Enhancement of backtracking search algorithm for identifying soil parameters     

Yin-Fu Jin  Zhen-Yu Yin 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(9):1239-1261

In this paper, an enhanced backtracking search algorithm (so-called MBSA-LS) for parameter identification is proposed with two modifications: (a) modifying the mutation of original backtracking search algorithm (BSA) considering the contribution of current best individual for accelerating convergence speed and (b) novelly incorporating an efficient differential evolution (DE) as local search for improving the quality of population. The proposed MBSA-LS is first validated with better performance than the original BSA and some other typical state-of-the-art optimization algorithms on a benchmark of soil parameter identification in terms of effectiveness, efficiency, and robustness. Then, the efficiency of the MBSA-LS is further illustrated by two representative cases: identifying soil parameters from both laboratory tests and field measurements. All comparisons demonstrate that the proposed MBSA-LS algorithm can give accurate results in a short time. Finally, to conveniently solve the problems of parameter identification, a practical tool ErosOpt for parameter identification is developed by integrating the proposed MBSA-LS and some other efficient algorithms for readers to conduct the parameter identification using optimisation algorithms.  相似文献   

Modelling the flow of self‐compacting concrete     

S. Kulasegaram  B. L. Karihaloo  A. Ghanbari 《国际地质力学数值与分析法杂志》2011,35(6):713-723

A Lagrangian particle‐based method, smooth particle hydrodynamics (SPH), is used in this paper to model the flow of self‐compacting concretes (SCC) with or without short steel fibres. An incompressible SPH method is presented to simulate the flow of such non‐Newtonian fluids whose behaviour is described by a Bingham‐type model, in which the kink in the shear stress vs shear strain rate diagram is first appropriately smoothed out. The viscosity of the SCC is predicted from the measured viscosity of the paste using micromechanical models in which the second phase aggregates are treated as rigid spheres and the short steel fibres as slender rigid bodies. The basic equations solved in the SPH are the incompressible mass conservation and Navier–Stokes equations. The solution procedure uses prediction–correction fractional steps with the temporal velocity field integrated forward in time without enforcing incompressibility in the prediction step. The resulting temporal velocity field is then implicitly projected on to a divergence‐free space to satisfy incompressibility through a pressure Poisson equation derived from an approximate pressure projection. The results of the numerical simulation are benchmarked against actual slump tests carried out in the laboratory. The numerical results are in excellent agreement with test results, thus demonstrating the capability of SPH and a proper rheological model to predict SCC flow and mould‐filling behaviour. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

X射线衍射技术应用于宝石鉴定-合成及晶体结构研究进展   总被引：2，自引：2，他引：0  

张妮  林春明 《岩矿测试》2016,35(3):217-228

因宝石检测常附带无损要求、宝石评价具科学性和不确定性等特点,X射线衍射(XRD)在宝石学这门矿物学的分支学科中的应用具有特殊性,其应用领域主要集中在三个方面。①宝石鉴定领域:对单晶宝石和多晶宝石进行物相鉴定、宝石产地特征研究以及宝石矿物多型的种类划分等。例如根据XRD图谱,可将品种繁多的微晶石英隐晶质变种玉髓中不同的SiO₂质矿物相精确区分;通过黏土矿物成分及其含量可将鸡血石中"地"的种类进行划分。②宝石矿物的晶体结构研究:对成分复杂的单晶宝石进行晶体化学分析、获取矿物类质同象替代情况、利用结晶度划分宝石品质。例如晶格参数中的c/a比值可将绿柱石的Al八面体类质同象替代和Be四面体类质同象替代进行区分;软玉中通过XRD数据计算出的结晶度与软玉的品质关系密切。③宝石学研究技术的开发:对宝石的优化处理过程进行监测,在宝石合成过程中检验矿物晶形大小、结晶质量及内应力等,以有机宝石的晶体结构为基础的人工养殖技术研究。例如尖晶石在热处理过程中,Mg离子由四面体中的T位迁移至八面体中的M位,导致M-O和T-O键长随温度变化,并反映在尖晶石的色调中;在托帕石合成过程中,XRD数据显示770~800℃时形成含氟托帕石(与天然托帕石结构相同),而在950℃和1000℃出现含氟托帕石离解成刚玉和莫来石。目前,我国在宝石学的XRD应用方面起步较晚,国外在宝石鉴定、优化与合成方面的应用相对成熟。本文认为,该技术与扫描电镜、质子探针等分析技术的联用仍有很大发展空间。  相似文献   

