塑料排水板在公路软土地基中的应用

塑料排水板在公路软土地基加固中的施工和路基沉降与稳定观测方法,使软土地基内的水分沿塑料板向上渗入砂砾层,加快地基固结,从而提高地基承载力。     

含区间参数的不确定性结构直接可靠性设计优化（英文）

目的:为提高含区间参数不确定性结构的可靠性,提供一种基于区间模型的不确定性结构的高效可靠性设计优化方法。创新点:1.提出结构性能指标区间可靠度的统一计算公式;2.提出区间可靠度违反度的概念和基于区间可靠度违反度的优于关系准则;3.提出并实现区间可靠性优化模型的高效直接智能求解算法。方法:1.借鉴图表法并克服其局限,给出计算区间可靠度的统一公式(公式2);2.利用Kriging近似模型和内层遗传算法计算结构性能指标在不确定性参数影响下的变化区间,从而计算出区间可靠性优化模型中各结构性能指标的区间可靠度及其违反度;3.基于区间可靠度违反度的优于关系准则,通过外层遗传算法实现各结构设计矢量的直接优劣排序和区间可靠性优化模型的直接智能求解;4.通过典型算例(图3和4、表2)和工程应用实例(图8和9、表7)验证所提方法的有效性和相比间接求解方法的优越性。结论:1.考虑结构性能指标可靠性要求的不确定性结构区间可靠性设计优化模型能够有效反映实际工程中提高不确定结构可靠性的需求;2.引入区间可靠度违反度的概念和基于可靠度违反度的优于关系准则,利用嵌套遗传算法和Kriging近似模型可实现不确定性结构区间可靠性优化模型的直接高效智能求解;3.提出的区间可靠性优化模型直接求解方法能比间接方法获得更优的解。     

一个结构性软土参数的确定方法（英文）

目的:软土流变和结构破坏的相互耦合导致结构性软土的参数难以准确得到。本文拟建立一个有效的参数确定方法,期望仅基于常规的室内试验得到可靠的、合理的本构参数。创新点:1.通过采用优化方法来实现结构性软土参数的确定;2.仅基于常规的室内试验得到本构参数;3.采用最近提出的考虑各向异性、流变和结构破坏的超应力本构模型。方法:1.建立数值模拟和试验数据之间的误差计算公式;2.通过流变本构模拟室内常规试验,并计算模拟误差;3.采用下山单纯形法(simplex)优化方法,寻找模拟误差的最小值;此最小值对应的这组模拟参数即为土体的最优参数;4.利用最优参数模拟其他类型的试验,验证参数的合理性和可靠性。结论:本文提出的优化程序可以有效的找到结构性土体的流变和结构破坏参数,并且找到的参数非常的合理。     

不完备数据下考虑变量混合不确定性的可靠性度量方法（英文）

目的：可靠性优化需要精确度量含不确定性变量的系统可靠性。然而,工程实践中往往不能获取充足的样本数据计算可靠性指标,因此本文针对不完备数据下的系统可靠性度量开展研究。创新点：1.提出了随机变量、稀疏变量以及区间变量混合不确定性下的可靠性度量方法;2.本方法可以推广到p-box和证据理论变量等不确定性变量。方法：1.建立不完备数据下的失效概率函数;2.基于中间辅助变量实现失效概率的一致性计算;3.针对数据不完备前提下失效概率自身也是不确定性变量的问题,对失效概率指标进行敏感度分析;4.将提出的失效概率计算方法推广到p-box变量、多模态分布变量以及证据理论变量;5.采用经典函数案例验证方法的有效性,并将方法应用于锻压机的可靠性分析。结论：1.不完备数据下的系统可靠性存在较大的不确定性;2.通过中间辅助变量可以精确分析混合不确定性下系统的失效概率,确定失效概率的随机分布特性;3.提出的方法可以用较少的计算时间获得准确的可靠性结果;4.本文方法可以扩展到更多不确定性类型的可靠性分析,辅助混合不确定性优化设计。     

