位移反分析

摘要： 智能位移反分析作为计算模型参数辨识的一种方法在隧道工程中得到了广泛应用,鉴于现阶段智能位移反分析方法存在的主要问题,在一维支持向量回归算法的基础上,引入多输出的损失函数,建立了隧道工程围岩位移反分析的多输出支持向量回归(MSVR)模型,该模型将多个输出变量统一建模,解决了位移变量间的相关性问题,并引入免疫克隆选择算法(ISCA)与其耦合,形成免疫多输出支持向量回归(ICSA-MSVR)算法。在样本训练过程中采用免疫克隆选择算法自动搜索多输出支持向量回归模型的参数以建立岩体物理力学参数与位移之间的免疫多输出支持向量回归模型,然后采用免疫克隆选择算法自动搜索,求解出使MSVR计算位移与实测位移最接近的岩体物理力学参数组合,获得最优的计算模型参数。三口隧道施工期的应用结果表明,所提出的基于免疫多输出支持向量回归算法的位移反分析方法具有精度高和计算快捷的优点,可为类似工程提供借鉴。

摘要： 为了研究黏弹性岩体位移反分析的唯一性问题,本文根据弹性岩体径向位移推导了黏弹性岩体中符合Maxwell模型的圆形巷道位移解析解,并根据参数可辨识性条件对黏弹性岩体中圆形巷道位移反分析的唯一性进行了研究。结果表明,无论布置多少个测点都不能唯一地反分析出所有的5个参数,至少已知2个参数才有可能唯一地反分析出其他参数;侧压力系数是否为1和地应力是否为0对反分析唯一性有明显的影响;随着已知参数的增多,参数的可辨识性增强;地应力和侧压力系数的可辨识性最好,弹性模量、泊松比和黏滞系数次之。研究结果对于岩体参数的反演计算具有一定的指导意义。

摘要： 为了确保基坑工程安全,常常会采用数值模拟的方法预测支护结构的位移,其中岩土体力学参数的选取对于结果的影响最大。本文使用了一种粒子群(PSO)算法结合多输出最小二乘支持向量回归机(MLSSVR)的基坑土体参数位移反分析法,以深圳某深基坑的支护桩顶水平位移监测数据为依据,基于正交设计生成具有代表性的土体参数组合,通过有限元计算得到研究点的位移作为训练样本,使用粒子群PSO算法对多输出MLSSVR模型参数寻优,利用MLSSVR构建反演参数与位移之间的映射关系,反演填石层、淤泥层和砂质黏土层的土体参数,将反演参数代入有限元模型计算测点位移。结果表明:在反演参数过程中,MLSSVR模型比单输出最小二乘支持向量回归机(LSSVR)耗时更短,而且将两个模型的反演参数代入有限元模型进行计算时,MLSSVR的结果较LSSVR更贴近于实际监测值,对比结果验证了研究方法的优越性;在施工的不同阶段,使用MLSSVR得到反演参数进行数值模拟,得到的模拟结果与监测数据吻合较好,验证该方法具有准确性和实用性。结果分析证明本文研究方法可以有助于土体参数的选取,提高基坑数值模拟结果的准确性。

摘要： 为了提高高拱坝物理力学参数反演的精度及效率,将Jaya智能优化方法与高斯过程机器学习理论引入大坝安全监控领域,提出了基于Jaya-高斯过程回归代理模型的拱坝参数反演分析方法。采用高斯过程回归代理模型代替传统的有限元计算,并利用3种智能优化算法进行参数寻优。结果表明:Jaya算法相比于PSO算法、GWO算法,不仅反演精度高、收敛速度快,且具有很好的稳定性;所提出反分析策略在反演用时方面比直接调用有限元计算的反分析方法节省80%以上。本文方法不仅能够满足计算精度要求,且大大缩减了计算时间,为高拱坝物理力学参数反演分析提供了一种高效的方法。