风暴分类识别技术在人工防雹中的应用   总被引：1，自引：0，他引：1  

方德贤  李红斌  董新宁  丁建芳  濮文耀 《气象》2016,42(9):1124-1134

利用新一代多普勒天气雷达资料,在风暴跟踪识别算法的基础上,发展了风暴分类技术,以提高人工防雹作业指挥的效率。首先以SCIT算法为基础,结合风暴的结构特征,综合利用雷达、探空资料,自动提取风暴结构特征指数;其次采用基于决策树模型的风暴自动分类技术,将风暴按强度分为雷雨云、单体风暴、多单体风暴和强风暴;最后根据风暴强度、高度和位置等属性,对有可能产生冰雹的单体,结合GIS,自动对下游方向或附近作业点进行预警或输出作业参数。通过对2006—2014年期间重庆、辽宁大连和河南三门峡三地发生的较为典型的31次冰雹天气过程、182站次冰雹样本的检验来看:该方法通过对风暴按强度、垂直结构等综合属性进行分类,能有效提高冰雹识别的命中率、降低空报率,其中强风暴的命中率能达到100%,空报率仅为11.4%。能有效提高人工防雹作业的自动化程度,对防雹作业的科学决策有着重要参考作用。  相似文献   

利用双线偏振雷达分析人工防雹作业效果     

陈羿辰  张龙斌  金永利  马建立  嵇磊  秦睿 《气象科技》2016,44(3):479-488

以北京市平谷区2011年6月11日防雹作业为例,利用双线偏振雷达资料,选取与作业区条件十分接近的云块为对比区,根据回波移动方向和速度,跟踪分析在不同高度上防雹作业前后云体宏观结构特征和粒子相态等微物理变化过程。作业后云体所呈现特征为:1作业区的云顶高度、强回波中心高度迅速下降,对比区变化不明显;2作业区水平反射率Zh减小,差分反射率Zdr、零相关系数ρhv增大,单位差分传播相移Kdp小范围内波动,对比区Zh、Zdr、Kdp变化不明显;ρhv增大;3作业区对流减弱,高层较大冰雹粒子、大雨滴下沉明显,最终以霰粒子为主;而对比区域则对流仍然旺盛,冰雹粒子有增多趋势。以上特征表明防雹作业可有效抑制冰雹胚胎成长为冰雹的过程,通过偏振雷达观测参量可对防雹作业效果进行较好的验证。  相似文献   

海-塔盆地中部断陷带南屯组沉积体系配置及有利相带分析     

黄薇  吴海波  李军辉  刘赫 《沉积学报》2016,34(1):120-128

本文充分利用岩芯、测井、地震及分析化验等资料,对海-塔盆地中部断陷带4个主力凹陷的南屯组砂体类型及分布特征进行了详细研究。结果表明,南屯组主要发育扇三角洲、近岸水下扇、辫状河三角洲和湖底扇等4种典型类型砂体,并从沉积背景、发育部位、沉积特征、搬运机制以及地震反射特征等5个方面,分不同角度、不同层次详细阐述了扇三角洲、近岸水下扇、辫状河三角洲和湖底扇的识别标志;其中扇三角洲主要分布在乌尔逊凹陷和贝尔凹陷的陡坡带,近岸水下扇主要分布在南贝尔凹陷和塔南凹陷的陡坡带,而辫状河三角洲主要分布乌尔逊凹陷、贝尔凹陷和南贝尔凹陷的缓坡带。从盆地边部向盆地中心方向,沉积相由扇三角洲、近岸水下扇和辫状河三角洲沉积逐渐过渡为半深湖-深湖相沉积,局部半深湖-深湖相中发育湖底扇沉积体系,整体具有“南北分块、东西分带”的沉积格局。综合研究表明,扇三角洲前缘、近岸水下扇中扇和辫状河三角洲前缘砂体是油气富集的有利沉积相带,而洼槽边缘的湖底扇砂体为岩性油气藏勘探的重点对象。  相似文献   

阿根廷米纳毕戈塔地区水系沉积物采样粒度试验研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

陈玉明  夏修展  甘秋玲  耿林  杨刚 《地质找矿论丛》2016,31(2):295-302

中国地质调查局与阿根廷地质矿产调查局合作在阿根廷西北部米纳毕戈塔地区进行1︰25万水系沉积物测量,该区属于干旱-半干旱高寒山区,为突出找矿效果,消除或减少风积物干扰,需要确定适合于该区的水系沉积物采样粒度。为此,在该区选择一个有已知矿床的1︰5万图幅进行采样粒度试验,分别选择10~60目、-60目、60~80目、-80目4个粒度级进行粒度试验;根据我国区域地球化学勘查规范,每个粒度分析39种元素。结果表明,大部分元素在4种粒度水系沉积物中的分布形态基本一致,都能够较好地反映出区内已知矿床,说明采用的采样方法可以有效地避免风成砂干扰;金、银、铜、锡等成矿元素在4种粒度中的分布略有差异,10~60目的金、铜和锡异常对已知矿体的反应更清晰准确。因此,本区水系沉积物地球化学测量的最佳采样粒度是10~60目。根据本次试验结果,中-阿地调局在本区联合开展1︰25万水系沉积物地球化学测量时采用了10~60目水系沉积物作为采样介质,取得了很好的效果。这是本区第一次进行水系沉积粒度试验,对本区将来的地球化学调查和研究具有指导意义。  相似文献   

