考虑干密度影响的尾矿材料土水特征曲线模型及其应用

尾矿坝在运行过程中,堆积尾矿处于干湿交替环境,进行稳定性分析需要确定其抗剪强度和渗透系数。直接测量上述参数存在价格昂贵、耗时等缺点,而土水特征曲线是研究土的非饱和特性的重要工具。针对典型的尾矿材料,分别进行不同干密度尾矿样的脱水试验,测量不同吸力下尾矿样的含水量。在此基础上,整理得到不同干密度下尾矿样的土水特征曲线,采用Gardner模型对其进行拟合,得到考虑干密度影响的尾矿材料土水特征曲线模型。最后,将其应用于尾矿边坡的稳定性分析中,探求基质吸力对边坡稳定性的影响。研究成果可为尾矿材料的力学特性以及非饱和尾矿坝稳定性分析提供理论基础。     

考虑峰后软化的圆形巷道稳定性分析及工程应用

为获得更准确的巷道围岩应力分布和变形特征,基于统一强度理论,考虑围岩塑性软化和中间主应力的影响,引入塑性软化参数,推导出巷道围岩弹塑性区应力、塑性区范围和位移的表达式。通过算例分析,得到塑性软化系数和中间主应力等相关参数对巷道围岩应力分布、塑性区半径和位移的影响规律。研究结果表明:随内摩擦角软化系数和黏聚力软化系数的增大,围岩塑性区半径和位移呈现先急剧后缓慢的减小趋势;中间主应力系数对巷道围岩弹塑性应力有着显著影响,中间主应力系数越大,围岩塑性区半径和位移越小。     

Modeling and application of risk assessment considering veto factors using fuzzy Petri nets

Risk assessment is important for plant safety, and fuzzy set theory is useful for such assessment because many risk factors have fuzzy characteristics. In this study, veto factors for risk assessment are taken into account. Weighted fuzzy Petri nets (WFPN) with inhibitor arcs are proposed to model relationships between risk factors and establish the risk assessment structure considering veto factors. Definitions of WFPNs as well as the enabling rule and execution rule are provided. The modeling approach for the assessment combining normal factors with veto items is discussed. The proposed fuzzy risk assessment approach is illustrated by an example of the assessment of production installations and process technology of plants that deal with hazardous chemicals. Veto factors and non-veto factors are presented and the assessment structure based on WFPNs is established. Using the factor data of a plant, an assessment value is obtained through the operation of WFPNs and the verification of the approach is discussed.     

考虑行为特征的人群疏散模拟研究

为研究聚集活动中的行人在移动过程中所表现出的行为特征对人群整体移动过程的影响,通过实验观察与计算机仿真模拟的方法对人员移动进行研究.通过对实验视频的观察分析,在CTM模型基础上建立考虑人员跟随行为与保持距离行为特性的移动模型,并在简单无障碍和复杂多障碍的场景进行仿真实验.结果表明:模型能有效地描述行人的运动特征,而且拥...     

考虑熟悉度与恐慌效应的人群引导疏散仿真算法研究*

为研究紧急情况下人群疏散行为特点,结合势场理论和多出口选择模型,建立考虑引导、熟悉度和恐慌效应的PFT-LMES人群疏散算法。通过搭建有障碍和无障碍2种室内场景,研究不同环境熟悉度以及行人密度下引导作用对人群疏散效果的影响。研究结果表明:引导作用能够提高疏散效率,平衡各出口利用率,引导效果随行人密度增加更加显著;总体疏散时间随引导强度的提高表现为先减小后增大;当接受引导的人数占总数的42%时,2出口各自选择人数与出口通行能力比例基本一致,引导效果达到最优;相对于环境熟悉度较高的人群,不熟悉环境行人的引导效果更为显著。研究结果可为大型场所的紧急高效疏散提供参考。     

