水利水电工程

  • 边坡系统可靠度区间估计方法

    王禹玺;李典庆;唐小松;

    提出了一种高效边坡系统可靠度区间估计方法 .首先,介绍了边坡系统可靠度点估计方法,采用Copula理论构建了抗剪强度参数相关结构并在此基础上提出Copula空间的子集模拟方法 .其次,采用Bootstrap方法模拟了土体抗剪强度参数的统计不确定性.最后,基于以上方法提出了边坡系统可靠度的区间估计方法,并以一个均质边坡算例进行了说明.结果表明:子集模拟方法能够在准确估计边坡系统可靠度的同时大幅提升计算效率;Bootstrap方法可以较好地模拟土体抗剪强度参数的统计不确定性;考虑到抗剪强度参数的统计不确定性,不应仅仅将边坡系统可靠度表征为单一可靠度指标,而是应表征为具有一定置信度水平的置信区间;随着样本数目的增多,边坡系统可靠度指标的置信区间会随之变窄;随着边坡失效安全系数阈值的增大,其系统可靠度指标的均值将会减小,同时其系统可靠度指标的置信区间也将会随之变窄.

    2019年11期 v.52;No.272 941-950页 [查看摘要][在线阅读][下载 2548K]
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  • 考虑水化度影响的混凝土面板温度裂缝数值计算

    李炎隆;卜鹏;张敬华;温立峰;

    混凝土面板早期裂缝主要由温度应力引起,准确预测分析混凝土面板的温度场及温度应力变化过程,并研究混凝土面板温度裂缝的开裂过程,是关系到混凝土面板堆石坝安全的关键难题.基于热传导理论和弹性徐变理论,引入了水化度和等效龄期概念,编制了温度场及温度应力计算程序,对比分析了水化度及等效龄期对混凝土面板温度场及温度应力的影响,并进一步研究了混凝土面板温度裂缝的分布情况及扩展过程.研究结果表明:仅考虑水化度影响的模型温度场及温度应力的计算值偏低,而同时考虑等效龄期的影响,即可有效解决此问题.在混凝土面板温降过程中会产生较大的拉应力,从而引起面板开裂.裂缝主要集中在面板底部和中部,且多为水平裂缝,裂缝深度最终可达到面板厚度的75%,严重影响面板的耐久性,因此需做好相应的防护措施.

    2019年11期 v.52;No.272 951-961页 [查看摘要][在线阅读][下载 3999K]
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  • 基于卡尔曼滤波的土石坝渗流安全监控模型

    冯春燕;庞琼;谷艳昌;黄海兵;

    土石坝渗流观测数据中包含着监测系统本身噪声和外界干扰的影响,卡尔曼滤波算法可以去除数据中的测量噪声,还原真实数据,是一种对系统状态进行最优估计的算法.在建立传统统计监控模型基础上,引入卡尔曼滤波算法.滤波过程中状态向量即为监控模型的回归系数,观测方程为监控模型本身,通过对模型的优化达到对测量值的最优估计.该优化模型精度比传统最小二乘回归统计模型更高,并在工程实例中得到验证;当需要处理较多数据时,该优化模型建模效率明显高于最小二乘法.

    2019年11期 v.52;No.272 962-967页 [查看摘要][在线阅读][下载 1456K]
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  • 基于体型参数组合的Y型宽尾墩水力特性

    王奕森;杨磊;付海波;李阳;徐畅;

    水流经过宽尾墩后由于收缩挤射,产生三面掺气的大曲率水气交界面,流态异常复杂.利用数值模拟方法对Y型宽尾墩体型参数变化时的水力特性进行了分析研究.采用逐步收敛法比较分析12种不同体型宽尾墩泄流时的流态、水面线与流速分布、宽尾墩始折点处的佛汝德数及消能率等水力特性参数的变化规律.研究结果表明:随着宽尾墩收缩比增大,墩后水舌交汇点下部空腔增大,底流速整体上增大,佛汝德数增大,消能率略有降低;随着宽尾墩墩长增加,出闸水流的跌流趋势更加明显,流速增长加快,佛汝德数减小,消能率略有降低;随着上顶点与始折点高差增大,闸室内水面线升高且壅水效果更加明显,闸室内水流流速加大而消力池段流速反而减小,佛汝德数增大,消能率略有增加;随着始折点与上缩点高差增大,出闸水流纵向拉伸幅度降低,跌流趋势更加明显,佛汝德数增大,整体流速略微增大,消能率减小.

