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相关性阻滞作用对局域化迭代集合平滑估计渗透系数的影响
1
作者 夏传安 高欣宇 +1 位作者 王浩 简文彬 《工程地质学报》 北大核心 2025年第2期733-743,共11页
基于相关性的局域化集合数据同化方法适用于观测信息与反演参数之间不存在物理距离时的情形,但参数的反演精度受阻滞作用影响。为了厘清相关性阻滞作用对局域化迭代集合平滑估计渗透系数的影响,本文采用不同的集合大小N,相关系数(包括Pe... 基于相关性的局域化集合数据同化方法适用于观测信息与反演参数之间不存在物理距离时的情形,但参数的反演精度受阻滞作用影响。为了厘清相关性阻滞作用对局域化迭代集合平滑估计渗透系数的影响,本文采用不同的集合大小N,相关系数(包括Pearson,Kendall和Spearman)、和阻滞函数(包括12种函数)构建局域化迭代平滑方法用于估计二维孔隙承压含水层的渗透系数场。研究结果显示:(1)使用Pearson相关系数得到的渗透系数反演精度最高,其次为Spearman;(2)当考虑椭圆方程分别与Gaspari-Cohn,双曲正切函数和指数函数组合的复合函数作为阻滞函数时,局域化效果总体优于其他组合的阻滞函数。本文提出的相关性局域化迭代集合平滑方法框架和研究结果可为水文地质参数估计的研究与应用提供重要的参考。 展开更多
关键词 相关性局域化 迭代集合平滑 相关系数 阻滞函数
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基于相关性局域化迭代集合平滑反演渗透系数场 被引量：3
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作者 夏传安 王浩 简文彬 《水文地质工程地质》 CSCD 北大核心 2024年第1期12-21,共10页
在地下水流和溶质运移问题中,有较多研究基于物理距离局域化集合同化方法反演水文地质参数。当反演参数与观测信息之间不存在物理距离时,这种方法不适用。为了克服这个局限,通过渗透系数与水头信息之间的相关性计算局域化方法的阻滞因子... 在地下水流和溶质运移问题中,有较多研究基于物理距离局域化集合同化方法反演水文地质参数。当反演参数与观测信息之间不存在物理距离时,这种方法不适用。为了克服这个局限,通过渗透系数与水头信息之间的相关性计算局域化方法的阻滞因子,构建基于相关性的局域化迭代集合平滑方法。为了方便比较,将该方法和一种基于物理距离的局域化迭代集合平滑一同用于同化水头信息反演二维孔隙承压含水层的渗透系数场。算例中考虑了不同集合大小、观测误差及观测数量等因子的组合,便于分析其对渗透系数反演精度的影响。研究结果显示:(1)在所有算例中新方法得到的渗透系数均方根误差范围为[0.8307,0.9590],都小于基于物理距离方法的均方根误差,范围为[0.8394,1.0000];(2)基于物理距离方法得到的渗透系数场空间上存在不连续性,而新方法的结果不存在此现象。文章提出了一种新的基于相关性局域化迭代平滑方法,该方法不需要依赖参数与观测信息之间的物理距离且参数反演精度高于基于物理距离的方法,可作为参数反演的科学工具。 展开更多
关键词 数据同化 相关性局域化 迭代集合平滑 物理距离局域化 渗透系数场
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考虑土塞效应的大直径钢管桩竖向承载力计算方法
3
作者 陈志波 陈峰 +4 位作者 翁洋 曹光伟 曾旭明 潘生贵 杨辉 《岩土力学》 北大核心 2025年第7期2224-2236,共13页
大直径钢管桩的竖向承载力计算是桩基设计的关键环节。现有桩基竖向承载力计算方法大多基于封闭桩或小直径管桩的试验结果,在大直径钢管桩的应用上存在一定局限性。在现有基于静力触探试验的桩基承载力计算方法之上,综合考虑泊松效应、... 大直径钢管桩的竖向承载力计算是桩基设计的关键环节。现有桩基竖向承载力计算方法大多基于封闭桩或小直径管桩的试验结果,在大直径钢管桩的应用上存在一定局限性。在现有基于静力触探试验的桩基承载力计算方法之上,综合考虑泊松效应、土塞效应以及侧阻退化,推导出了桩侧摩阻力的表达式。同时,将桩端阻力分解成桩端管壁阻力和土塞阻力,建立了锥尖阻力与桩端管壁阻力和土塞阻力的比例关系。采用修正方法对实际近海工程中的大直径钢管桩进行了竖向承载力计算,并与现有6种常用计算方法进行了对比。结果表明:所提出的修正方法能够较为准确地预测大直径钢管桩的竖向承载力,尤其在桩侧摩阻力的预测精度上具有显著优势。此外,通过桩径、桩长、土塞率以及锥尖阻力等关键参数的敏感性分析表明,无黏性土与黏性土中大直径管桩的竖向承载力计算均需要考虑土塞效应的影响。研究成果可为大直径钢管桩的竖向承载力计算提供理论指导。 展开更多
