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题名基于改进的PSO-BP神经网络的边坡稳定性研究
被引量：17
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作者
胡少伟
李原昊
单常喜
薛翔
杨辉琴
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机构
重庆大学土木工程学院
新疆水利水电规划设计管理局
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出处
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2023年第4期854-861,共8页
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基金
重庆市技术创新与应用发展专项重点项目(cstc2019jscx-gksbX0013)
重庆市自然科学基金创新群体科学基金项目(cstc2020jcyj-cxttX0003)
国家自然科学基金重点项目(51739008)资助。
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文摘
边坡稳定性研究对于重大地质灾害防治极其重要,但由于影响边坡稳定性的因素具有非线性、多样性以及模糊性等特征,边坡稳定性分析一直是地质灾害防治领域的热难点问题。已有研究表明神经网络预测模型可有效应用边坡稳定性分析,但同时存在预测精度低、鲁棒性差、收敛速度慢等缺点。为改善上述问题,在粒子群算法优化的BP神经网络(简称PSO-BP神经网络)算法基础上提出一种改进的边坡稳定性预测模型。该模型以容重、内聚力、内摩擦角、边坡角、高度、孔隙压力比作为输入参数,以安全系数作为输出参数。通过借鉴遗传算法中的变异思想来提升模型全局寻优的能力,利用能量函数负梯度下降原理提高模型的收敛速度。将所收集到百余条边坡数据进行数据清洗,最终得到80条高质量边坡数据,随机选取其中的50条边坡数据作为模型的试验数据。最后采用十折交叉验证的方法对模型的准确性进行验证,并在多维度与其余边坡稳定性神经网络预测模型进行对比分析。结果表明:①该模型相比于其余模型收敛速度、准确率、鲁棒性均有明显提高;②将K折交叉验证应用在小样本数据下的边坡稳定性神经网络预测模型,可有效避免结果的偶然性。③该模型的预测误差仅为4.31%,满足工程精度需求,可在实际工程中为边坡稳定性分析与灾害防治提供参考。
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关键词
边坡稳定性
BP神经网络
粒子群算法
K-折交叉验证
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Keywords
slope stability
back propagation neural network
particle swarm optimization
disaster prevention
K-fold cross validation
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分类号
TP183
[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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题名基于组合权重的模糊物元模型在输水管材选型中的应用
被引量：3
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作者
郭明杰
胡少伟
单常喜
薛翔
李江
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机构
重庆大学土木工程学院
新疆水利水电规划设计管理局
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出处
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2022年第7期137-143,共7页
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基金
重庆市技术创新与应用发展专项重点项目(cstc2019jscx-gksbX0013)
国家自然科学基金重点项目(51739008)
重庆市自然科学基金创新群体项目(cstc2020jcyj-cxttX0003)。
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文摘
在输调水工程中,管材选型问题具有模糊不相容和多目标性的特点,是工程技术人员面临的技术难题。建立了一种基于变异系数和层次分析法的模糊物元评价方法,分析了影响管材选择的各种指标,构建了管材类型选择的综合评价指标体系;引入了变异系数法修正层次分析法确定指标权重时的主观性,从而确定了评价指标的组合权重,建立了模糊物元评价模型,并利用欧式贴近度结合价值工程原理判断最优管型。在研究过程中,以新疆某引水管线工程的管材选型为例进行评价模型的工程应用,经计算可得最适宜该工程的管材类型为玻璃纤维增强塑料夹砂管(FRPM)。结果表明,利用本模型进行管材选型,可以根据实地工程条件以及管材技术特性,考虑技术、经济、施工、安全等多方面影响因素,选择出适宜本工程条件的最优管型。
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关键词
输水管道
管材选型
模糊物元
组合权重
变异系数
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Keywords
water delivery pipeline
pipe selection
fuzzy matter-element
combination weight
coefficient of variation
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分类号
TV67
[水利工程—水利水电工程]
TV68
[水利工程—水利水电工程]
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题名轴向中空壁管抗冲击性能试验研究与数值分析
被引量：2
- 3
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作者
牟钊
胡少伟
单常喜
李原昊
潘福渠
孙海勇
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机构
重庆大学土木工程学院
山东东信管道科技研究院有限公司
山东省产品质量检验研究院
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出处
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2023年第2期240-249,共10页
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基金
重庆市自然科学基金创新群体科学基金项目(cstc2020jcyj‐cxttX0003)
国家自然科学基金重点项目(52130901)
+1 种基金
国家自然科学基金重点项目(51739008)
重庆市技术创新与应用发展专项重点项目(cstc2019jscx‐gksbX0013)资助。
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文摘
轴向中空壁管作为一种新型结构壁管,几何构型简单、空间利用率高、且能量耗散性好,近年来在市政工程中得到广泛应用。为研究轴向中空壁管在低速冲击作用下的力学响应和耗能特性,设计了20个试验工况,以落锤冲击试验模拟施工过程中受到的落石冲击和机械撞击作用,基于量纲分析法提出冲击力峰值的计算方法,通过有限元软件ABAQUS对试验结果进行验证,并根据有限元计算结果分析管道在低速冲击作用下的变形特性和损伤机理。研究表明:数值分析结果与试验结果吻合较好,冲击力时程曲线趋势基本一致,冲击力峰值误差在5%以内。轴向中空壁管具有良好的抗冲击性能,其双壁中空结构具有较好的能量耗散性,落锤与管道接触瞬间会产生较大的冲击力,12.9 kg的落锤从2 m处自由下落冲击管道可产生15.28 kN的冲击力。对比20个试验工况的冲击力峰值试验值与计算值,误差均较小,最大误差为5.8%,即冲击力峰值计算方法准确性较高。随着落锤高度和质量的增加,冲击力峰值增大,损伤区域和凹痕深度也随之增大,最大塑性应变由外壁内侧转移到外壁与加劲肋的连接处,呈现出外壁损伤和加劲肋损伤两种损伤模式。提出的冲击力峰值计算方法和管道塑性损伤规律可以为施工过程中轴向中空壁管在落石冲击和机械撞击作用下的安全评价提供理论依据。
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关键词
轴向中空壁管
落石冲击
冲击力
有限元
管道损伤
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Keywords
axial hollow-wall pipe
rockfall impact
impact force
finite element method
damage of pipe
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分类号
TU992
[建筑科学—市政工程]
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