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隧道围岩松动破坏机制模型实验及稳定性系数分析 被引量:1
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作者 刘阳阳 苏永华 +4 位作者 方砚兵 杨忠武 罗彪 崔鹏陆 彭搏程 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第7期3134-3147,共14页
软岩破坏严重威胁隧道施工和运营安全,极易引发隧道大变形及失稳现象。为揭示隧道软弱围岩松动破坏机制,实现地下结构体系定量化分析与优化设计,以典型的深部静水压力隧道为工程依托开展室内模型试验,并基于围岩稳定性系数指标对地下结... 软岩破坏严重威胁隧道施工和运营安全,极易引发隧道大变形及失稳现象。为揭示隧道软弱围岩松动破坏机制,实现地下结构体系定量化分析与优化设计,以典型的深部静水压力隧道为工程依托开展室内模型试验,并基于围岩稳定性系数指标对地下结构体系稳定性能进行量化评估。首先,利用自主设计的可视化物理模型试验装置,完成深部马蹄形隧道开挖物理模型试验。通过引入粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)、红外热成像温度采集系统以及全场动静态应变采集系统,对物理模型进行全场实时监测,观察并分析洞室开挖过程中物理模型的位移场、温度场和应变场演化特征,探究洞周围岩渐进式破坏模式;然后基于围岩稳定性系数指标,揭示地下结构体系失稳的深层原因;在此基础上,结合软岩复合型变形力学机制,给出相应的围岩稳定性控制优化策略。结果表明,左拱肩处围岩由于受到挠曲变形而出现轻微撕裂,并进一步在拱顶区域发生剪切滑移现象,进而开始剥落并伴随块体弹射现象,岩层出现错动变形并逐步形成宏观裂纹,围岩逐渐进入松动破坏状态。支护系统安全储备充足,能够满足工程基本需求,而围岩结构稳定性系数与其下限值不匹配,导致洞周围岩结构首先经历初始失稳破坏,最终引发整个地下结构体系失稳。系统分析了深部隧道软弱围岩松动破坏机制及围岩稳定性系数,为地下结构体系定量化分析及优化设计提供了新视角。 展开更多
关键词 隧道围岩 松动破坏 模型试验 定量分析 收敛约束 稳定性系数
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平行双洞小净距隧道围岩稳定性分析与安全施工控制 被引量:2
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作者 谢颖斌 李永鑫 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第7期3160-3169,共10页
高速铁路分岔隧道因其线路设计的要求,通常具有较长的小净距段。这类隧道断面和净距随开挖进尺动态变化,工序复杂且施工扰动大,严重影响围岩稳定性。因此,需针对该类工程,研究变净距条件下围岩稳定性的发展规律,以采取对应的加固控制措... 高速铁路分岔隧道因其线路设计的要求,通常具有较长的小净距段。这类隧道断面和净距随开挖进尺动态变化,工序复杂且施工扰动大,严重影响围岩稳定性。因此,需针对该类工程,研究变净距条件下围岩稳定性的发展规律,以采取对应的加固控制措施,确保工程安全。以赣深高速铁路羊台山隧道为工程背景,运用理论分析与数值模拟方法,研究变净距条件下隧道的稳定性问题,并提出相应的施工控制措施。基于极限分析上限原理,构建双平行圆形隧道的围岩破坏机构模型。通过建立包含重力功率、支护应力功率和内能耗散功率的能量平衡方程,推导出描述围岩稳定状态的目标函数上限解析解,进而确定影响双洞支护应力的临界净距范围。同时,采用数值模拟评估新建隧道毛洞未支护工况下的围岩安全系数,划分小净距隧道近接施工的相互影响区域。参数分析表明,支护应力随埋深增大而显著增大,且在净距较小时,埋深对支护应力的影响更为明显;支护应力随开挖半径增大而减小,与净距呈近似线性增长关系。数值模拟结果显示,在0.1倍洞跨净距工况下,双洞间形成了明显的联合塌落拱;其他工况虽未出现显著联合塌落拱,但双洞之间仍存在显著相互影响。针对依托工程现场实际情况,提出了基于双洞叠加应力场形成的大拱松弛圈实施加固方案,其中注浆小导管和中空注浆锚杆的组合加固方案效果显著,能有效提升中夹岩体刚度,降低作用于支护结构的围岩荷载。本研究成果可为类似双洞隧道的安全施工提供参考。 展开更多
