Laboratory longitudinal diffusion tests: 2. Parameter estimation by inverse analysis

This study focuses on the verification of test interpretations for different state analyses of diffusion experiments. Part 1 of this study identified that steady, quasi-steady and equilibrium state analyses for the through- and in-diffusion tests with solution reservoirs are generally feasible where the tracer is not highly sorptive. In Part 2 we investigate parameter identifiability in transient-state analysis of reservoir concentration variation using a numerical approach. For increased generality, the analytical models, objective functions and Jacobian matrix necessary for inverse analysis of transient-state data are reformulated using unified dimensionless parameters. In these dimensionless forms, the number of unknown parameters is reduced and a single dimensionless parameter represents the sorption property. The dimensionless objective functions are evaluated for individual test methods and parameter identifiability is discussed in relation to the sorption property. The effects of multiple minima and measurement error on parameter identifiability are also investigated. The main findings are that inverse problems for inlet and outlet reservoir concentration analyses are generally unstable and well-posed, respectively. Where the tracer is sorptive, the inverse problem for the inlet reservoir concentration analysis may have multiple minima. When insufficient measurement data is collected, multiple solutions may result and this should be taken into consideration when inversely analyzing data including that of inlet reservoir concentration. Verification of test interpretation by cross-checking different state analyses is feasible where the tracer is not highly sorptive. In an actual experiment, test interpretation validity is demonstrated through consistency between theory and practice for different state analyses.     

西藏冰湖溃决主要特征

西藏是我国冰湖分布最多的地区。冰湖常发生溃决,其中最典型是终碛冰湖的溃决。冰湖溃决所导致的泥石流,具有突发性强、频率低、洪峰高、流量大、流量过程暴涨暴落和破坏力强及灾害波及范围广等特点。从20世纪30年代中期至今,已查明西藏15个冰川终碛湖至少发生过18次溃决。通过对这些溃决事件的分析,探讨了终碛湖溃决的时空分布特征,发现该事件的发生与气候变化,特别是与气候异常年份有显著的对应关系。结合近年冰湖分布和变化资料,讨论了未来的发展趋势。具体分析了溃决洪水过程和冰湖溃决洪水泥石流演变过程。     

输电塔结构的动力稳定性研究

作为一种重要的生命线工程,输电线路的破坏会造成巨大的经济损失。统计显示,风荷载作用下输电塔结构的动态侧倾失稳是输电线路经常发生的破坏形式之一。因此,对风作用下输电塔结构的失稳破坏进行研究有着十分重要的意义。本文应用谐波叠加法模拟脉动风场,分别采用Budiansky-Roth准则和动态增量法(IDA)结合位移相等准则这两种方法,基于ANSYS的非线性屈曲分析和时程分析模块,对沈阳某输电塔的抗风动力稳定性进行了研究。结果表明,风的动力特性对结构稳定性影响较大,现行规范中按等效静力风荷载进行计算是偏于不安全的。     

吸力式桶形基础多桶组合结构承载力特性研究

海洋采油平台结构中一般采用多桶组合基础型式,然而迄今对多桶组合结构尚缺乏理论分析和实验研究。本文针对我国第一座吸力式桶形基础采油平台CB20B,基于单桶基础在复合加载模式下的承载力特性,建立了双桶、四桶组合基础的三维有限元数值计算模型,探讨了对称多桶基础结构与单桶基础结构的承载力特性之间的相互关系,阐述了不同桶间距的多桶组合结构地基破坏机制,为工程设计提供参考依据。     

基坑开挖对临近地基极限承载的影响性状数值分析

采用弹塑性有限元分析方法,分析了悬臂式排桩支护的基坑开挖对邻近地基条形基础下极限承载力的影响性状。主要考虑了在基坑开挖深度、荷载与基坑的距离、荷载宽度、支护刚度等因素的影响下地基极限承载力的减损性状。研究表明,基坑开挖深度H较浅时,对地基极限承载力P_u的影响较小,P_u随H的增大略有降低,随着开挖深度的增加,H对P_u值的影响显著增大,且P_u值显著降低;当L/H≤2时,荷载与基坑的距离L对地基极限承载力P_u的影响很大,地基极限承载力P_u随L的减小而显著减小,当L/H>3时,L的影响逐渐减小,且P_u逐渐趋近于无基坑开挖时的值;P_u随地基荷载作用宽度B的增大而呈线性增大;支护桩的位移越小,P_u值越接近无基坑开挖时的地基极限承载力。     

基于岩体质量指标Q分类系统的风险分析方法

基于岩体质量指标Q分类系统,应用Monte-Carlo模拟技术,研究了岩体质量风险分析方法。该方法视Q分类系统中各单因素取值为随机变量,建立了各单因素取值概率模型;通过对所建模型的抽样计算,可获取所评价岩体实际Q值小于设计所采用Q值的概率;通过对比分析Q值累计曲线和岩体质量分布图,可得到任意Q值对应的风险概率,查清岩体中可能出现的质量等级以及每个质量等级所占百分比的情况。本文研究成果已在青岛胶州湾海底隧道工程中得到应用,并获得良好效果。     

岩体开挖卸荷过程力学特性分析

基于岩体开挖卸荷过程中力学参数变化理论的分析研究,建立卸荷岩体有限元分析模型,运用ADINA有限元分析软件对岩体进行一维卸荷数值仿真研究。根据有限元数值分析计算成果得到岩体力学参数与主卸荷方向累计开挖卸荷量间的变化关系曲线。结果表明:岩体开挖卸荷过程中,岩体力学参数变形模量、泊松比、粘聚力和内摩擦角等呈现出随开挖卸荷量的变化而发生变化的特征,随卸荷量的增大有减小的趋势,但它们不是从初始值一直减小到零,而是随卸荷量的增大减小到一定的量值后,岩体的裂隙张开、结构面的扩展到一定的程度,岩体的力学参数保持一定的量级不再减小。     

官地水电站竹子坝料场高边坡的稳定性分析及其影响因数研究

竹子坝料场是官地水电站混凝土浇筑骨料的重要来源之一。结合竹子坝料场的地形地质情况,以及料场开挖后形成的东、南、西三段人工边坡,运用刚体极限平衡的方法进行稳定性分析及其影响因数的研究。     

影响马尾松毛虫虫灾发生类型因素的重要性分析

运用列联表分析方法探讨了小班的林地起源、优势树种、地理、生长等因素对小班的马尾松毛虫虫灾发生类型的影响。分析结果表明：小班的海拔高度和坡度是决定小班的马尾松虫灾发生类型的关键因素。小班的优势种结构、平均树高及郁闭度对小班的马尾松毛虫虫灾发生类型也有较大的影响。图12表1参2     

Spectral tests of randomness for spatial point patterns

We develop a spectral framework for testing the hypothesis of complete spatial randomness (CSR) for a spatial point pattern. Five formal tests based on the periodogram (sample spectrum) proposed in Mugglestone (1990) are considered. A simulation study is used to evaluate and compare the power of the tests against clustered, regular and inhomogeneous alternatives to CSR. A subset of the tests is shown to be uniformly more powerful than the others against the alternatives considered. The spectral tests are also compared with three widely used space-domain tests that are based on the mean nearest-neighbor distance, the reduced second-order moment function (K-function), and a bivariate Cramér-von Mises statistic. The test based on the scaled cumulative R-spectrum is more powerful than the space-domain tests for detecting clustered alternatives to CSR, especially when the number of events is small.