考虑环境熟悉度与引导的人员疏散元胞自动机模型研究*

为研究环境熟悉度及引导作用对行人疏散影响,建立考虑环境熟悉度及引导作用的行人疏散元胞自动机模型。模型引入环境熟悉度参数,将行人分为熟悉环境行人与不熟悉环境行人,不同的行人具备不同的运动方式;基于引导标志的有向引导作用构建引导场,使行人能跟随引导移动;以某超市为例,研究其环境熟悉度、引导作用及引导有效性对行人疏散的影响。结果表明:行人疏散时间随着环境熟悉度的增加而减少;在相同的环境熟悉度下,不熟悉环境行人选择跟随引导移动相比于随机移动及跟随行人移动疏散效率更高;环境熟悉度较低时,行人疏散时间随引导有效性提高呈现先减少后增加的趋势。     

考虑数据去噪分解的滑坡位移组合预测研究

为准确掌握滑坡位移变化规律,基于滑坡变形监测结果统计,对位移数据进行去噪分解处理,将滑坡位移数据分解为趋势项和误差项,并分别利用优化多核极限学习机和Arima模型构建预测模型,以实现滑坡位移的组合预测.结果表明:Morlet复小波较传统去噪模型分解效果更优,且通过优化处理,能更好地提高其分解能力;通过对多核极限学习机的...     

考虑人口老龄化的地铁安全疏散仿真研究

为研究老龄化程度对地铁安全疏散的影响,基于人口统计学数据,运用多智能体仿真方法模拟2050年人口老龄化情况下徐州市某地铁站乘客疏散情况,并通过视觉智能识别方法验证仿真模型对地铁乘客疏散描述的准确性。研究结果表明:老龄化比例增加一定程度上会使疏散时间增加,老龄化比例对总体疏散时间的影响程度与疏散总人数有关,疏散总人数越低,随着老龄化比例的增加整体疏散时间显著增加。     

小群体行为作用下的地铁站疏散模型研究

为研究小群体行为作用对地铁站突发事件人群疏散效率的影响,基于社会力模型理论和智能体技术,构建地铁站人群疏散模型。分析小群体趋向性、协调一致性等行为特征,运用社会力模型理论,计算小群体成员移动速度;量化小群体行为对群体内部成员作用大小,修正成员期望速度,确定人群疏散速度;以某地铁站火灾事故为例,分别模拟单人疏散场景和混合疏散场景。研究结果表明:混合疏散场景仿真时间比单人疏散场景仿真时间延长12.29%,平均绕行距离比单人疏散增加38.8%,小群体行为降低了地铁站突发事件人群疏散效率。     

考虑绕行效应的人员疏散元胞自动机模型研究

在传统的元胞自动机疏散模型中,行人只考虑临近的4个网格状态以做出运动决策,而在实际疏散过程中,每个人会从更大的感知范围内收集信息,并会主动避开障碍物,从而选择更合理的路径。针对此问题,建立考虑绕行行为的元胞自动机模型（DCA模型）,模型引入行人感知范围参数,用于反映行人对障碍物的反应程度或绕行倾向;通过建立单门疏散场景,研究绕行效应对疏散的影响。研究结果表明:考虑绕行效应时,行人能够更好地绕过障碍物,在出口前形成典型的拱形聚集形态;感知范围越大,拱形聚集形态形成的越快;通过将DCA模型与经典的无后退的有偏随机行走模型和场域模型分别进行比较,DCA模型可以减少不必要和不合理的后退运动行为,这与实际更为一致。     

考虑火源位置的船舶机舱火-热-结构耦合研究

为准确分析真实火灾条件下的船舶机舱结构力学行为,克服传统标准温升法的缺陷,提出基于火灾动力学模拟器(FDS)和ANSYS的火-热-结构力学耦合分析方法;采用FDS仿真模拟真实火灾场景,获得近机舱内壁面处时变温度场信息,以此温度场信息为边界条件,传输到结构力学行为仿真软件ANSYS中,对机舱结构加载温度荷载并进行瞬态热分...     

