理方法

由于基坑地质及观测环境的多样性和复杂性,基坑位移监测数据处理的理论模型与实际模型之间存在着模型误差。若模型误差显著,则所得位移拟合模型的精度较差,将影响后继变形分析的准确性。针对这一问题进行了深入研究,提出了顾及模型误差的最小二乘配置法,并指出在考虑观测值中可能存在粗差的情况下应进一步采用稳健估计法改善基坑监测面的拟合精度。推导了顾及基坑位移模型误差的最小二乘配置法的计算公式,说明了计算步骤。通过对多个实例的计算分析可知,该方法对基坑监测面拟合模型的精度增益能达到35%~48%,是一种比较实用的基坑位移监测数据处理方法。     

CVT谐波传变特性及其影响因素的优化研究

电容式电压互感器(CVT)在用于谐波测量时受杂散电容、补偿电抗器电感值的影响较大,杂散电容等影响因素在选值不精确时会对谐波测量结果带来附加误差。为降低CVT谐波测量误差,提出一种基于函数映射关系的CVT输入参数优化方法。该方法以计算结果的误差最小为条件,输入参数的置信度最大为目标,在满足幅值、相移最小误差要求下选择置信度最大的输入参数组合,并基于测量不确定度对输入参数进行评定,通过实际案例验证分析了该方法的合理性和有效性。     

对Janbu普遍条分法计算方法的改进

Janbu普遍条分法(或称严格Janbu法)是第一个基于任意形状滑面且考虑滑体所有平衡条件的边坡稳定性计算方法。该方法存在的严重不收敛问题一直困扰着边坡理论和工程界近半个世纪。本文基于Janbu普遍条分法的基本原理和假设,重新推导出数学上更为简洁的安全系数积分表达式,指出传统计算格式不易收敛性是推力二阶导数的不合理数值误差所致,应用数值平滑技术可减少这个误差,使计算过程稳定收敛。研究表明,改进后的Janbu普遍条分法不失为理论相对严格、工程较为实用的边坡稳定性计算方法。     

基于阻力系数法的铁路隧道活塞风速计算理论对比∗

活塞风对铁路隧道通风及隧道环境控制(热害和冻害)影响重大,可靠地计算活塞风速大小是解决有关活塞风安全问题的关键。首先修正了《规范》中活塞风作用系数的计算方法,其次对比分析了不同活塞风作用系数计算方法,最后基于数值模拟及现场测试结果,对比测试值、模拟值、不同理论计算值之间的差异。结果表明：定值法与 《规范》法的计算结果相近,且这 2 种计算方法得到的活塞风速要远高于其他的计算方法。隧道断面对定值法和《规范》法的计算结果影响不大,但对《规范》修正法影响显著。《规范》修正法及依杰里奇克法得到的计算结果均高于数值模拟及测试结果,依杰里奇克法误差较小(最大不超过 33%),而《规范》修正法的最大误差高达 65%。     

火灾下四面受火钢筋混凝土柱极限承载力的简化计算

目前,对钢筋混凝土结构构件的高温承载力确定一般都根据截面尺寸和钢筋保护层厚度等因素查询相关表格计算或进行有限元分析,不便于工程设计人员使用。本文给出了一种计算四面受火钢筋混凝土柱极限承载力的简化计算方法,该方法参考国外最新研究成果,不必对截面的温度场进行分析,也不要查询相关计算表格,直接在计算公式中考虑影响因素对材料性能的折减,计算方法和过程与常温下相似。将计算结果和39根柱的实验结论进行比较的结果表明,该方法计算精度较高且偏于安全。通过一个计算实例展示其应用。该方法计算过程简单,并和规范相结合,能够满足工程设计人员使用要求。     

利用倾角传感器测试桥梁挠度的实用方法研究

考虑到桥梁的挠度与截面转角具有对应关系,提出了利用倾角传感器测试桥梁挠度的实用方法。该方法利用结构有限元模型计算单位荷载在不同位置作用时的挠度曲线,以此挠度曲线作为基准位移模式,而真实挠度为基准位移模式的线性组合;组合系数的确定采用对倾角测试数据进行最小二乘拟合的方法,有效地减少了测试误差的影响。通过有限元仿真和九江大桥实测分析结果表明,该方法精度满足工程要求,计算速度快,适合在线挠度监测。     