双跨转子的随机不确定性非参数建模与可靠性分析（英文）

目的:旋转机械由于工作环境复杂,在运行过程中会不可避免地受到各种不确定性因素的影响,从而引发转子系统的异常振动。因此,迫切需要对系统工作状态开展可靠性分析。本文将外部扰动不确定性与模型不确定性考虑在内,旨在建立转子系统运行状态的可靠性评估指标,丰富转子动力学理论体系,为工程应用提供参考。创新点:1.采用非参数法进行建模,能够将外部扰动不确定性与模型不确定性同时包含在内;2.在非参数建模基础上,结合响应谱分析法进行可靠性计算,可避免对系统先验知识的需求并降低计算过程的复杂性;3.将短周期预测理论扩展应用于可靠性分析验证。方法:1.借助非参数法建立转子系统的随机不确定性模型;2.结合响应谱分析法推导出系统可靠性指标计算式;3.采用短周期预测方法对模拟数据统计指标进行计算与验证。结论:1.本方法可用于评估大型复杂旋转机械系统的可靠性,尤其对于服役时间较长导致系统参数出现不确定性变化的情形;2.本研究结果可为大型复杂旋转机械的设计、运行和控制提供理论基础,同时也可以为其他类型机械设备的可靠性分析和预测方法提供参考。     

基于广义Bayes理论地基参数的Powell反演力学模型（英文）

目的:通过Powell优化反演方法建立Winkler地基参数的反演力学模型,获得地基参数的稳定数值解。创新点:根据Bayes理论,推导广义Bayes目标函数;利用Fourier变换,推求Winkler地基上简支板的Fourier闭式解,建立地基参数的反演力学模型。方法:1.根据Bayes理论,推导广义Bayes目标函数(公式(4))及地基参数的广义Bayes均值和方差表达式(公式(9)和(11));2.引入Mindlin理论,推导Winkler地基上板的控制微分方程,推求Winkler地基上简支板的Fourier闭式解;3.提出步长的一维自动寻优方案,结合Powell优化方法建立Winkler地基参数的广义Bayes反演力学模型。结论:1.地基参数的反演迭代过程稳定收敛于参数真值;2.与Kalman滤波方法和共轭梯度法不同,Powell优化方法的迭代过程不涉及目标函数的偏导数计算;3.广义Bayes目标函数能同时考虑不同测量点和不同测量次数的位移实测资料,计算效率更高。     

基于Jeeves模式搜索理论地基参数的更新Bayes探测法（英文）

目的:通过Jeeves模式搜索理论建立弹性地基参数的更新Bayes探测分析模型,以及获得地基参数的寻优搜索结果。创新点:1.根据Bayes统计理论,推导更新Bayes误差函数。2.结合最优步长的抛物线插值理论,推求地基参数的Jeeves模式搜索寻优方法,建立地基参数的探测分析模型。方法:1.根据Bayes统计理论,推导更新Bayes误差函数(公式(4))及误差函数对地基参数的梯度表达式(公式(5))。2.根据中厚度弹性地基板理论,推求Winkler地基上板的控制微分方程(公式(19))和Fourier闭式解(公式(20))。3.提出最优步长的抛物线插值寻优方案,并结合Jeeves模式搜索理论建立弹性地基参数的更新Bayes探测分析模型。结论:1.基于更新Bayes理论,可研究地基参数的Jeeves模式搜索分析模型,且地基参数的探测迭代过程具有良好的稳定性与收敛性。2.更新Bayes误差函数能同时考虑不同量测次数和不同测点的位移实测信息,计算效率较高。3.与共轭梯度法和Kalman滤波方法不同的是,Jeeves模式搜索理论的迭代过程不涉及误差函数偏导数计算,避免了迭代过程的误差累积。     

考虑土体抗拉强度的刚性挡土墙地震和静态主动土压力的一般变分解（英文）

目的：传统的主动土压力计算方法在考虑土体抗拉强度时的假设不合理,具有明显的局限性。本文考虑土体剪切屈服和拉伸破坏准则,不假设滑裂面形态,并基于墙后填土主动极限平衡条件与变分极值原理,提出刚性挡土墙的地震和静态主动土压力的一般解析解,确定相应于墙体可能运动模式的主动土压力合力值及其作用点的变化范围。创新点：1.采用变分法,建立同时考虑土体剪切和拉伸破坏的刚性挡土墙地震和静态主动土压力的紧凑解析解;2.确立相应于墙体平动和转动复合运动模式的刚性挡土墙主动土压力的可能变化范围,以及其合力作用点的合理范围;3.揭示13个基本参数对主动土压力的影响规律,并定量确定剪切-拉裂复合模式的滑裂面形态以及作用于滑裂面上的法向应力。方法：1.基于刚性挡土墙后侧土体的主动极限平衡状态,通过拟静力法引入等效地震力,并根据拉格朗日乘子法和变分极值原理,建立考虑土体剪切与拉裂破坏的地震（含静态）主动土压力的隐式求解方程;2.运用MATLAB中的fsolve函数,通过叠代计算与精度控制,得到主动土压力的计算结果。结论：1.所提方法算得的地震和静态主动土压力,与试验及理论结果具有较好的一致性,且本方法的适用性更为广泛...     

