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Science China(Information Sciences) 2022年第6期65卷 203-217页

作者： Chunwan LV Zhengyong OUYANG Zehao WU Feiqi DENG mingqing xiao School of Mathematics and Big Data Foshan University Systems Engineering Institute South China University of Technology Department of Mathematics Southern Illinois University

This study addresses the practical tracking problem for a class of multi-input multi-output(MIMO) uncertain stochastic systems driven by colored noises via the active disturbance rejection control approach. The extended state observer is designed to estimate in real time the unmeasurable states and the stochastic total disturbance of each subsystem, including unknown coupling system dynamics between subsystems, colored noises, and uncertainty caused by partly unknown control parameters. Active disturbance rejection controllers based on the timely estimation of the extended state observer and compensation are then designed, guaranteeing the mean square practical convergence of the tracking errors. Some numerical simulations are performed to validate the effectiveness of the proposed control strategy.

关键词： uncertain stochastic systems active disturbance rejection control extended state observer tracking colored noise

Ground motion amplification pattern with TBM tunnels crossing soil-rock interface:Shaking table test

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Underground Space 2023年第5期12卷 202-217页

作者： Siming Li Roberto Cudmani mingqing xiao Zhiming Guo Yong Yuan College of Civil Engineering Tongji UniversityShanghai 200092China Department of Civil and Environmental Engineering Technical University of MunichMu¨nchen 81245Germany China Railway Siyuan Survey and Design Group Co. Ltd.Wuhan 430063China Public Works Construction Center Nanjing 210019China State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering Tongji UniversityShanghai 200092China

The current aseismic design has seldom considered the effect caused by underlain *** studies focused on the scenarios of tunnels embedded in homogeneous soil under transverse seismic *** paper aims to investigate the tunnel effect on the surface acceleration response in soil-rock strata by shaking table *** sets of excitations are employed and input along the shaking table in both transverse and longitudinal *** soil-rock site is classified as four micro-zones with varying conditions,to mount observation stations of acceleration *** characteristics of the four zones are identified by the transfer function(TF)method,and the tunnel effect on the ground acceleration response is obtained by comparing the spectral acceleration results between the free-field and ground-tunnel *** test results indicate that the tunnel effect varies with the site ***,a significant amplification effect is observed at the A4 zone,located on the soil deposit near the soil-rock ***,it is proved that the scattering waves generated at the interface and the standing waves trapped between the tunnel and upper ground surface account for the amplification,revealed by the discrepancies of the TF results and acceleration details between the free-field and ground-tunnel models.

关键词： Tunnel Soil-rock interface Seismic excitation Ground response Site characteristics

Closed-form solution for dynamic responses of shaft-tunnel junction under uniform P waves

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Underground Space 2022年第3期7卷 352-362页

作者： Jinghua Zhang Yong Yuan mingqing xiao Yao Yin a Qing Sun Department of Civil Engineering Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China Department of Geotechnical Engineering Tongji UniversityShanghai 200092China State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering Tongji UniversityShanghai 200092China China Railway Siyuan Survey and Design Group Co. Wuhan 430063China

This paper discusses the special situation when a shaft-tunnel junction is subject to vertically propagating P *** a complicated system like the shaft-tunnel junction,it is necessary to investigate the most basic cases firstly,and the responses induced by uniform P waves are one of *** this end,a closed-form solution is derived from the classical differential equation describing the forced vibration of a single degree-of-freedom *** key issue is the characterization of the coupled dynamic interactions among the shaft,the tunnel,and the *** paradigm regards the three of them as a massive rigid body,a continuous Euler-Bernoulli beam,and a set of supporting elements,*** final solution is to calculate the displacements of the shaft and the tunnel in the form of two compact equations,and the internal forces of the tunnel are therefore easily *** means of a finite element simulation,the validity as well as the accuracy of the closed-form solution is *** solution provides an explicit comprehension of the coupled dynamic interactions and thus enhances the understanding of the dynamic mechanics of the shaft-tunnel junction.

关键词： Shaft-tunnel junction Dynamic responses Closed-form solution P waves

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采用总安全系数法对几个隧道设计问题的探讨

铁道工程学报 2019年第1期36卷 65-69页

作者：肖明清中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:目前复合式衬砌支护参数的设计以工程类比法为主,无法得出安全系数,因而设计施工中经常对锚杆设置、隧道承载主体、支护参数优化等问题存在争议。本文采用总安全系数法对这些争议问题进行探讨,并提出相关建议。研究结论:(1)因... 详细信息