    2019年11期 v.52;No.272 968-974页 [查看摘要][在线阅读][下载 3679K]
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土木建筑工程

  • 矿岩接触带巷道失稳分析及控制方法研究

    褚衍玉;任高峰;邹灿;魏杰;刘源浩;

    矿岩接触带往往是巷道的薄弱区域,根据矿岩接触带变形破坏特征,并结合其特殊围岩情况,分析了矿岩接触带巷道薄弱区域的围岩稳定性.同时,将巷道围岩中的矿石和岩石的物理力学参数划分开,结合现场变形监测数据和矿岩物理力学参数,采用数值模拟进一步对矿岩接触带巷道支护前后的应力应变分布做了研究,探索失稳机理,研究发现矿岩接触带一般沿接触带层位发生剪切破坏且不与巷道中心线对称.根据上述研究,分别从塑性区拉伸破坏体积、剪切破坏体积和总体积分析对比分析锚杆支护、喷射混凝土支护、锚喷联合支护的应用效果,最后提出了针对矿岩接触带巷道的分区支护方法 .

    2019年11期 v.52;No.272 975-980页 [查看摘要][在线阅读][下载 5535K]
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  • 基于微波作用的道路冬季化冰技术

    叶宏宇;王选仓;房娜仁;马晓宁;

    现阶段我国道路冬季除冰技术存在的问题包括:机械除冰雪等传统方法易使路面结构破坏、太阳能融雪等利用天然能量处治冰雪方法投入费用较高.微波化冰技术是一种具有较高工作效率、有效保护路面结构的道路冬季养护新技术.基于道路微波化冰机理,以ABAQUS有限元模拟与室内试验为主要研究方法,分析了普通沥青路面与水泥路面对微波的吸收能力,得到了微波频率、微波输出功率、微波导出口距路表距离、外界温度、结冰厚度、结冰纯净度等因素对道路微波化冰效果的影响,研究了3种磁性金属材料四氧化三铁(Fe3O4)、羟基铁粉RW和羟基铁粉YW1的吸波能力及将它们掺入路表结构后对道路微波化冰效果的改善作用.最后提出了冬季最低温度高于-30℃地区道路微波化冰技术最佳应用方案.

    2019年11期 v.52;No.272 981-988页 [查看摘要][在线阅读][下载 2265K]
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  • 散煤的大变形应力应变关系试验研究

    李金龙;陈明祥;

    为了得到散煤的本构关系,设计了散煤在侧限条件下的大尺寸轴向压缩试验以测定其在轴向分级受压时的应力应变关系,应力和应变的度量分别采用Cauchy应力和对数应变.分析了燃煤的本构关系特点,整理得出:体积应力的对数和体积应变之间近似呈线性关系,偏应力的对数与偏应变之间也近似呈线性关系,此关系符合多孔介质弹性理论中所指出的材料的应力应变关系.基于多孔介质弹性本构模型,通过线性回归分析得到了散煤的体积模量和剪切模量的一般表达式.

    2019年11期 v.52;No.272 989-995页 [查看摘要][在线阅读][下载 1716K]
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电气工程

  • 球隙最短路径电场特征量与工频击穿电压预测

    王学宗;邱志斌;阮江军;金颀;卢威;邓永清;

    空气间隙的最短路径电场分布与其击穿电压具有较强的关联性,从中提取关键特征可以作为击穿电压预测模型的输入参量.为此,以球隙为研究对象,从球电极间最短路径上提取了38维特征量,利用支持向量机(support vector machine,SVM)建立了球隙工频击穿电压预测模型,并根据间隙的不均匀系数选取了24个训练样本对SVM模型进行训练,结合黄金分割法,对247个不同球径、不同间距的球隙测试样本击穿电压进行迭代预测.结果表明,对于5次样本选择得到的5组训练样本集,其对应SVM模型预测结果的平均绝对百分比误差为0.78%~1.09%,与IEEE标准中的试验值吻合良好,验证了最短路径电场特征集与SVM预测模型的有效性.该方法基于小样本机器学习实现了球隙击穿电压预测,可为空气绝缘预测研究提供参考.

