地震作用下土‐深埋地下结构相互作用的高效时程分析方法∗

基于黏弹性边界和将场地地震反应转化为等效荷载的有限元直接法是目前进行地震作用下土-结构相互作用分析的常用时程分析方法之一。当结构埋深较深时,整个土-结构系统的有限元模型自由度数目较多,尤其对于三维问题,计算效率低。提出一种高效分析方法,即一维场地反应分析仍然针对整个深厚土层,在后续的土-结构相互作用分析中将土-结构计算模型的自由表面向下移动、底边界面向上移动到接近结构的位置,通过缩减土-结构相互作用模型尺寸来提高计算效率。采用理论分析与数值算例,通过与采用整个深厚土层的传统土-结构相互作用分析结果对比,说明提出的高效分析方法能够满足精度要求,并且针对不同结构尺寸、结构埋深和围岩等级给出上、下人工边界位置的建议。     

南四湖港口污染物扩散区COD降解系数的研究

本文对南四湖港口污染物扩散区内的ＣＯＤ降解规律进行了室内模拟试验研究,采用最小二乘法估计出了ＣＯＤ可降解部分的降解系数和不可降解部分的百分比,并通过方差分析验证了模型的可靠性。ＣＯＤ降解系数和不可降解百分比的获取,可以为预测各港口对南四湖水质变化趋势的影响,为制定相应的水污染防治规划和措施,提供了重要的基础数据。     

Safety effects of street lighting on roadway segments: Development of a crash modification function

Objective: Nighttime crashes are overrepresented on the U.S. highway system. Roadway lighting, which provides additional visibility by supplementing vehicle headlights, has been identified as an effective countermeasure to improve nighttime safety. However, the existing literature does not provide a thorough understanding of the effects of street lighting photometric characteristics on nighttime crash occurrence on roadway segments. This study aimed to investigate the relationship between lighting photometric measures and nighttime crash risk on roadway segments and develop a crash modification function/factor (CMF).

Methods: The research team collected horizontal illuminance data on 440 roadway segments between 2 successive signalized intersections in Florida for 2012–2014 and matched 4 years of nighttime and daylight crash data (2011–2014). Random parameter negative binomial models were estimated for both nighttime and daylight crash frequencies. The expected night-to-day crash odds ratio, as an equivalent of CMF, was derived from the fitted models with the correction of estimation variances. The confidence intervals (CIs) of the developed CMF were estimated using the Cox method.

Results: The coefficient of the mean of horizontal illuminance is significantly negative in the nighttime model. The coefficients of the standard deviation of horizontal illuminance are significantly positive and normally distributed in both the nighttime and daylight models. The significance of the standard deviation in the daylight model captures the confounding effects—a high standard deviation correlates with high traffic exposures, poor safety design standards, and low maintenance quality. The CMF based on the expected daylight-to-day odds ratio was developed as an exponential function of the increments and the increment squares of the mean and the standard deviation of horizontal illuminance. Its 95% CIs indicate that the CMF is almost significant over the whole range. Other significant variables contributing to nighttime crash risk include annual average daily traffic, truck percentage, segment length, access density, undivided roads, and urban/city limits.

Conclusions: Horizontal illuminance characteristics have a significant impact on nighttime crash risk on roadway segments. An increase in the mean of horizontal illuminance, indicating an improvement in average lighting level, tends to decrease nighttime crash risk; an increase in the standard deviation, representing a poor uniformity of lighting pattern on a roadway segment, is more likely to raise nighttime crash risk. Because the 2 measures are strongly correlated in a low mean range (<0.44 fc), the 2 photometric measures need to be considered together to interpret the safety effects of lighting patterns. The standard deviation shows better performance in measuring lighting uniformity on a roadway segment than the traditional ratios (max-to-min and mean-to-min). However, a new photometric measure is needed to capture the true lighting pattern influencing driver vision at night.     

岩土介质动静力学参数与介质物理组构参数之间的关系

岩土体是地质历史的产物,有着特定的物质组分和结构构造,从而表现出复杂的工程力学性质。为研究岩土介质动、静力学参数与岩土介质物理组构参数三者的关系,文章结合工程岩土体勘察评价,对岩土介质进行了一系列物理力学测试和波动测试,取得了一定量的测试数据。分析中特别关注了岩土介质的弹性波速与介质密度之间的关系。研究发现,岩样和土样波速与密度测试值在波速-密度参数空间中展现出了几种相对性:整体有序与局部混沌的相对性、分布域位置和结构的确定与域内参数随机分布的相对性、在某一分布域内整体样本无序与各类子样本有序的相对性。把握这几种相对性对于岩土介质的理论研究和工程应用都十分有意义。     