关键词 小净距隧道 相互影响 稳定性分析 衬砌承载安全 绿色施工
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卸荷损伤效应下开挖边坡稳定性极限平衡分析 被引量:2
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作者 邓东平 石柱 彭文耀 《工程地质学报》 北大核心 2025年第1期327-340,共14页
边坡开挖卸荷在一定程度上会引起坡体内岩土体强度产生损伤,进而影响到开挖边坡稳定性。当前,边坡工程开挖滑塌事故频有发生,而较少研究关注卸荷损伤效应下开挖边坡稳定性分析。在此,基于简单的线性模型,建立开挖卸荷效应下边坡滑面岩... 边坡开挖卸荷在一定程度上会引起坡体内岩土体强度产生损伤,进而影响到开挖边坡稳定性。当前,边坡工程开挖滑塌事故频有发生,而较少研究关注卸荷损伤效应下开挖边坡稳定性分析。在此,基于简单的线性模型,建立开挖卸荷效应下边坡滑面岩土体强度参数计算公式。进而,结合极限平衡推力法,引入迭代计算策略,实现边坡安全系数反馈与滑面强度参数更新之间的交互计算,达到卸荷损伤效应下开挖边坡稳定性分析的目的,为工程边坡开挖过程中安全状态评估提供科学依据。此后,经3种不同类型开挖边坡算例对比分析,验证了本文方法的可行性。研究表明,开挖卸荷损伤明显降低开挖后边坡稳定性,且边坡破坏形态可能会演变成近坡面的浅层失效。 展开更多
关键词 开挖边坡稳定性 卸荷损伤 滑面强度参数 极限平衡推力法 安全系数 滑动面
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直流微网系统小干扰稳定性分析及有源阻尼控制 被引量:4
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作者 刘欣 李佳燏 《电网技术》 北大核心 2025年第1期323-332,I0101-I0102,共12页
直流微电网包含众多变流器,结构复杂。为了简化直流微电网的稳定性分析,该文首先将系统分为各变流器和线路网络两个部分,结合变流器的端口阻抗和线路网络的节点导纳矩阵建立了直流微电网的开环传递函数矩阵,然后基于此开环传递函数矩阵... 直流微电网包含众多变流器,结构复杂。为了简化直流微电网的稳定性分析,该文首先将系统分为各变流器和线路网络两个部分,结合变流器的端口阻抗和线路网络的节点导纳矩阵建立了直流微电网的开环传递函数矩阵,然后基于此开环传递函数矩阵,使用特征值法分析了系统稳定性关于不同变流器的灵敏度,最后根据灵敏度对不稳定贡献最大的变流器进行附加有源阻尼以增强系统阻尼,提升系统稳定性。结合Matlab/Simulink仿真算例,验证了稳定性分析方法及控制策略的有效性。 展开更多
关键词 直流微电网 稳定性分析 灵敏度分析 有源阻尼方法 恒功率负荷
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含DG的交直流不平衡配电系统暂态电压稳定性分析 被引量:1
5
作者 徐艳春 王霖 +2 位作者 张涛 王凌云 MI Lu 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第1期33-41,共9页
分布式电源(DG)以及大量恒功率直流负荷接入交直流配电系统使得母线暂态电压表现出正负极耦合且多波动的特性,现有暂态电压稳定性评估方法准确率低且适用性较差。推导分析了双极交直流配电系统直流侧线路、负荷参数不平衡时影响系统母... 分布式电源(DG)以及大量恒功率直流负荷接入交直流配电系统使得母线暂态电压表现出正负极耦合且多波动的特性,现有暂态电压稳定性评估方法准确率低且适用性较差。推导分析了双极交直流配电系统直流侧线路、负荷参数不平衡时影响系统母线暂态电压稳定的因素。基于二元表判据思想,提出一种改进的自适应母线暂态电压稳定性评估指标。针对参数不平衡时含DG的双极交直流配电系统,引入稳定性保持因子,提出母线与系统的暂态电压稳定裕度计算方法。基于所提方法利用MATLAB/Simulink仿真平台在改进的IEEE 33节点与IEEE 69节点双极交直流配电系统中量化影响系统暂态电压稳定性的因素,并对比验证了所提指标的有效性和优越性。 展开更多