摘要： 二衬支护时机是否合理影响着隧道的稳定性,始终是隧道施工中讨论的热点问题。结合现场监控量测数据,通过3种回归函数的对比分析,确定了满足精度的回归曲线并预测围岩最终位移量,初步确定了二衬合理支护时机;结合黄金分割法与FLAC~(3D)数值模拟软件,通过位移反分析法获得符合工程实际的围岩力学参数弹性模量E、黏聚力c值并代入FLAC~(3D)中,基于3种二衬合理支护时机判定准则确定了支护时机;综合考虑回归分析与数值模拟计算结果,最终确定兴隆隧道Ⅲ级围岩段的二衬合理支护时机与施工安全距离。研究结果表明:双曲线函数回归精度最优,并根据函数曲线预测Ⅲ级围岩最终位移量为12.20 mm,初步确定在开挖后第20天施作二衬;通过围岩力学参数反演确定Ⅲ级围岩E=4.944 GPa,c=0.268 MPa为符合工程实际的围岩力学参数;通过数值模拟确定在开挖后第19天、距掌子面95 m时施作二衬满足变形速率和极限位移准则,在开挖后第18天、距掌子面90 m时施作二衬满足最小支护抗力准则。综合考虑三者的影响程度,最终确定兴隆隧道二衬合理支护时机为开挖后第18天,此时距掌子面90 m。

摘要： 结合扬州软土地区一基坑工程实践,运用位移反分析法算出m值的大小,并阐述m值与坑底加固宽度的相关关系。结果表明:被动区加固存在一个最优加固宽度3.5m,当加固宽度小于3.5m时,m值随着宽度的增加而增加;当加固宽度大于3.5m时,m值趋于一个常数。可为同类地层条件下基坑工程提供参考。

摘要： 结合扬州软土地区一基坑工程实践,运用位移反分析法算出m值的大小,并阐述m值与坑底加固宽度的相关关系.结果表明:被动区加固存在一个最优加固宽度3.5m,当加固宽度小于3.5m时,m值随着宽度的增加而增加;当加固宽度大于3.5m时,m值趋于一个常数.可为同类地层条件下基坑工程提供参考.

摘要： 文章以沈阳富水地层盾构管廊工程为研究背景,对土压平衡盾构开挖引起的地表竖向位移和水平位移进行监测,并分析位移的变化规律.以现场测量得到的位移监测值为基础,基于粒子群优化的BP神经网络算法建立PSO-BP参数反演分析方法,利用Fortran语言编制位移反分析程序,并采用正交设计和ABAQUS数值计算进行参数反演.考虑静止土压力、主动土压力和被动土压力对掌子面稳定性的影响,根据反演的参数对盾构廊道掌子面的支护压力进行分析.研究结果表明:所建立的PSO-BP参数反演分析方法是一种可行、有效的反分析方法.当支护压力比λ=0.4时,掌子面处于极限状态;随着支护压力比的减小,地表沉降呈增大趋势.当考虑地下水作用时,为了保证掌子面的稳定需要增加支护压力;当支护压力比λ=0.6时,掌子面处于极限状态.

摘要： 利用粒子群算法优化改进BP神经网络,通过对BP权值、阈值的修正来提高收敛速度,防止网络陷入局部极值,进而建立起待反演参数和效应量间的非线性映射关系,通过训练网络模型,搜索满足实测效应量值的待反演参数值.基于某高边坡工程算例的实测变形监测数据资料,对边坡体结构的力学参数进行了智能优化反演分析计算,并将PSO-BP智能优化算法与仅使用BP神经网络算法的拟合成果进行了对比分析,进而验证了PSO-BP智能优化算法的优越性与合理可行性.

摘要： 位移量测反演分析方法是以工程现场的量测位移作为基础信息反求实际岩土力学参数的方法。本文通过将位移反分析法应用到孟加拉博杜阿卡利1320 MW燃煤电站A区超载预压数值模拟中,采用摩尔-库伦本构模型,确定土层相关力学参数。结果显示,地表总沉降量与双曲线沉降计算法结果相近,说明所确定参数较合理。通过整理反演参数与地勘原参数,取得反演得到的弹性模量是地勘所提供压缩模量的0.27~0.5倍,而高渗透性土中反演得到的渗透系数是地勘所提供的8倍,低渗透性土中反演得到的渗透系数是地勘所提供的0.8倍。此外,采用此参数进行模拟可以得到卸载前土层平均固结度,已经达到87%,且桩端持力层下剩余变形沉降量不超过150 mm,为设计提供参考。

摘要： 由于室内试验的缩尺效应、数据拟合误差等的影响,计算所用的坝料参数在一定程度上与实际不符,实施位移反分析是减小计算与实际差距的一种有效途径.本文基于室内试验参数的统计关系,结合典型位移监测数据,利用响应面遗传算法对长河坝施工期覆盖层、堆石与心墙料的邓肯-张E-B参数进行了反演分析.反分析最优参数计算成果表明,监测点位移计算值与实测值整体吻合程度较高;竣工时大坝各分区、坝体与两岸的变形协调较好.