输入未知情况下结构复合反演的两步法

研究了输入未知条件下的参数识别问题。针对剪切型结构,提出了其在一类特殊未知载荷下的复合反演算法,此方法假设结构各层上的未知输入之间成比例关系,在不知道这些比例关系的情况下,分两步进行复合反演:第一步,假设某一层上的未知输入为基本未知输入,利用子结构技术,采用遗传算法识别子结构参数和子结构上未知输入之间的比例关系,进而求出基本未知输入;第二步,在基本未知输入已知的情况下,通过最小二乘算法识别其余各层的未知参数和其余各层上未知输入与基本未知输入之间的比例关系。此方法在类似风荷载作用未知情况下的复合反演中具有重要意义,最后用剪切型数值算例验证了算法的合理性。     

基于地震动参数的大型储罐潜在危险性评估方法研究

建设项目安全条件分析中有关自然条件影响分析内容通常采取定性方法加以研究。以地震对大型储罐造成的潜在危险性评估为研究对象,从地震动作用下储罐结构动力响应及破坏特征入手,详细介绍了美国联邦应急管理署(FEMA)开发的HAZUS-MH中的震害危险评估框架及理论模型。重点阐述了地震反应谱、承灾体脆弱性曲线、能力曲线以及需求曲线在危险性评估过程的应用及参数设定。以某大型低温液化气储罐为例,定量计算了地震潜在破坏程度及概率,借此说明该震害危险性评估框架和方法对我国安全评价工作的借鉴意义。     

基于差异进化算法的爆破震速参数识别与优化

爆破震动衰减特性研究通常采用经典的萨道夫斯基公式实现。如何根据不同爆破条件合理选择公式中的场地系数K和衰减指数α是确定爆破控制参数的关键。实际工程分析中,通常采用可监测参数反演识别方法获取K和α值。以大连地铁2号线201标段接收井横通道爆破作业为背景,基于差异进化(DE)算法中缩放因子F和交叉概率Cr贡献值的合理选择,研究萨道夫斯基公式K和α的反演问题。首先,通过对算法中F和Cr不同取值对萨道夫斯基公式计算结果的影响分析,得到各向震速条件下收敛最小的F和Cr值;然后,根据F和Cr取值反演K和α参数。工程实践表明,基于DE算法反演识别得到的K和α值代入萨道夫斯基公式,计算得到的垂向、纬向、经向速度及合速度与实测速度变化趋势一致,并处在合理误差范围之内。     

高压气层地层压力监测方法在YB122井的应用

YB122井录井人员从收集区域及邻井资料等基础地质工作开始,通过随钻地层跟踪分析,准确判断实钻地层层位,依据钻时参数变化、钻井液液面波动、池面上涨、气测异常等常规技术方法成功地监测到地层压力异常并采取应对措施,为该井顺利钻进提供了依据,对相似地层的地层压力监测工作有一定借鉴意义。     

雷击参数在线监录与SPD动态预警管理——“黑匣子”研究与应用

人类赖以生存的地球表面每小时约连续发生2000个雷暴。随着科学技术发展到如今的信息时代,任何场所(特别是雷电多发地区)都有可能发生雷击灾害,许多雷击事故往往是由于低压供、配电线路与信息传输线路感应传导雷电高电压引起的。尽管闪电定位系统得到了广泛的应用,雷电防护有相应的国际、国家与行业技术规范,但发生雷击事故现场仍然不能获取实质性的雷击参数,某些雷灾鉴定缺乏科学的定量数据,人们希望能有像飞机黑匣子那样的智能设备。所研究的黑匣子是一种在线监测、记录、还原雷击参数的智能仪表,对特定环境设施(如:避雷针、低压供、配电线路与信息传输线路)入侵的雷击具备在线实时监测、记录并还原雷击参数雷电流幅值、持续时间、极性(雷击电流走向)与波形的功能;且具有对在线电涌保护器(surge protective device,SPD)的动态预警管理效能。     

塔里木油田三甘醇脱水装置参数优化研究

文章通过三甘醇脱水工艺的第三套三甘醇注醇量调整,第三套再生温度的调节、汽提气注入量调整、贫液进塔温度调整运行参数的优化,得出:当三甘醇脱水工艺循环量在3840kg/h左右时,再生效果最好,贫液浓度最高,所获得的干气水露点最低;三甘醇脱水工艺再生温度在190～200℃之间温度越高,再生效果越好;三甘醇脱水工艺再生装置在汽提气量30Nm3/h左右时,再生效果最好,贫液浓度最高,所获得的干气水露点最低。