关键词 暂态电压稳定性 交直流系统 不平衡配电系统 直流故障分析
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前副车架对整车操纵稳定性的影响分析及优化 被引量:2
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作者 高晋 刘伟 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第7期38-49,共12页
车辆的操纵稳定性是整车性能的重要组成部分,在车辆悬架与副车架系统中常将副车架作为刚性连接进行研究,然而前副车架在实际的行驶过程中会发生弹性变形,文中对某车型的前副车架进行柔性化处理,建立刚柔耦合模型来研究整车的操纵稳定性... 车辆的操纵稳定性是整车性能的重要组成部分,在车辆悬架与副车架系统中常将副车架作为刚性连接进行研究,然而前副车架在实际的行驶过程中会发生弹性变形,文中对某车型的前副车架进行柔性化处理,建立刚柔耦合模型来研究整车的操纵稳定性具有重要意义。对整车进行横向动力学分析,推导了三自由度车辆运动学方程。通过车辆运动学仿真对比分析,研究了该前副车架柔性对悬架系统KC特性与整车瞬态操纵稳定性的影响。运用NSGA-Ⅱ算法对前副车架连接处的衬套刚度进行优化设计,改善了整车的瞬态操纵稳定性。优化结果表明:在0.5 Hz时,横摆角速度相对于方向盘转角增益降低了8%,车身侧倾角相对于侧向加速度增益降低了1.1%,侧向加速度相对于方向盘转角延迟时间减少了10.5%。 展开更多
关键词 前副车架 刚柔耦合 有限元分析 瞬态操纵稳定性 多目标优化
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含多直流微网的多电压等级直流配电系统稳定性分析方法 被引量:1
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作者 刘英培 杨博超 +1 位作者 石金鹏 朱宇琦 《可再生能源》 北大核心 2025年第5期663-672,共10页
多直流微网将成为接纳分布式能源和直流负荷的有效手段。文章提出了一种适用于含多直流微网的多电压等级直流配电系统的稳定性分析方法。首先,依据互联变换器的控制方式推导得各微网子系统的等效导纳,并利用各微网单独运行时的等效开环... 多直流微网将成为接纳分布式能源和直流负荷的有效手段。文章提出了一种适用于含多直流微网的多电压等级直流配电系统的稳定性分析方法。首先,依据互联变换器的控制方式推导得各微网子系统的等效导纳,并利用各微网单独运行时的等效开环增益判断其等效导纳是否存在右半平面极点;其次,将多电压等级直流配电系统简化为只包含中压母线的单电压等级直流系统,并利用等效阻抗比判断中压侧子系统的稳定性,当且仅当各微网的等效开环增益以及系统中压侧等效阻抗比均满足奈奎斯特判据时,系统可稳定运行;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建包含两个直流微网的多电压等级直流配电系统进行验证。仿真结果表明,所提稳定性分析方法可以对含多直流微网的多电压等级直流配电系统的稳定性进行准确判定。 展开更多
关键词 多直流微网 多电压等级直流配电系统 阻抗模型 稳定性分析
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火箭横向模态耦合型自激振动的稳定性分析与仿真模拟
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作者 商霖 张海瑞 +3 位作者 孙向春 宋志国 高峰 孙冬伟 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第3期73-80,共8页