摘要： 为了判定八里扁隧道在掘进过程中断面处围岩及其支护体系的稳定状态,揭示隧道围岩变形、破坏及稳定的机理,根据隧道断面ZK77+835处围岩变形的监测数据,建立指数函数回归模型,进行精度判定和监测数据分析,同时进行BP神经网络位移反分析与数值模拟,结果表明:采用指数函数模型对断面ZK77+835处围岩变形值进行回归分析的精确度较高;围岩变形存在3个发展时期,从位移值和位移速率两方面可以判定,在监测15d后,该断面处围岩基本处于稳定状态,可以进行二次衬砌施工;利用BP神经网络位移反分析法反演的参数比较准确,将其带入FLAC3D数值模型中,模拟结果与现场监测数据相差不大.

摘要： 随着边坡工程规模的扩大、类型的增多,以及在复杂地质条件等诸多因素的影响下,其稳定性问题变得越来越突出.虽然现阶段边坡稳定性的分析方法已日趋完善,但无论是传统的极限平衡法,还是现在流行的有限元数值模拟方法,岩土体力学参数的选取都直接关系着计算结果的准确性,而无论是实验法还是经验法所得的参数,往往都与实际情况存在着较大误差.边坡工程中的现场监测,以实测位移数据为基础,运用位移反分析方法,通过ANSYS软件的优化设计功能,便可以有效的解决这一难题.因此,应用反分析方法对边坡稳定性问题的进一步研究是具有重要的现实意义和理论价值的.

摘要： 结合支持向量机(SVM)和连续蚁群算法(CACA),提出了一种新的位移反分析方法—CACA-SVM.该模型利用SVM的非线性特性减少了数值计算工作量,同时充分利用了CACA的全局寻优能力避免目标函数陷入局部最优.应用本方法对糯扎渡水电站消力塘左侧边坡岩体力学参数进行反分析,并用反演参数对监测点位移进行预测,预测趋势与实测趋势吻合较好,表明该方法适合解决复杂非线性和不确定性的岩土工程问题,在反分析中具有良好的实际应用价值.

摘要： 论述了考虑开挖卸荷效应的二维位移反分析方法。对龙滩水电站左岸岩质边坡1-1剖面进行地质概化、施工开挖分区和开挖扰动分区，建立有限元计算模型。根据试验和现场实测资料，确定待反演得参数和取值范围，通过二维弹塑性有限元方法与神经网络-遗传算法相结合反分析出岩体力学参数。基于该参数的止分析计算结果表明，计算位移与监测位移趋势一致，量值吻合。开挖面附近最大压应力约为1.0MPa左右，开挖面附近基本上没有拉应力区。开挖完成后的塑性区主要分布在坡项和开挖面及大断层附近，而且基本上发生在开挖损伤区和部分卸荷影响区。

摘要： 在引入复变量求导法的前提下,依据弹黏塑性有限元基本原理,采用牛顿-拉普拉斯变换迭代优化法来反算计算参数,运用Fortran语言编制弹黏塑性位移反分析程序,通过2个实例的验证,依据关键测点位移,既可反算强度参数又可反算流变参数,搜索效率高、计算准确,充分说明该方法在岩质边坡的参数反算中的可行性.

摘要： 差异进化算法(Differential Evolution)是一种新型的智能优化算法，对初始值无要求，收敛速度快，对非线性函数适应性强，具有并行运算特性，尤其适应于多变鼍复杂问题的寻优，将该算法与有限元理论相结合编制智能位移反分析程序。针对大连地铁隧道实际工程，对地表沉降、拱顶沉降和收敛位移进行监控量测，并对数据进行拟合和回归分析;利用智能位移反分析程序和监测数据完成参数反演，以解决围岩力学参数不准确的“瓶颈”，反演的参数与实际勘测的十分接近;根据反演参数进行有限元数值模拟的正分析，将数值模拟的结果与实际监测数据进行对比分析，对施工过程中围岩是否安全稳定具有重要的理论意义和实用价值。

摘要： 根据坝陵河大桥西锚碇隧道锚工程地质条件、工程设计资料、施工方案以及现场试验监测资料等基础资料,进行了位移反分析；通过对隧道锚施工开挖的仿真分析,综合研究了开挖进尺、施工顺序、锚杆预应力水平等因素对隧道锚围岩开挖变形特征和塑性区分布的影响,从而提出了合理的施工开挖方案以及支护措施,并应用于实际工程施工过程中,为设计施工提供了指导.在此基础上,结合监测成果评价了隧道锚围岩变形稳定性.此项研究可为同类工程提供参考.