边坡振动台模型实验动位移的加速度时程积分探讨

受数据采集条件限制,振动台模型实验的速度和动位移时程一般由实测加速度时程信号进行积分得到。通过理论分析和实验实测数据计算,认为动位移的频域积分法误差来源是低频截止频率的选取,特别当低频频率接近零时,传统二阶频域积分可产生较大的动位移低频振荡和峰值误差。提出利用时域与频域混合的方法,即频域-时域混合积分法,来克服积分过程带来的误差,其在对加速度两次积分中,分别进行一次频域积分和一次时域积分。地震模拟振动实验的台面实测加速度数据积分与台面动位移计实测数据的对比表明,较之传统的二阶频域积分,采用频域-时域混合积分时误差可明显减小。     

单元模态应变能法在输电铁塔损伤识别中的应用

输电塔结构在灾害中发生倒塌的现象时有发生,故而对输电塔结构进行健康监测具有重要的实际意义。介绍了单元模态应变损伤指数(EMSDI)在结构损伤识别中的表达式,并将其应用于输电铁塔模型试验中。采用单元形函数代替原有模态曲率计算方法,可有效降低计算单元模态应变能的计算误差,从而增加了识别的准确性。在输电铁塔仿真模拟和试验中,对该识别方法的准确性和可靠性进行了验证。实例表明:单元模态应变损伤指数法能够准确地识别出结构的损伤位置,并可在某种程度上反映出损伤程度,可以应用到实际输电塔结构损伤识别中。     

反应位移法计算参数的灵敏度分析

针对反应位移法计算参数多样性的特点,在设定一个基本工况的基础上,分别对反应位移法中的弹簧系数、地层位移、地层剪力、惯性力4种计算参数以及2种常用的计算模型进行了灵敏度分析,归纳了各个参数的取值方法及误差来源,并对比分析了2种计算模型的计算结果。结果表明,地层剪应力的取值对结构内力的计算结果影响最大,其次为地层变形,弹簧系数的影响最小;在计算模型的选取上,采用结构顶部加弹簧的模型计算的结构内力整体上要比顶部不加弹簧的模型计算的结构内力大,忽略上部土体约束作用,后者的计算结果偏于危险。     

自然灾害的物元分析灾情评估模型初探

本文提出了用物元分析进行灾情评估的新方法。该方法将灾情划分为三类,计算每项评估指标对各类灾情的关联函数,采用指数超标法计算各项指标的权值,然后应用加权公式计算全部指标对各类灾情的综合关联程度,并根据评价标准对灾情作出评估。该方法应用于45个灾情个例评估结果与用灾度判别法评估结果比较表明其用于灾情评估具有科学性和实用性。     

Bishop法的简化计算假设对边坡安全系数的影响

应用条分法计算边坡安全系数时,为方便运算,会对某些计算条件做出简化。本文以简化Bishop法作为安全系数求解方法,通过设计的比较方案,讨论了条块重心简化、地震力施加方式简化对安全系数的影响,还分析了竖向地震力施加方向的问题。研究结果表明:①条块重心简化对安全系数的影响极小,可以忽略;②地震力施加方式简化时,误差总体上随着边坡坡率变小、滑弧圆心角变大而逐渐减小,随着坡高变高、地震设计烈度变大而增大,粘聚力和内摩擦角的变化对误差基本不产生影响;③竖向地震力方向的选取主要与地震设计烈度相关,在同一地震烈度下,坡高改变了施加方向改变时的参数临界值。     