Study on convection and dispersion characteristics of dense gases in urban environment considering trees

Although several studies on the dispersion of heavy toxic gas released from ruptured tanks on vehicles during transportation have considered complex terrain such as urban buildings, the influence of trees on the flow field in urban areas during gas dispersion tends to be ignored. In this study, a Computational Fluid Dynamics (CFD) model was proposed to investigate the characteristics of gas release and dispersion from loaded vehicle in the urban environment. In this model, the tree crown was treated as a porous medium, and the influence of drag due to the crown was incorporated into the model by a momentum source term through a user-defined function. In this study, the dynamic characteristics of chlorine (Cl₂) dispersion under the conditions of building distribution, tree species and porosities were comprehensively analysed, to cover the influence of urban complexity, leaf density, and tree planting configuration. The results show that compared with flat terrain, the presence of urban buildings will prolong the dense gas retention time and increase the dangerous distance. It is found that the horizontal dispersion distance can increase by 63% and the isosurface of 25 ppm hazardous gas can increase by 130% with the introduction of buildings. Compared with the terrain with only buildings, the introduction of arbors or shrubs can result in a 147% or 359% increase in the maximum concentration. Also, trees will prolong the dispersion duration. It is also found that the higher the porosity, the less the wind blocking effect, and the weaker the ability of capturing gas. The wind field affected by arbores and shrubs are different in height, and arbores capture more Cl₂. Planting short shrubs around buildings can effectively reduce the spread of harmful gases.     

考虑人群拥堵的疏散出口选择行为研究及建模

出口选择是疏散过程中最重要和复杂的决策行为之一,受到空间结构、人群分布和行人认知等多方面因素的影响,为了使疏散仿真能够合理地模拟出行人的寻路和逃生过程,提出了考虑人群拥堵的出口选择模型。该模型基于多元Logit离散选择模型,考虑到影响个体疏散时间的因素以及对不同出口类型的偏好。研究发现个体的疏散时间随着拥堵人群位置的不同而有所差异,从而以决策者而不是出口的角度定义了一个计数区域来估计影响决策者排队时间的人数。并且研究出口重新选择的触发条件和程序。将出口选择模型和程序引入BuildingEXODUS软件进行疏散仿真,通过对比显示,仿真结果更符合真实情况,特别是在具有障碍物和人群分布不均匀的场景中更显优势。     

考虑人员伤亡的高校宿舍火灾风险评估方法研究

为提高高校宿舍楼火灾应急疏散效率,以某高校宿舍楼为例,建立可用疏散时间(ASET)概率密度函数的三角分布模型,并利用FDS软件进行火灾模拟,得到函数中各参数值;运用Pathfinder软件对人员疏散进行模拟,得到火灾未疏散人数与时间的函数;通过对上述2个函数的乘积进行积分,得到不同火灾场景下的伤亡人数。结果表明:影响火灾临界时间的主要因素是火灾能见度和烟气层温度;宿舍楼中部火灾发展速度快于两侧;人员性别、意识状态及火灾探测报警情况对疏散时间和效率影响程度不同。研究结果可为应急疏散及宿舍楼人员预期火灾风险评估提供依据。     

考虑主动避让行为的养老场所人员疏散研究

为明确主动避让行为对养老场所人员疏散的影响,建立考虑主动避让弱势群体行为的元胞自动机模型,模型分别考虑避让弱势群体前方行走区域、斜前方行走区域、前方和斜前方行走区域对人员疏散的影响;分析不同避让方式下弱势群体比例、行人密度、弱势群体位置分布对整体疏散结果的影响.结果 表明:主动避让弱势群体行为能够降低疏散时间,增加疏散...     