横向振动格栅紊流紊动特性试验          下载免费PDF全文

李文杰  刘华  杨胜发  王涛  张鹏 《水科学进展》2016,27(1):49-56

建立了一套大尺度格栅紊流试验系统,格栅进行有别于传统垂向模式的横向振动,采用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,PIV)测量流速。对瞬时流速的检验表明,该系统产生的紊流场具有较强的随机性和统计规律性。均方根流速在格栅片附近变化较大,在两片格栅中间处趋于稳定,纵向均方根流速明显大于垂向均方根流速,二者比值在1.5~2.0之间,接近天然明渠紊流。雷诺应力在距格栅越近处波动越大,随着距格栅距离的增加而减小,至两片格栅中间处雷诺应力基本为0。时间和长度积分尺度在格栅片处最小,随着距格栅距离的增加而线性增加,至两片格栅中间处达到最大值。流速能谱呈现Kolmogorov理论的-5/3次方规律。本系统生成的紊流场的统计规律与传统的垂向振动格栅紊流较为一致,但纵向和垂向的紊动强度更接近实际,为后续紊流中泥沙和污染物等运动机理的研究奠定了基础。  相似文献   

构造物理模拟和PIV有限应变分析对构造裂缝预测的启示   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

沈礼  贾东  尹宏伟  魏东涛  陈竹新  孙闯  崔键 《高校地质学报》2016,22(1):171

油气储层中构造裂缝发育与有限应变状态关系密切,为了探索有限应变分析与构造裂缝预测的新技术方法,此次研究设计完成了一组单侧挤压收敛模型的物理模拟实验,并引入粒子图像测速(PIV,Particle Image Velocimetry)技术对实验过程进行了定量化分析。实验模型在垂向上为含粘性层的多层结构,实验结果形成了一个肉眼可见的箱状褶皱。通过PIV技术可以获取实验模型变形演化过程中各阶段的位移场数据,计算出各阶段的增量应变,实现从初始状态到褶皱形成之后整个变形过程的有限应变分析,探讨构造裂缝成因机制和分布规律,进行定量化裂缝预测。挤压变形过程初期,应变分布范围很广,有限应变较弱(约4%~8%),在挤压方向上的线应变表现为弱压应变,在垂向上的线应变表现为弱张应变,这种现象是褶皱和断层产生前平行层缩短和层增厚的纯剪变形结果,也是区域型张裂缝和剪裂缝形成的主要机制。褶皱和断层即将发育之时至发育之后,应变局限在断层发育的剪切带及附近区域,有限应变表现为较强(达20%)的剪切应变和剪切张应变,是断层面附近简单剪切变形作用的结果,也是局部型剪裂缝和张剪裂缝形成的主要机制。  相似文献   

原地栖息真菌Talaromyces flavus作用下不同粒径利蛇纹石的风化作用研究     

孙晟  王艺谭  刘连文 《岩石矿物学杂志》2016,35(5):885-892

主要研究了原地栖息真菌Talaromyces flavus作用下不同粒径的蛇纹石矿物粉末的风化作用。蛇纹石矿物粉末被筛分为不同粒度的4组(150~300、100~150、75~100和45~75μm)后进行真菌溶蚀实验,并使用p H计、ICP-OES、FTIR、XRD、SEM对反应产物进行了分析。结果表明,真菌作用显著加快了蛇纹石矿物的溶蚀,当蛇纹石矿物粒度降低到100μm左右时,Mg的溶出率从21.56%明显增加到35.91%。该现象可能与矿物比表面积的增大以及生物物理作用的增强有关。在此基础上粒径进一步减小并未使Mg溶出率明显提高,因此该粒径可以作为真菌对蛇纹石溶解工业化应用的最优粒径。扫描电镜观察与矿物相分析表明,反应过程中真菌分化产生的菌丝与矿物紧密接触,破坏了矿物的晶体结构,导致矿物相的改变。该研究结果可为相关菌种在浸矿等工业领域上的应用提供参考依据。  相似文献