关键词 大直径钢管桩 静力触探试验(CPT) 竖向承载力计算方法 土塞效应
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风驱雨作用下植被斜坡稳定性响应研究 被引量：3
4
作者 林滨强 章德生 +3 位作者 简文彬 豆红强 王浩 樊秀峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2765-2774,共10页
闽东南高植被覆盖区台风暴雨型滑坡频发,探索在植被、降雨、强风作用下的滑坡失稳演化及其规律对揭示高植被覆盖区台风暴雨型滑坡的成灾机制、监测预警具有重要的理论及实际意义。以福建省永泰县洋斜滑坡为研究对象,对斜坡上的毛竹进行... 闽东南高植被覆盖区台风暴雨型滑坡频发,探索在植被、降雨、强风作用下的滑坡失稳演化及其规律对揭示高植被覆盖区台风暴雨型滑坡的成灾机制、监测预警具有重要的理论及实际意义。以福建省永泰县洋斜滑坡为研究对象,对斜坡上的毛竹进行拉拔试验以及对根土区进行单环入渗试验,结合Green-Ampt模型和无限边坡模型,研究在台风暴雨作用下植被土坡的稳定性响应规律及其稳定性分析方法。结果表明:(1)毛竹抵御的极限风速主要在18~30 m/s的范围之内,对应8~11级风力范围。(2)毛竹迎风区土体入渗能力随着风速的增长而增长,0~12 m/s内入渗能力基本不变,12 m/s以上入渗能力迅速增长。(3)根土区湿润锋的迁移速度随着风速和降雨强度的增大而加快,台风通过植被扰动土体形成优势渗流,对入渗的影响主要在于加快了湿润锋的迁移速度。风−雨−植被协同作用下,风速是影响土体入渗能力的重要因素。(4)台风暴雨作用下风荷载通过植被加快根区土降雨入渗,从而增大湿润锋迁移速度,是台风暴雨型滑坡孕灾、成灾的重要环节。 展开更多
关键词 降雨 边坡稳定性 风荷载 湿润锋 滑坡
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耦合变密度地下水流降阶模型与高斯过程的蒙特卡罗模拟
5
作者 夏传安 樊秀峰 +1 位作者 王浩 简文彬 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-13,共13页
变密度地下水流系统受水力梯度和密度梯度共同驱动,非线性强,数值模型计算量大,尤其在开展不确定性分析时需要的计算成本很高。常规的数据驱动机器学习方法只能对点监测信息进行模拟分析,不能模拟整个地下水流系统。本研究发展了变密度... 变密度地下水流系统受水力梯度和密度梯度共同驱动,非线性强,数值模型计算量大,尤其在开展不确定性分析时需要的计算成本很高。常规的数据驱动机器学习方法只能对点监测信息进行模拟分析,不能模拟整个地下水流系统。本研究发展了变密度地下水流降阶模型,利用高斯过程模型对降阶模型的数值误差进行修正组成耦合模型。耦合模型既能克服高斯过程只能模拟有限监测点信息的缺陷,又能提高降阶模型对监测点信息的模拟精度。考虑二维剖面变密度地下水流案例,将渗透系数场设定为空间随机变量,采用基于全阶模型(FSMC)、降阶模型(ROMC)和耦合模型(GP-ROMC)3种蒙特卡罗模拟方法进行不确定分析。研究结果表明:(1)ROMC能替代FSMC开展不确定性分析;(2)水头和盐度的平均相对二范误差与降阶模型维度的关系可用指数函数描述(决定性系数R2≥0.99);(3)GP-ROMC对监测点信息的模拟精度比ROMC高,GP-ROMC可有效修正降阶模型误差提高蒙特卡罗模拟的精度。研究成果可为地下水建模、不确定性分析、风险评估及参数反演等工作提供重要技术支撑。 展开更多
关键词 地下水 变密度地下水流 降阶模型 高斯过程 蒙特卡罗模拟
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多支盘锚杆的原型试验与荷载传递特征分析 被引量：2
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作者 黄炜 简文彬 +2 位作者 杨坚 豆红强 罗金妹 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期520-530,共11页