考虑水渗流作用的顺层抽采模拟及参数优化研究

为研究水渗流作用对顺层钻孔抽采的影响,为抽采工艺参数优化提供理论依据,建立了考虑水渗流场的气水两相流固耦合方程,并利用COMSOL Multiphysics软件对赵庄矿1309工作面顺层钻孔的抽采负压与钻孔间距进行参数优化。研究结果表明:随着抽采时间增加,煤层水压与水相相对渗透率均快速下降后趋于稳定不变,气相相对渗透率先升高后不变,煤层瓦斯压力在抽采过程中逐步降低;抽采负压改变对煤层相对渗透率几乎无影响;在相同预抽时间里,抽采影响半径与抽采负压呈指数函数关系,抽采负压由15 kPa提高到27 kPa,可降低煤层瓦斯压力,有效影响半径扩散明显,超过27 kPa变化不再明显;钻孔间距设置为4.5 m可在预抽期内满足抽采要求且节约施工成本。     

考虑初始宏细观缺陷的裂隙岩体损伤本构模型研究

针对传统岩石损伤本构模型因对初始状态损伤忽略的假定致使岩石损伤状态表达不足的问题,基于连续损伤力学原理,运用统计损伤学定义了表征含有初始宏细观缺陷的岩体损伤变量,引入表征岩体初始损伤状态的初始损伤系数k,优化了传统损伤本构模型,对建立的损伤演化本构模型和实测数据曲线进行对比分析。研究结果表明:优化后的本构模型对裂隙岩石全应力应变过程拟合精度更高,其损伤演变过程更符合实际,并能反映存在初始损伤的岩石力学特征差异,量化了初始孔隙、裂隙等宏细观损伤在应力环境中的耦合作用,对研究宏细观缺陷岩石损伤场-应力场耦合作用机制具有意义。     

污水处理厂设备维护管理优化研究

以JL污水处理厂设备管理优化过程为例,充分吸取LCC,TPM中的先进思想,以设备运行可靠性及设备维护经济性为追求目标,建立了设备管理优化体系。流程体系上,通过建立作业指导文件,建立标准化维修程序,对于操作过程及时进行记录,建立可视化、可追溯的管理方法;指标体系上,根据设备重要性及运行状况,确定设备风险指数,分级管理;建立控制指标,并动态调整;管控体系上,建立设备“户口”,对设备的维护、保养、使用等信息进行全面登记;考核设备维护的全面性、及时性、可靠性、合规性;重视设备维护的预计与预警;技术体系上,通过设备监测仪器的使用,对设备运行状况定量化。通过不断推进设备预防性维护工作,设备完好率不断提升,仪表完好率从2016年的97.34%,96.55%水平,分别提升至99.08%,98.72%;维护费用也保持在较低水平,检修费与资产比例在实施的前两年分别降至1.49%,0.85%,实现了污水处理厂节能降耗及运行可靠性的强化。     

光纤线路运行维护智能系统研究

针对当前光纤线路运行中日益突出的维护和管理问题 ,笔者提出了开展光纤线路运行维护智能系统研究的问题。通过分析现有光纤运行维护技术 ,认为当前的网络运营维护思路“故障维修” ,已不适应现代网络运营的发展需要 ,应该采取“状态维修”的新思路和防患于未然的策略。为此 ,笔者运用系统工程的思想、人工智能技术、数据挖掘技术、Agent技术 ,研究了具有故障预警功能的光纤线路运行维护智能系统 ,给出了该系统的分析和设计方案 ,从整体上探索保障光纤网络的安全运行措施 ,为建立实际的预警系统奠定了基础。     

考虑开挖扰动和基质吸力影响的基坑边坡安全性研究

在传统的边坡安全性分析中 ,人们都不考虑开挖扰动和基质吸力的影响。笔者通过试验 ,研究了开挖扰动对土体工程性质的影响 ,并且建立了考虑开挖扰动和基质吸力影响的基坑边坡安全性分析模型 ,还给出了计算实例。研究结果表明 ,开挖扰动和基质吸力对边坡安全系数有较大的影响。