摘要： 结构面强度参数对工程建设的作用至关重要，但近年来其研究进展缓慢，主要围绕在试验法、类比法和经验公式估算法。本文通过查阅大量结构面强度参数相关文献，结合丰富实践经验，提出了结构面质量分级法，发展了位移反分析法，并依据理论公式计算法对强度参数尺寸效应进行了研究，其不但为此后的研究指明了方向，并具有可行性，是对结构面强度参数研究的丰富。

摘要： 为避免量测数据的少量误差导致反演计算结果的大幅度波动，借助系统分析中的敏感性分析方法，根据使量测数据关于参数的灵敏系数最高为原则来优化选择量测方案，提出采用最灵敏原则来优选测点(线)量测优化布置的新思路，并将其应用于地下工程反分析实例。算例分析和应用实例表明，采用该方法优化选择据以进行参数反分析的测点(线)量测布置，可有效提高反分析精度。

摘要： 本发明提供了一种通过复用精简的反量化乘法因子表和反量化位移表来实现反量化的数据压缩方法和装置，将这两个表的条目数都限制在一个预定的常数Tqp+1（Tqp小于qp的最大值MAXqp）内，当量化因子qp取值0至Tqp之间（含0和Tqp，其中Tqp）时，通过直接查表获得对应的反量化乘法因子的值和反量化位移的值，而当qp的取值大于Tqp时，按照一种预定的规则将qp的值映射为0至Tqp之间（含0和Tqp，其中Tqp）的值，然后查表获得反量化乘法因子的过渡值和反量化位移的过渡值，再按照一种预定的规则对所述过渡值进行映射获得最终的对应的反量化乘法因子的值和反量化位移的值。

摘要： 本发明提供一种基于节点位移传递的熔模精密铸件反变形设计方法，包括：在仿真分析软件中进行蜡模注射成型模拟，导出蜡模翘曲变形的STL文件，将蜡模翘曲变形的STL文件导入铸造模拟软件进行浇注凝固过程模拟，导出铸件节点位移STL文件，计算最近邻节点，根据最近邻节点计算铸件与初始几何网格文件对应所有节点位置法向量方向的变形量；根据实际熔模铸造过程扫描点云文件计算节点位移，扫描获得蜡模成型后的点云文件和铸件的点云文件，计算出所有节点位移；最后将模拟结果或者实际结果的位移矢量反加到初始几何获得反变形后的几何模型。本发明能够实现在不同工序中全节点位移的传递，在模拟和实验中均能获得精确的反变形设计，实现铸件尺寸的精确控制。

摘要： 本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种适用于反熔丝FPGA中的电平位移电路，包括PMOS管P1~P4、NMOS管N1~N6和反相器M1；PMOS管P1的源端和衬底均连接编程控制电压VSV，PMOS管P1的漏端连接PMOS管P3的源端，PMOS管P1的栅端连接PMOS管P4的漏端；PMOS管P2的源端和衬底均连接编程控制电压VSV，PMOS管P2的漏端连接PMOS管P4的源端，PMOS管P2的栅端连接PMOS管P3的漏端；所述NMOS管N1的漏端连接PMOS管P3的漏端，以解决目前反熔丝FPGA编程期间低压控制高压的正确转换、以及热载流子效应损伤器件的问题。

摘要： 本发明一种无轴向位移的压电二维快反镜及驱动和偏转角度测量方法，利用逆压电效应，以压电堆为驱动元件，采用了两种位移放大机构，以及双轴解耦的柔性铰链虎克铰，驱动镜拖带着镜面偏转。在压电堆表面粘贴应变片，通过应变电桥输出间接测量二维偏转的角度，内嵌电路支持远距离信号传输。两种位移放大机构内嵌同规格压电堆，工作方向为短边方向。其中一种是通电后随着电压升高，工作方向位移增大，另一种则在工作方向上位移减小。通过结构设计，一个电压可实现两个位移作动器同时等量收缩和伸长。两种位移放大机构相对安装在同一个偏转轴下，两压电堆并联，随着电压从零增大，所驱动的反射镜从零开始，偏角逐渐增大且镜面在偏转过程中无轴向位移。