为了深入研究火箭飞行试验中出现的自激振动现象,建立了一个基于弹性力与气动力耦合的两自由度线性系统,阐明了俯仰和偏航自由度之间由于位移反馈而引发自激振动的工作机理。通过对系统运动方程进行稳定性分析,得到平衡点失去渐进稳定... 为了深入研究火箭飞行试验中出现的自激振动现象,建立了一个基于弹性力与气动力耦合的两自由度线性系统,阐明了俯仰和偏航自由度之间由于位移反馈而引发自激振动的工作机理。通过对系统运动方程进行稳定性分析,得到平衡点失去渐进稳定特性并产生自激振动的判据。利用数值方法求解常微分方程组得到俯仰和偏航角位移时程曲线。仿真结果与试验数据对比表明,火箭飞行过程中出现的振动突然放大的现象是位移反馈导致的模态耦合型自激振动。此外,分析结果表明,自激振动发生前、后,通常会伴随有拍频振动或定频振动。 展开更多
关键词 模态耦合 位移反馈 稳定性分析 自激振动 拍频振动
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多变流器并网系统的SISO dq阻抗稳定性判据及闭环极点灵敏度分析 被引量:1
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作者 刘欣 吴柳颖 +2 位作者 贾焦心 王利桐 邓昊 《电工技术学报》 北大核心 2025年第11期3427-3445,共19页
随着新能源渗透率的不断提高,以同步发电机为主的传统电力系统正向以多样化电力电子装备为主的新型电力系统转变,多变流器并网系统的小干扰稳定性问题受到广泛关注。然而,状态空间法和传统阻抗法在分析多变流器系统稳定性时仍存在复杂... 随着新能源渗透率的不断提高,以同步发电机为主的传统电力系统正向以多样化电力电子装备为主的新型电力系统转变,多变流器并网系统的小干扰稳定性问题受到广泛关注。然而,状态空间法和传统阻抗法在分析多变流器系统稳定性时仍存在复杂度高及难以准确评估闭环极点关于各变流器灵敏度的问题。针对上述问题,该文首先提出一种用于分析多变流器并网系统小干扰稳定性的单输入单输出(SISO)dq阻抗判据,该判据可将多输入多输出系统(MIMO)转换为若干SISO系统以简化稳定性分析过程,相比于MIMO系统分析方法,其在避免求解高维矩阵特征值的同时降低了奈奎斯特曲线分析的复杂度,同时该方法还具有从物理角度揭示振荡失稳机理的优点。然后,基于所提出的稳定性判据公式,进一步提出一种用于求取闭环极点关于各变流器阻抗/导纳灵敏度的分析方法,该方法可有效评估系统中不同变流器对振荡模态的影响程度,有助于实现诱发系统振荡的主导变流器的辨识。最后,通过Matlab/Simulink仿真和硬件在环实验验证了所提方法的正确性。 展开更多
关键词 多变流器并网系统 SISO dq阻抗模型 小干扰稳定性 灵敏度分析
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考虑杆件初偏心的弦支柱壳结构稳定性分析
10
作者 姜正荣 刘小梁 +2 位作者 石开荣 苏昌旺 左志亮 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期22-29,共8页
目前对考虑杆件初偏心的空间结构稳定性分析相对较少,为揭示杆件初偏心对弦支柱壳结构稳定承载力的影响规律,该文提出了以端部刚性杆来引入杆件初偏心的模拟方法,给出了刚性杆与初偏心杆件弹性模量的比值关系,在此基础上,采用随机缺陷... 目前对考虑杆件初偏心的空间结构稳定性分析相对较少,为揭示杆件初偏心对弦支柱壳结构稳定承载力的影响规律,该文提出了以端部刚性杆来引入杆件初偏心的模拟方法,给出了刚性杆与初偏心杆件弹性模量的比值关系,在此基础上,采用随机缺陷模态法,依次对理想结构和整体缺陷结构引入杆件初偏心,并进行弹塑性全过程分析,考察杆件初偏心及两种缺陷的同时施加对弦支柱壳结构非线性屈曲性能的影响。结果表明:当刚性杆的弹性模量取初偏心杆件对应数值的100倍以上时,计算结果相差较小,由此取两者弹性模量的比值为100;对理想结构引入杆件初偏心时,弦支柱壳结构的稳定承载力系数降幅不大(最大降幅为8.27%),该结构对杆件初偏心并不十分敏感,兼顾计算工作量,工程实践中可不考虑杆件初偏心的不利影响;对整体缺陷结构引入杆件初偏心时,与理想结构相比,弦支柱壳结构的稳定承载力系数明显降低(降幅最大达27.64%),但其降幅略小于两种缺陷单独引入的降幅之和,整体缺陷和杆件初偏心的同时引入,对该结构的稳定承载力存在一定程度的耦合影响,且前者的影响较为显著。 展开更多