    2019年11期 v.52;No.272 996-1002页 [查看摘要][在线阅读][下载 1525K]
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  • 垂直接地极温升模拟试验及仿真分析

    张延辉;蔡汉生;胡上茂;刘刚;贾磊;鲁海亮;

    通过模拟试验获得了直流输电系统垂直接地极在均匀土壤、双层土壤、包含焦炭的均匀土壤和包含焦炭的双层土壤4种情况下的温升规律,并建立有限元模型进行了仿真对比分析.结果表明:垂直接地极在均匀土壤中由于端部效应端部发热严重;在双层土壤中由于上层土壤电阻率高,导致电极顶端温升减小,底端温升进一步增大,试验结束时顶端和底端温差很大;在试验后期电极的温度迅速上升,结合接地极电压迅速上升的现象分析,认为是接地极附近的土壤因温度升高、水分逐渐蒸发、电阻率迅速增大所致;距离接地极12 cm处的土壤温升几乎为0,温升集中在接地极附近是因为土壤的导热系数比较小,在试验的有限时间里接地极产生的热量难以传递到较远位置;填充焦炭等效于增加接地极的半径,能显著降低垂直接地极的温升速率;增加土壤的导热系数能够降低接地极的温升速率和稳态温度,将土壤的导热系数从1 W/(m·℃)增加到10 W/(m·℃),2次试验的最大温升分别降低了25℃和32℃.因此对接地极进行填充焦炭处理和采用导热系数大的土壤是降低接地极温升的直接有效方法 .

    2019年11期 v.52;No.272 1003-1010页 [查看摘要][在线阅读][下载 3312K]
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  • 电压暂降下变频器运行特性研究

    唐钰政;李琼林;高健;彭政;王纯;崔雪;

    研究电压暂降下变频器的运行特性对掌握典型敏感设备的安全工作区具有重要意义.提出了一种研究电压暂降下,变频器带不同性质的负载时,能获得其运行特性的仿真模型,并搭建了变频器在不同原因引起电压暂降下的仿真模型,详细分析了单相短路、两相(接地)短路、三相短路、三相可控电压暂降等对其影响的规律,提取了电压暂降的幅值、深度等特征值.根据变频器的运行特性划定了其安全工作区,并给出了提高变频器对电压暂降耐受度的措施.

    2019年11期 v.52;No.272 1011-1019页 [查看摘要][在线阅读][下载 2746K]
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计算机技术及应用

  • 基于图像处理的封印Data Matrix码验证方法

    李波;曹敏;李仕林;杨明;林聪;姚鸿泰;王先培;

    在对电能计量装置上的Data Matrix码进行识别过程中,拍摄角度、光照等因素会给识别过程带来困难.针对这一问题,提出一种基于局部阈值与Otsu算法的Data Matrix码识别算法.该算法首先将彩色图像进行灰度化处理,并使用中值滤波算法滤除噪声,将局部阈值与Otsu算法相结合来实现对Data Matrix码图像的二值化处理;然后,利用腐蚀、膨胀等算法进一步滤除背景,采用Canny算法检测Data Matrix码边缘;最后,使用Hough变换提取L形区域,并进行旋转、插值等操作实现对二维码区域的识别.实验结果表明,本方法在复杂光照、复杂拍摄角度的条件下,可实现对Data Matrix码的完整提取与识别,对Data Matrix码在电能计量装置上的推广有重要意义.

    2019年11期 v.52;No.272 1020-1027页 [查看摘要][在线阅读][下载 3182K]
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  • 低功耗无线图像传感器网络多径路由时延问题研究

    谢银波;杨光义;胡明宇;陈小桥;

    利用无线传感器网络进行分段式图像传输,在链路易受干扰的环境中,大量的传输时间耗费在数据校验和重传的过程中,易造成云端路由节点能量的快速消耗,从而降低整个网络的服务期.为研究最优传输方法,建立了多径传输的低功耗无线图像传感器网络系统模型,基于排队论理论分析了延迟产生的原因,引入干扰因子,针对链路不可靠情况,以双径传输为重点,提出了基于双径路由的图传方法 .模拟对比表明,随着分组数据的增多,链路损失的加大,采用所述方法的网络系统较传统的单径传输有更低的延迟率,图像数据可更快速地在汇聚节点生成,同时,整个网络将会有更好的生命期.

    2019年11期 v.52;No.272 1028-1034页 [查看摘要][在线阅读][下载 1316K]
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