摘要： 本发明提供一种基于节点位移传递的熔模精密铸件反变形设计方法，包括：在仿真分析软件中进行蜡模注射成型模拟，导出蜡模翘曲变形的STL文件，将蜡模翘曲变形的STL文件导入铸造模拟软件进行浇注凝固过程模拟，导出铸件节点位移STL文件，计算最近邻节点，根据最近邻节点计算铸件与初始几何网格文件对应所有节点位置法向量方向的变形量；根据实际熔模铸造过程扫描点云文件计算节点位移，扫描获得蜡模成型后的点云文件和铸件的点云文件，计算出所有节点位移；最后将模拟结果或者实际结果的位移矢量反加到初始几何获得反变形后的几何模型。本发明能够实现在不同工序中全节点位移的传递，在模拟和实验中均能获得精确的反变形设计，实现铸件尺寸的精确控制。

摘要： 本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种适用于反熔丝FPGA中的电平位移电路，包括PMOS管P1~P4、NMOS管N1~N6和反相器M1；PMOS管P1的源端和衬底均连接编程控制电压VSV，PMOS管P1的漏端连接PMOS管P3的源端，PMOS管P1的栅端连接PMOS管P4的漏端；PMOS管P2的源端和衬底均连接编程控制电压VSV，PMOS管P2的漏端连接PMOS管P4的源端，PMOS管P2的栅端连接PMOS管P3的漏端；所述NMOS管N1的漏端连接PMOS管P3的漏端，以解决目前反熔丝FPGA编程期间低压控制高压的正确转换、以及热载流子效应损伤器件的问题。

摘要： 基于反节点振动位移的超声骨切削力的间接测量方法，包括：确定超声骨刀节点位置，得到其简化模型；建立压电换能器模型，计算模型参数，获得其振动位移；建立阶梯变幅杆模型，根据特征值、特征向量和能量守恒原则计算动力学参数；建立骨组织的力负载模型，辨识模型参数；基于上述模型，搭建Matlab‑Simulink仿真程序；在此基础上，利用数据驱动建模方法，以反节点振动位移x1的有效值x1rms、振动频率fx1为输入，输出切削力的有效值Frms，获得反节点振动位移与切削力的关系；利用传感器测量反节点振动位移的有效值x1rms及振动频率fx1，根据上述步骤获得的关系计算切削力Frms。本发明提供了超声骨刀‑骨组织相互作用的一维数值计算模型，基于此提供超声骨切削力的间接测量方法。

摘要： 一种对隧道位移反分析权重的确定方法，涉及安全风险评估技术领域，包括如下步骤：步骤1、在有限元软件中建立三维隧道模型，在隧道不同位置分别施加相同的位移量；步骤2、根据施加的位移量计算最大围岩压力绝对值增量、最大锚杆内力绝对值增量、最大喷混内力绝对值增量；步骤3、根据上述各个增量的平均值确定隧道位移反分析权重。本发明研究了隧道断面上不同位置处相同位移量对隧道围岩压力、锚杆内力以及喷混内力增量的影响，基于增量的平均值来确定隧道不同位置处位移反分析的权重。这种方法能够有效识别位移的贡献率，较之传统的等权重方法能有效提高监测数据的参考价值，使监测点的位移数据能够得到更好的利用，从而有效保障隧道安全。

摘要： 一种对隧道位移反分析权重的确定方法，涉及安全风险评估技术领域，包括如下步骤：步骤1、在有限元软件中建立三维隧道模型，在隧道不同位置分别施加相同的位移量；步骤2、根据施加的位移量计算最大围岩压力绝对值增量、最大锚杆内力绝对值增量、最大喷混内力绝对值增量；步骤3、根据上述各个增量的平均值确定隧道位移反分析权重。本发明研究了隧道断面上不同位置处相同位移量对隧道围岩压力、锚杆内力以及喷混内力增量的影响，基于增量的平均值来确定隧道不同位置处位移反分析的权重。这种方法能够有效识别位移的贡献率，较之传统的等权重方法能有效提高监测数据的参考价值，使监测点的位移数据能够得到更好的利用，从而有效保障隧道安全。

摘要： 本发明公布了一种基于安全监控的边坡位移反分析方法，该方法充分利用位移监测数据进行优化反演来确定岩土体力学参数，将数值计算的位移值与监测位移值的最小误差函数作为目标函数，应用改进粒子群智能算法对目标函数进行优化，把数值计算和改进粒子群智能优化反演方法相结合，通过反复迭代使其快速收敛到全局最优解，从而确定待定参数的最优值，建立起了位移监测值和岩土体力学参数之间的对应关系。实际工程中，利用反演的力学参数预测的位移值与实测位移值吻合较好，误差小，表明本发明提出的反分析方法在岩土体位移反分析中具有较好的实际应用价值。