关键词 弦支柱壳结构 杆件初偏心 整体缺陷 稳定性分析
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全功率变速抽水蓄能机组的阻抗建模及并网稳定性分析
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作者 张琦 杜雄 +2 位作者 丁理杰 刘俊良 史华勃 《电工技术学报》 北大核心 2025年第13期4229-4240,共12页
全功率变速抽水蓄能机组通过电力电子装置接入电网,可为电网运行提供调峰、调频、电压频率支撑等服务,然而电力电子装置的多时间尺度控制呈现的复杂频域特性易与电网发生交互作用,引发振荡现象。该文首先以全功率变速抽水蓄能机组为研... 全功率变速抽水蓄能机组通过电力电子装置接入电网,可为电网运行提供调峰、调频、电压频率支撑等服务,然而电力电子装置的多时间尺度控制呈现的复杂频域特性易与电网发生交互作用,引发振荡现象。该文首先以全功率变速抽水蓄能机组为研究对象,建立了水电侧机组以及全功率变流器装置的阻抗模型,进一步推导了计及频率耦合效应的全功率变速抽水蓄能机组的等效阻抗模型;然后基于阻抗判据,分析了全功率变速抽水蓄能机组接入不同电网阻抗下的稳定性,研究了水轮机和调速器的关键参数,以及全功率变流器控制环中锁相环、直流电压环及电流环参数对机组阻抗特性和系统稳定性的影响规律;最后基于Matlab搭建了其系统电磁暂态模型,验证了所建全功率变速抽水蓄能机组阻抗模型的准确性和稳定性分析结果的有效性。 展开更多
关键词 全功率变速抽水蓄能 阻抗建模 频率耦合 稳定性分析
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复杂模型下电力系统暂态稳定性量化分析的算例筛选
12
作者 彭慧敏 薛禹胜 +2 位作者 刘庆龙 黄天罡 薛峰 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第10期145-153,共9页
为在保证大规模可再生能源接入及混合输电等复杂因素下电力系统暂态稳定性量化分析强壮性的前提下,提高算例筛选算法的加速比,利用人工智能技术将已在简单模型下满足工程应用要求的准定量的分类法与在复杂模型下精确的定量分析法相集成... 为在保证大规模可再生能源接入及混合输电等复杂因素下电力系统暂态稳定性量化分析强壮性的前提下,提高算例筛选算法的加速比,利用人工智能技术将已在简单模型下满足工程应用要求的准定量的分类法与在复杂模型下精确的定量分析法相集成。首先,在多步泰勒展开所得轨迹中提取能表征复杂因素影响敏感性及多摆稳定可信度的机理特征指标,预判复杂模型的影响程度并自适应调整分类阈值。然后,通过在数值积分和多步泰勒展开之间的自适应切换,近似计及复杂模型的影响,并引入自适应的变步长来减少计算量,实现双层的分类筛选。在4个工程系统中的近2万个算例中考核了该算法框架的有效性和强壮性。 展开更多
关键词 复杂模型 暂态稳定性 人工智能 算例筛选 敏感性分析 多步泰勒展开 自适应变步长
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深部破裂围岩-锚杆支护时效特性及巷道长时稳定性分析
13
作者 李娟娟 孟庆彬 +2 位作者 安刚健 戚振豪 宋子鸣 《中国矿业》 北大核心 2025年第9期244-256,共13页
深部巷道围岩在破裂时往往表现出明显的碎胀蠕变特征,锚网喷支护难以有效控制,导致围岩持续大变形或巷道大面积破坏,严重影响矿井的安全高效生产。深部巷道破裂围岩碎胀蠕变控制已是制约深地矿产资源安全开发的突出技术难题,为探究深部... 深部巷道围岩在破裂时往往表现出明显的碎胀蠕变特征,锚网喷支护难以有效控制,导致围岩持续大变形或巷道大面积破坏,严重影响矿井的安全高效生产。