基于不确定性线性判别分析的维吾尔语语音情感识别（英文）

为了在语音情感识别中获得高效、紧凑的低维特征,提出了一种新的基于不确定线性判别分析的特征约简方法.用与传统LDA相同的原则,在最大判别方向的估计中引入带噪声或失真输入数据的不确定性.在维吾尔语语音情感识别任务上验证了不确定性判别分析的有效性.在该情感数据上,分析了维吾尔语的语音情感特征,着重对维吾尔语语音的基音频率和共振峰频率进行了详细分析.利用不确定性线性判别分析对特征维数进行了降维研究,获得了比其他的常用降维技术更好的结果.通过不确定性线性判别分析获得的低维数据供给支持向量机,实现了维吾尔语的语音情感识别.实验结果表明,采用适当的不确定性估计算法时,在维吾尔语音情感识别任务上,不确定性线性判别分析(ULDA)算法优于传统LDA降维算法.     

基于机器学习算法估算根系土体特性的时空响应（英文）

目的:在绿色岩土工程中,浅层土体特性通常受到当地气候和覆盖植被的影响。本文旨在探讨自然环境条件下不同植物和大气因素(与树的距离、空气湿度和距离地表的深度等)与土体基质吸力的关系,通过一种机器学习方法建立简化的统计模型,并对浅层根系土体中基质吸力的时空变化进行估算和预测。创新点:1.通过一种机器学习方法(即遗传编程算法)建立土体基质吸力和五个选定的影响因素之间的关系;2.根据建立的统计模型,有效地预测了根系土体内基质吸力的时空变化。方法:1.通过现场监测实验(图3和4),量化土体基质吸力和不同影响参数随时间的变化(图5和6);2.通过机器学习算法,构建土体基质吸力的时空变化与五个选定的影响参数之间的关系,得到一个简化的统计模型(公式(11));3.通过误差分析,验证该简化统计模型在估算和预测土体基质吸力时空变化时的可靠性;4.通过敏感性分析研究不同参数对土体基质吸力时空变化的影响(图9);5.通过案例研究,验证利用该方法对根系土体基质吸力时空变化进行预测的可行性(图11和12)。结论:1.遗传编程算法可以有效地建立土体基质吸力和不同影响参数之间的关系,并能给出相应的数学公式以对土体基质吸力的时空变化进行可靠的估算和预测;2.基于方差的全局敏感性分析方法发现干循环时间和初始基质吸力对土体基质吸力的时空变化有重要影响,而且其他的植物和大气相关参数对土体基质吸力的时空变化也有不可忽视的影响;3.案例研究结果表明,本文所提方法可用于预测土体基质吸力的时空变化。     

海相沉积结构性软土一维大应变固结分析（英文）

目的:天然沉积的结构性软土分布广泛,但能考虑结构性影响的大应变固结理论鲜有报道。本文考虑结构屈服压力随初始有效应力的变化及土体结构性对压缩与渗透特性的影响,建立结构性软土的大应变固结模型。研究结构性及初始有效应力对大应变固结性状的影响,并探讨结构性软土大、小应变固结性状的差异,以提高软土固结计算的精准度。创新点:1.建立考虑天然沉积软土结构性影响的一维大应变固结模型,且该模型能考虑结构屈服压力随初始有效应力的变化;2.分析天然结构性软土大、小应变固结性状的差异,为实际工程中的软土固结计算提供理论依据。方法:1.总结结构性软土对压缩和渗透特性的影响及结构屈服压力与初始有效应力间的关系;2.通过理论推导,构建考虑结构性影响的软体一维大应变固结模型(公式(15)和(16));3.通过对模型进行数值求解,分析软土结构性对大应变固结性状的影响,以及考虑结构性影响的大、小应变固结性状的差异。结论:1.大应变假定下结构性软土中超静孔压的消散速率要比小应变假定下快,且这种差异随着土层应变增大而增大;当应变值超过15%时必须采用大应变假定。2.如果土层的初始有效应力计算方法相同,则大、小应变不同假定下土层的最终沉降值是相同的。3.相同几何假定下,初始有效应力计算方法对超静孔压消散速率几乎无影响,但对沉降变形影响明显。4.大、小应变假定下固结性状间的差异随结构屈服压力的增大而减小。     