多支盘锚杆是新近研发的新型锚固结构,与普通锚杆相比具有优良的工程特性。在多支盘锚杆室内模型试验研究的基础上,通过极限平衡理论推导出多支盘锚杆极限承载力理论计算公式,计算模型结果与室内实测数据基本一致,验证了计算公式的有效... 多支盘锚杆是新近研发的新型锚固结构,与普通锚杆相比具有优良的工程特性。在多支盘锚杆室内模型试验研究的基础上,通过极限平衡理论推导出多支盘锚杆极限承载力理论计算公式,计算模型结果与室内实测数据基本一致,验证了计算公式的有效性。为了进一步掌握多支盘锚杆的荷载传递特性,开展了现场边坡锚固原型试验,利用现场多支盘锚杆拉拔测试所得数据研究了多支盘锚杆的支盘直径、支盘间距和支盘个数对多支盘锚杆极限承载力和变形控制能力的影响。试验结果表明:在粉质黏土中,当支盘间距大于等于4倍支盘直径时,可认为各支盘能独立工作,充分发挥多支盘锚杆的承载力;在相同条件下,与普通锚杆相比,随着多支盘锚杆的支盘直径从300 mm增大到500 mm以及支盘个数从1个增加到3个,多支盘锚杆的抗拔承载力提高非常明显,其变形控制能力也大幅度增强;多支盘锚杆的轴力传递曲线在支盘位置发生突变,呈陡降型,充分体现支盘在抗拔方面的贡献作用。该研究成果为多支盘锚杆的工程应用奠定了良好的理论基础。 展开更多
关键词 多支盘锚杆 极限承载力 拉拔试验 荷载传递 原型试验
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基于孔压静力触探的修正土类指数土体分类方法与实例应用 被引量：12
7
作者 邓煜晨 陈志波 +1 位作者 郑有强 潘生贵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期227-234,共8页
孔压静力触探(piezocone penetration test,简称CPTU)常被应用于土层划分、土体分类,其各种土体分类方法有一定的适用性和局限性。引用两组实际工程案例,对5种常用的基于CPTU的土体分类图进行了分析比较。分析表明,已有分类图虽然能够... 孔压静力触探(piezocone penetration test,简称CPTU)常被应用于土层划分、土体分类,其各种土体分类方法有一定的适用性和局限性。引用两组实际工程案例,对5种常用的基于CPTU的土体分类图进行了分析比较。分析表明,已有分类图虽然能够区分黏性土和无黏性土,但对于粉质黏土、粉土和粉砂之间的判别均存在较大误差,且多数分类图采用过渡带分类,导致分类结果的准确性偏低。基于Robertson土类指数分类图,根据实际CPTU测试数据分类结果,对土类指数I_(c)进行了修正,将其同心圆模型修正为平行线模型,由此提出一种基于CPTU的修正土类指数土体分类方法。根据对实测数据的应用表明,提出的修正土类指数土体分类方法可以更好地满足土体分类,且能够满足粉质黏土、粉土和粉砂之间的判别。 展开更多
关键词 孔压静力触探(CPTU) 土体分类 修正土类指数 土类指数分类图
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蓄水位对山美土石坝地震动力响应的影响分析 被引量：2
8
作者 陈锦祎 陈志波 +1 位作者 谢永宁 陈前 《中国农村水利水电》 北大核心 2022年第2期155-162,共8页
地震作用下土石坝的动力响应及其破坏模式一直是岩土工程界研究热点。采用FLAC有限差分软件分析山美土石坝在地震作用下产生的震后残余变形、加速度响应以及剪应变等情况,得到山美土石坝的普遍性动力响应规律。通过改变上游蓄水位高度,... 地震作用下土石坝的动力响应及其破坏模式一直是岩土工程界研究热点。采用FLAC有限差分软件分析山美土石坝在地震作用下产生的震后残余变形、加速度响应以及剪应变等情况,得到山美土石坝的普遍性动力响应规律。通过改变上游蓄水位高度,描述地震过程中坝内塑性剪应变区演变模式以及不同水位下震后坝内残余应变形态,发现山美土石坝率先发生剪应变集中部位一般是坝顶和坝坡的不同坝料交界处,一定震时后坝内剪应变形态基本不变,但剪应变量不断累积,此外逐渐抬高蓄水位会导致震后上游坝料中形成一条塑性不贯通剪切带。本次研究有助于理解地震作用下山美土石坝塑性剪应变区成因与形成过程,可对山美土石坝抗震工作提供重要参考。 展开更多
关键词 蓄水位 动力响应 破坏形态
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