深部巷道破裂围岩碎胀蠕变控制已是制约深地矿产资源安全开发的突出技术难题,为探究深部破裂围岩锚固体的蠕变机理与锚杆的长效作用机制,基于经典的Burgers蠕变模型,通过破裂度变量引入非线性黏壶元件,表征深部破裂围岩的非线性蠕变阶段,将弹性元件表征的锚杆与其并联,构建了深部破裂围岩锚固体的非线性蠕变本构模型,选取立方体试样在最后一级应力作用下的应变-时间曲线对深部破裂围岩立方体试样蠕变本构模型进行参数辨识;采用FLAC3D开展了深部破裂围岩巷道长时稳定性模拟分析,得到了深部破裂围岩变形-支护时效特性曲线,分析了不同锚杆长度和锚杆排距情况下巷道围岩与锚杆的时效相互作用,有效证明了深部巷道围岩变形具有明显的时效性,且锚杆、锚索等支护手段可以有效限制围岩的蠕变变形,同时揭示了埋深(应力水平)和侧压力系数(应力状态)对深部破裂围岩巷道变形和锚杆长时受力的影响规律,确定了锚杆在深部巷道的适用工况,表明锚杆支护具有自身的适应性。研究成果可为解决深部破裂围岩巷道长期稳控难题提供理论依据,对深地资源安全开发具有重要的理论指导与工程应用价值。 展开更多
关键词 深部破裂围岩 蠕变本构模型 锚杆支护特征 长时稳定性 数值模拟分析
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MMC交-直流混合导纳建模及交直流耦合作用下的并网系统稳定性分析
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作者 张海涛 沙子豪 +4 位作者 吴为 韩吉治 张儒锡 王秀丽 王锡凡 《电网技术》 北大核心 2025年第8期3405-3415,I0115,共12页
随着新能源发电系统的大量接入,柔性直流输电系统发展迅速,但宽频振荡问题对系统产生了严重威胁。模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)作为柔性直流输电系统中的关键设备,其导纳模型是系统稳定性分析的基础。聚焦于... 随着新能源发电系统的大量接入,柔性直流输电系统发展迅速,但宽频振荡问题对系统产生了严重威胁。模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)作为柔性直流输电系统中的关键设备,其导纳模型是系统稳定性分析的基础。聚焦于交直流系统耦合作用下MMC并网系统的宽频振荡问题,该文以模块化多电平换流器交、直流端口导纳建模为突破口,基于谐波状态空间法,提出并建立了交-直流混合导纳模型,实现对交、直流端口自导纳特性与交直流端口间耦合特性的精准刻画;其次,结合交-直流混合导纳模型与矩阵舒尔变换,提出了适用于MMC并网系统的宽频振荡评估与分析方法,显式表征了交流系统侧、直流系统侧以及交直流系统间耦合作用对系统稳定性的影响,实现了对导致系统失稳不同原因的有效辨识,揭示了一种新型的交直流系统间耦合作用引发的并网系统宽频带振荡的机理。最后,通过MATLAB/Simulink仿真结果的对比,验证了交-直流混合导纳模型的准确性、其用于稳定性分析的优越性及所提系统稳定性分析方法的有效性。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器(MMC) 交-直流混合导纳模型 舒尔变换 谐波状态空间法 稳定性分析
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焦坪矿区巷道稳定性聚类分析及工程应用
15
作者 于远祥 刘路远 +2 位作者 贺恒炜 霍小泉 岳东 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第5期2034-2048,共15页
针对目前煤矿巷道围岩支护方案及其参数设计的盲目性,为提高巷道围岩支护效果,满足矿井安全高效生产要求,以焦坪矿区为工程背景,选取顶板强度、煤帮强度、底板强度、基本顶来压当量、回采扰动、巷道埋深、护巷煤柱宽度、跨高比、顶高比... 针对目前煤矿巷道围岩支护方案及其参数设计的盲目性,为提高巷道围岩支护效果,满足矿井安全高效生产要求,以焦坪矿区为工程背景,选取顶板强度、煤帮强度、底板强度、基本顶来压当量、回采扰动、巷道埋深、护巷煤柱宽度、跨高比、顶高比以及最大水平主应力作为巷道稳定性主控指标,选取16条典型巷道及硐室作为样本,基于层次分析法确定了10个分类指标的权重。在此基础上,对样本巷道稳定性进行了聚类分析,依据F-统计量法选取最优分类数,将样本巷道划分为非常稳定、稳定、基本稳定、不稳定和极不稳定5大类,进而构建了焦坪矿区巷道稳定性的聚类中心。最后,基于上述理论对玉华矿2407回风顺槽围岩稳定性进行了预测,并提出了针对性支护对策及其参数。结果表明,2407回风顺槽稳定性分类结果符合现场工程实际,围岩变形控制效果良好,为工作面安全高效生产提供了有力保障。 展开更多