轴向中空壁管抗冲击性能试验研究与数值分析∗

轴向中空壁管作为一种新型结构壁管,几何构型简单、空间利用率高、且能量耗散性好,近年来在市政工程中得到广泛应用。为研究轴向中空壁管在低速冲击作用下的力学响应和耗能特性,设计了 20 个试验工况,以落锤冲击试验模拟施工过程中受到的落石冲击和机械撞击作用,基于量纲分析法提出冲击力峰值的计算方法,通过有限元软件 ABAQUS 对试验结果进行验证,并根据有限元计算结果分析管道在低速冲击作用下的变形特性和损伤机理。研究表明：数值分析结果与试验结果吻合较好,冲击力时程曲线趋势基本一致,冲击力峰值误差在 5% 以内。 轴向中空壁管具有良好的抗冲击性能,其双壁中空结构具有较好的能量耗散性,落锤与管道接触瞬间会产生较大的冲击力,12.9 kg 的落锤从 2 m 处自由下落冲击管道可产生 15.28 kN 的冲击力。对比 20 个试验工况的冲击力峰值试验值与计算值,误差均较小,最大误差为 5.8%,即冲击力峰值计算方法准确性较高。随着落锤高度和质量的增加,冲击力峰值增大,损伤区域和凹痕深度也随之增大,最大塑性应变由外壁内侧转移到外壁与加劲肋的连接处, 呈现出外壁损伤和加劲肋损伤两种损伤模式。提出的冲击力峰值计算方法和管道塑性损伤规律可以为施工过程中轴向中空壁管在落石冲击和机械撞击作用下的安全评价提供理论依据。     

基于场景缩减法的供水管网抗震可靠性评估∗

供水管网抗震可靠性是在可能地的震烈度下管网的服务水平,目前大多数采用蒙特卡洛模拟产生数量庞大的震损样本进行估计,此方法给大型复杂管网抗震可靠性的评估带来极大工作量和超高时间成本。为了克服这些问题,提出了多爆管压降计算模型,并引入场景缩减方法以提高计算效率。首先,利用多爆管压降模型计算震损场景下节点水压。其次,利用系统聚类中类平均法对震损节点水压进行场景合并和分类。然后利用k‐medoids聚类对每一类选取中心点作为典型场景。最后,通过典型场景确定节点和系统可靠性指数。将某实际管网应用所提算法计算并与传统蒙特卡洛模拟结果进行对比。结果表明,基于线性估计多爆管压降模型是合理的,基于场景缩减法的可靠性评估是可行的,提高典型场景数量可降低评估误差。因此,该算法可在保证结果准确的同时提高计算效率。     

基于试验的岩坡滑动面力学参数反演

由于岩体强度试验得到的力学参数与实际情况偏差较大,利用试验所得岩体结构面强度参数计算得到的岩坡稳定性系数往往与实际情况有一定误差。利用概率论中的极大似然估计法,结合室内试验和边坡安全系数计算方法,对岩坡滑动面的参数进行反演。结果表明,该反演结果精确性较高,说明所用方法更为可靠,所得结果可以为边坡的稳定性评价和支护设计提供合理的参数。     

颗粒流冲击力研究现状及讨论∗

颗粒流包括滑坡、泥石流、碎屑流、雪崩等,通常对桥梁、公路、居民区具有较大危害。分析了颗粒流的运动过程及其侵蚀、堆积和爬高等特性;此外,对颗粒流冲击力计算模型及其野外观测结果进行阐述。结果表明:现有冲击力计算模型认为冲击力在结构全断面呈均匀分布,忽略了颗粒流的运动特性对冲击力的影响;大块石冲击力计算忽略了颗粒破碎和浆体垫层效应对冲击力的影响,造成巨大的计算误差;由于传统传感器的缺陷,现有野外观测结果也存在较大误差。对此本文提出野外观测需要通过引入或开发新式压力传感器以得到更准确的颗粒流冲击力大小及其分布形式,从而更精确的修正理论模型;理论计算模型研究工作需要考虑颗粒流浆体的垫层效应、流体与基底的相互作用及块石冲击破碎等对流体冲击力的影响,从而推导出更准确的冲击力计算模型,指导工程实际。     

南京地区滑坡与崩塌特征分析及地震可能引起的崩塌危险区预测

对南京地区已发生的滑坡与崩塌区进行调查。用园弧法计算滑坡前的安全系数在考虑在地震力作用下,用静力法对边坡稳定性作定量分析。以期对本区地震滑坡与崩塌危险区作出预测。