考虑公交线路偏好的乡村游客出行行为（英文）

为了探索游客出行行为机理并鼓励旅游公交的使用,实现乡村地区旅游需求与交通供给的动态平衡,基于出行链和出行方式选择分析了乡村游客的公交线路偏好.利用2021年于南京溧水采集的546份乡村旅游调查数据,标定了以出行链模式为上层、旅游方式选择为中层、公交路线偏好为下层的nested logit模型.研究结果表明：出行方式选择会显著影响游客对包含特色乡村旅游景点的复杂出行链的选择,选择私家车的游客对公交路线偏好的反馈较为明显;阐述了游客的社会人口属性、旅游出行特征和公交出行意愿对模型3个选择层次的影响.最后,针对类似于南京溧水的地区提出了提高乡村旅游公交运营效率和服务质量的政策建议.     

考虑公交站点可达性的郊区出行方式选择（英文）

为了分析站点的公交可达性对郊区居民出行方式选择的影响,采用居民出行OD点可达范围内的站点线路数和平均等待时间作为站点可达性指标.基于出行时间与可达范围的相关性,将站点可达性构造为受出行时间约束的分段变量.以中国厦门市集美区为例,建立了包含站点可达性指标的郊区出行方式选择的二元logistic回归模型.结果表明,站点可达性越高,居民选择公交出行的可能性越大.出行方式的选择与家庭属性和个人特征密切相关,早晚高峰和出行距离对居民出行方式的选择影响不大.郊区和市区之间的出行相比,居民通常选择公共交通工具在郊区内出行.研究结果可以为鼓励公交优先政策和郊区的交通规划提供决策依据.     

吸力式基础设计（英文）

目的:吸力式基础具有投资费用低、施工时间短、无噪音和可重复使用等优点,因此被广泛应用在海洋工程领域。本文针对吸力式基础设计中的关键问题,主要综述现有设计理论,指出理论缺陷,并给出设计建议。创新点:综述砂土、粘土和成层土中吸力式基础的安装、回收、基础承载力、基础沉降和服役性能中的关键科学问题和现有设计理论。方法:1.基于文献报道的现场试验和模型试验,针对吸力式基础安装过程中的沉贯阻力、临界吸力和土塞效应,评估现有设计理论的准确性;2.分析粘土和砂土中吸力式基础的完全排水、完全不排水和部分排水条件下静力和循环承载力计算理论;3.针对吸力式基础的长期服役性能,分析荷载引起的基础变形、固结沉降、循环再固结沉降和极端荷载下的"棘轮效应"。结论:1.现有的吸力式基础安装中沉贯阻力计算理论没有普适性;对于临界吸力的计算,由于没有考虑"土拱效应",理论计算值均低估了安装吸力。2.对于粘土中吸力式基础承载力的计算需要考虑循环作用下土体的强度弱化和基础-土间空隙引起的承载力降低,而砂土中基础承载力计算需要考虑排水条件的影响。3.对于吸力式基础的长期服役性能,特别是基础变形的计算,目前还缺少成熟的计算理论。     

利用遗传算法优化神经网络超参数（英文）

目的:证明超参数优化对深度能量方法(DEM)精度的影响以及DEM在预测不同荷载作用下梁和板等结构的应力分布方面的能力。创新点:1.为了提高DEM的准确性,各种超参数组合被输入遗传算法(GA)并找到最佳组合。2.为了防止重复计算以及提高这种元启发式算法的效率,GA过程中还考虑了超参数组合的禁忌列表。方法:1.实施非均匀有理样条(NURBS)以生成穿过结构体和边界的积分点。2.采用DEM计算位移和应力分布。3.利用遗传算法优化DEM的超参数,以对模型在预测结构内应力和位移传播的准确性方面具有显着影响。结论:1.在不同的优化器和激活函数中,Adam和L-BFGS-B方法以及Re LU2函数的组合使得DEM模型的准确率最高。2.其他对模型预测准确性有影响的超参数包括隐藏层的数量、每层神经元的数量以及通过上述结构集成的点数。3.优化DEM的超参数可以使相对应变能误差降低近50%,提高了DEM模型对应力和位移分布的预测能力。     