关键词 煤矿巷道 聚类分析 稳定性分类 支护对策 工程应用
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基于PSO-Kriging模型的尾矿库三维稳定性分析
16
作者 黄德镛 黄日胜 +2 位作者 史凯东 吕世玮 陈治宇 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第3期474-483,共10页
尾矿库是矿业活动中不可或缺的组成部分,同时也带来了显著的环境和安全风险。在尾矿累积过程中,物理沉淀、水动力作用和化学反应等多重因素导致尾矿的物理特性呈现出明显的空间差异性和分布不均匀性。现有的研究方法大多忽略了尾矿材料... 尾矿库是矿业活动中不可或缺的组成部分,同时也带来了显著的环境和安全风险。在尾矿累积过程中,物理沉淀、水动力作用和化学反应等多重因素导致尾矿的物理特性呈现出明显的空间差异性和分布不均匀性。现有的研究方法大多忽略了尾矿材料的不均一性和复杂性。而研究这些特性需进行大量的物理试验,虽然这些试验可以重复,但存在着系统误差且成本高昂,因此可以构建一个近似模型进行机械学习预测。以Kriging理论为基础,通过对多种寻优算法进行适应度对比以选出最佳的寻优算法,构建出高效的改进Kriging模型,为了验证PSO-Kriging模型的性能,采用估值分析与误差分析的方式对本模型插值效果进行综合评价,结果显示新模型提高了预测精度和变化趋势。在此基础上得到一组符合尾矿库实际情况的插值点特征力学参数。从空间变异性出发对尾矿库稳定性进行分析。基于一般沉积性数值模型,将插值点坐标与数值模型中网格模型中坐标相对应,通过Fish函数,将插值点力学参数即天然重度、黏聚力与内摩擦角的数据导入网格模型中。替换原网格点的力学参数,构建出考虑空间变异性的尾矿库三维数值模型,并对该模型进行分析,结果表明由于空间差异信息增加,计算结果更能反映实际状况。 展开更多
关键词 尾矿库 稳定性分析 KRIGING插值 PSO优化算法 三维数值模拟
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评论:耦合确定性与随机结构面的岩质边坡概率稳定性分析方法
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作者 朱鸿鹄 《地质科技通报》 北大核心 2025年第2期1-1,共1页
工程地质界面在地质灾害的孕育、发展和发生过程中发挥着至关重要的控制性作用[1]。以岩质边坡为例,其失稳常由结构面控制,而结构面可分为确定性与随机两类。确定性结构面(如:断层、软弱夹层等)可通过勘测明确其空间分布,而随机结构面(... 工程地质界面在地质灾害的孕育、发展和发生过程中发挥着至关重要的控制性作用[1]。以岩质边坡为例,其失稳常由结构面控制,而结构面可分为确定性与随机两类。确定性结构面(如:断层、软弱夹层等)可通过勘测明确其空间分布,而随机结构面(如:节理、层面等)因数量多。 展开更多
关键词 概率稳定性分析 岩质边坡 定性结构面
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渗流-应力耦合作用下尾矿库回采的稳定性分析研究
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作者 邓红卫 唐光东 +1 位作者 刘尧 徐敬博 《黄金科学技术》 北大核心 2025年第4期804-814,共11页
尾矿库虽然是矿山重大危险源与潜在环境污染源,但具有巨大开发潜力。推进尾矿资源安全回采及二次利用不仅能够解决尾矿库的安全与环境问题,而且对矿山可持续发展具有重大意义。基于渗流—应力耦合理论,运用COMSOL多物理场仿真软件建立... 尾矿库虽然是矿山重大危险源与潜在环境污染源,但具有巨大开发潜力。推进尾矿资源安全回采及二次利用不仅能够解决尾矿库的安全与环境问题,而且对矿山可持续发展具有重大意义。基于渗流—应力耦合理论,运用COMSOL多物理场仿真软件建立尾矿库坝体二维模型。通过理论分析与数值模拟相结合的方法,系统研究了尾矿库回采过程中坝体的渗流规律、应力变化、变形特征及稳定性演化规律。结果表明:在渗流—应力耦合作用下,随着尾矿库回采的推进,尾矿库的干滩长度减小,饱和区域逐渐扩大,孔隙水压力、von Mises应力和最大剪应力均逐渐增大,导致尾矿坝的整体位移和等效塑性应变逐渐增加,安全系数逐步减小,尾矿库的稳定性呈下降趋势。尽管如此,尾矿库回采过程中的安全系数仍符合相关规范要求,在安全生产管理条件下,坝体能够安全稳定运行。该研究成果为尾矿库的安全回采提供了重要理论依据和工程技术参考。 展开更多
关键词 尾矿资源 尾矿库回采 渗流—应力耦合 尾矿坝 稳定性分析 数值模拟
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岩体边坡地震稳定性动安全系数分析方法 被引量:54
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作者 吴兆营 薄景山 +3 位作者 刘红帅 丁仁杰 齐文浩 刘德东 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2004年第3期237-241,共5页
在分析几位学者研究成果的基础上,提出一种适合于岩体边坡动安全系数非线性分析的方法,其主要步骤如下:1)确定介质非线性本构模型的参数;2)考虑边坡的外部及自身载荷,进行边坡静力有限元非线性分析,确定滑坡带单元的初始应力;3)在静力... 在分析几位学者研究成果的基础上,提出一种适合于岩体边坡动安全系数非线性分析的方法,其主要步骤如下:1)确定介质非线性本构模型的参数;2)考虑边坡的外部及自身载荷,进行边坡静力有限元非线性分析,确定滑坡带单元的初始应力;3)在静力分析的基础上,进行边坡动力有限元非线性分析,确定滑坡带单元的动应力时程;4)根据滑坡带单元的初始静应力和动应力时程,计算每一时刻的边坡动安全系数,从而得到边坡的动安全系数时程;5)根据评价标准,进行边坡地震稳定性评价。 根据上述步骤,结合三峡重庆库区某典型滑坡进行了动安全系数分析,结果表明了该方法可行性。本文只是提出一种初步的边坡稳定性评价标准,由于这方面的震害资料尚少,对其可行性的研究还有待于进一步深入。 展开更多
关键词 岩体边坡 边坡地震稳定性分析 安全系数
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考虑过渡层多层空间变异性的边坡降雨入渗模型及稳定性分析应用 被引量:3
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作者 蒋水华 元志镕 +2 位作者 刘贤 黄劲松 周创兵 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第2期255-264,共10页
建立合理的降雨入渗模型是揭示降雨诱发边坡失稳机制及灾害防控的重要前提。传统的Green-Ampt模型未考虑土壤分层及雨水入渗形成的过渡层分布,导致计算的入渗率存在较大偏差,难以适用于空间变异性边坡。提出土层入渗率的分层求解方法,... 建立合理的降雨入渗模型是揭示降雨诱发边坡失稳机制及灾害防控的重要前提。传统的Green-Ampt模型未考虑土壤分层及雨水入渗形成的过渡层分布,导致计算的入渗率存在较大偏差,难以适用于空间变异性边坡。提出土层入渗率的分层求解方法,可由不同土层间入渗率大小关系确定过渡层厚度,据此提出考虑土体饱和渗透系数空间变异性边坡降雨入渗分析的改进Green-Ampt模型。进而应用改进模型进行降雨入渗下均质和非均质无限长边坡渗流及稳定性分析,并与传统Green-Ampt模型计算结果和Richards方程数值解加以对比。分析结果表明:相比于传统的Green-Ampt模型,利用改进模型计算的边坡体积含水量分布和稳定性系数与Richards方程数值解更为吻合,可以更好地为非均质边坡降雨入渗分析及降雨型滑坡灾害防控提供理论依据。此外,发现过渡层厚度与土体饱和渗透系数、过渡层顶部入渗率和体积含水量之间存在依赖关系,而与雨水入渗的总深度无直接关系。 展开更多
关键词 边坡稳定性分析 空间变异性 降雨入渗 改进Green-Ampt模型 过渡层
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