土体含水率时域反射法现场测试经验模型研究（英文）

目的:建立含水率与介电常数间的经验关系模型是利用时域反射(TDR)技术测试土体含水率的关键。通过收集并建立包含45种土样418个试验数据点的数据库,提出一个土体质量含水率与表观介电常数间的经验公式,分析经验公式误差随土体类型、干密度、击实功、孔隙水电导率和温度等因素的变化规律,并提出考虑干密度影响的修正方法。创新点:1.基于电磁波相互作用理论,直接建立土体质量含水率和介电常数间的关系模型;2.通过数据拟合得到通用型经验公式,可在现场无标定快速高效地实现含水率测试。方法:1.通过理论分析,直接建立土体质量含水率和介电常数间的关系模型(公式(9));2.通过试验数据收集和回归分析得到通用型经验公式(图2和公式(10));3.通过影响因素分析,对公式的适用性和有效性进行分析(图3~7)。结论:1.该经验公式对常见的土体类型均能给出误差在±0.05 g/g以内的结果;2.在1.3~2.3 g/cm3的干密度范围内,该经验公式具有较好的适用性;在工程中常见的击实功和孔隙水电导率变化范围内,含水率测试精度可满足工程要求;4~30°C温度变化范围对本经验公式的计算结果无明显影响;3.利用该经验公式,对于特殊场地,可以不通过标定实现TDR现场测试,具有较好的实用性。     

考虑襟翼偏转的翼伞系统动态建模（英文）

为更好地研究翼伞系统的动力学特性和控制策略,将襟翼偏转作为翼伞控制机制,伞体和回收物视为刚性连接,根据克西霍夫运动方程建立了翼伞系统六自由度模型,包括随质心的三自由度平动和绕质心的三自由度转动.由于翼伞系统由柔性结构的冲压型翼伞提供升力,且飞行高度较低,容易受到环境中风场的影响,因此对有风和无风环境下翼伞系统的基本运动特性进行了仿真分析,并利用空投实验对所建立模型进一步验证.仿真和空投实验对比结果表明,翼伞系统仿真轨迹和空投实际轨迹基本上能够吻合,其水平仿真速度与空投实验误差小于0.5 m/s,垂直仿真速度在风场作用下呈现小幅波动,与空投实验结果一致,说明该模型能够有效地描述翼伞系统的运动性能.     

考虑黑客攻击下的信息系统安全投资策略分析（英文）

为解决企业面对自主研发、把信息安全完全外包给安全服务外包提供商MSSP和企业与MSSP合作共同开发3种模式下如何作出最优选择问题,在考虑企业与黑客博弈的情况下,通过对企业期望效用的建模与分析对企业在3种情况下的最优安全投资策略进行了讨论.结论表明,企业的最优选择取决于合作开发系数的取值范围及其适用条件.当合作开发系数较高时,企业与MSSP合作开发更为理性;当合作开发系数较低时,企业选择自主研发更为理性.当企业与MSSP的合作开发系数较小时,黑客的最大期望效用随着入侵概率与成本系数的增大而增大,而在当企业与MSSP的合作开发系数较大时则相反.     

考虑空气效应的磁流变阻尼器建模与控制（英文）

由于磁流变液具有很高的黏度,混入其中的气泡很难被排除干净,从而导致磁流变阻尼器产生力滞现象,为了分析混入空气对磁流变阻尼器半主动控制效果的影响,开展了磁流变阻尼器在不同工况下的力学性能试验,分析了电流、位移幅值和激励频率对力滞现象的影响.采用简化的Bouc-Wen模型和一小刚度弹簧来模拟试验中由于混入空气导致的力滞现象,并采用基于加速度反馈的clipped-optimal控制策略对一个加入磁流变阻尼器的单自由度结构进行了半主动控制分析.数值结果表明:混入的空气会降低磁流变阻尼器的半主动控制效果,随着混入空气含量的增加,磁流变阻尼器的半主动控制效果会逐渐趋于passive-off控制下的被动减震效果.     

考虑碰撞前行为的交叉口自行车碰撞事故分析:随机参数次序Probit方法（英文）

为了分析交叉路口自行车与机动车碰撞事故严重程度的风险因素,尤其是与道路使用者行为相关的因素,以综合评估系统中收集的2011—2015年的事故记录为依据,进行实证型研究.经过初步筛选,解释变量被分为骑车人的特征和行为、驾驶员的特征和行为、车辆特征、交叉路口条件和时间5个主要类别.采用RPOP模型探索显著的影响因素和相应的异质性.结果表明,骑车人不遵守交通信号、不分享路权、突然冲出和骑车前饮酒都会增加骑车人的伤害严重度,致死伤害的可能性分别增加53.2%、40.0%、86.3%、211.5%.此外,驾驶员注意力不集中、超速、直行和左转弯增加了骑车人的撞车风险,致死伤害的可能性分别增加134.5%、186.5%、69.3%、22.7%.其他指标如年龄、性别、车辆类型、交通信号和交叉路口类型也会影响伤害的严重程度.