研究目的:目前复合式衬砌支护参数的设计以工程类比法为主,无法得出安全系数,因而设计施工中经常对锚杆设置、隧道承载主体、支护参数优化等问题存在争议。本文采用总安全系数法对这些争议问题进行探讨,并提出相关建议。研究结论:(1)因实测锚杆轴力小而少设或不设锚杆,会降低结构的总安全系数;目前采用的砂浆锚杆耐久性不足,仅对施工阶段和运营初期的安全性有作用;如采用耐久性锚杆,则大部分隧道的喷层厚度可减少;(2)在满足施工和运营总安全系数的前提下,复合式衬砌可以有多种设计方案,且初期支护、二次衬砌都是承载主体,最为合理的方案除考虑经济性、耐久性等因素外,还应保证喷层与二衬具有合理的强度匹配;(3)建议根据地层条件、埋深、地下水发育情况进行支护参数的优化;(4)本研究成果可为隧道优化设计提供思路和方法。

关键词：复合式衬砌安全系数法锚杆承载主体支护参数

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基于总安全系数法的隧道围岩压力代表值研究

铁道工程学报 2019年第2期36卷 64-69页

作者：肖明清徐晨中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

研究目的:由于地质条件的千变万化、施工水平的差别、支护参数的不同,即使围岩条件相同,围岩压力在时空上也具有变异性,导致实际围岩压力难以确定,而采用总安全系数法设计时,仅需要寻找围岩压力的最不利情况。为此,提出深埋隧道采用围... 详细信息

研究目的:由于地质条件的千变万化、施工水平的差别、支护参数的不同,即使围岩条件相同,围岩压力在时空上也具有变异性,导致实际围岩压力难以确定,而采用总安全系数法设计时,仅需要寻找围岩压力的最不利情况。为此,提出深埋隧道采用围岩压力代表值作为设计支护力的理念,并对其计算方法与合理性展开研究。研究结论:(1)采用"围岩压力代表值"作为设计支护力,为解决安全系数设计法中实际围岩压力难以确定的问题提供了思路;(2)当埋深不小于10～15倍洞径时,建议采用无支护状态下隧道(等效为当量圆)顶部45°位置处塑性区边界至开挖轮廓线范围内的围岩自重作为围岩压力代表值;当埋深小于10～15倍洞径时,可取弹塑性有限元计算的拱部90°范围内的平均塑性区自重作为围岩压力代表值,该计算结果具有合理的安全性与经济性;(3)当软弱围岩的两端为较好围岩时,荷载具有空间效应,导致围岩压力代表值低于理论计算值,具体折减值与隧道洞径、软弱围岩的长度等因素有关,超前注浆加固圈具有明显的承载作用,可以显著降低围岩压力代表值;(4)本研究结果可为完善隧道支护结构的量化设计方法提供思路。

关键词：安全系数法围岩压力荷载空间效应注浆加固最小支护力

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深埋小净距隧道围岩压力代表值探讨

铁道工程学报 2020年第10期37卷 83-89页

作者：肖明清徐晨中铁第四勘察设计院集团有限公司水下隧道技术国家地方联合工程研究中心武汉430063

研究目的:深埋小净距隧道围岩压力计算方法一直是隧道设计的难点问题,本文采用单洞隧道围岩压力代表值的思路和计算方法,研究深埋小净距隧道围岩压力大小与分布规律,为完善小净距隧道支护结构设计提供参考。研究结论:(1)提出了围岩压力... 详细信息

研究目的:深埋小净距隧道围岩压力计算方法一直是隧道设计的难点问题,本文采用单洞隧道围岩压力代表值的思路和计算方法,研究深埋小净距隧道围岩压力大小与分布规律,为完善小净距隧道支护结构设计提供参考。研究结论:(1)提出了围岩压力全寿命周期演变规律,将隧道围岩压力从施工至破坏分为施工阶段、服役阶段、破坏阶段、破坏后阶段4个阶段,据此得出了采用塌落拱理论和普氏理论计算围岩压力的不合理性在于:该理论得出的是破坏后阶段的塌方高度,而该阶段的支护结构已不存在,因而采用该阶段的塌方高度作为围岩压力对于结构设计而言已无意义;(2)将最小支护力pimin与围岩压力代表值的思路和计算方法引入至深埋小净距隧道围岩压力计算,结果表明小净距隧道围岩压力代表值的大小、分布形态与净距、埋深等因素密切相关,共有3种形态,即内外侧相当、外侧大于内侧、内侧大于外侧;(3)提出了小净距隧道内侧侧压力系数计算方法,得出了内侧侧压力系数不大于外侧的结论。

关键词：深埋小净距隧道围岩压力代表值最小支护力

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基于总安全系数设计法的隧道允许变形值研究

铁道工程学报 2019年第12期36卷 48-52,70页

作者：肖明清徐晨中铁第四勘察设计院集团有限公司

研究目的:隧道变形监控量测是判断施工和支护安全性的重要手段,因而允许变形值的取值是隧道设计和施工中的一个关键技术参数。但目前支护参数设计以工程类比法为主,设计中难以针对某一具体支护参数给出对应的变形监测控制值,即使在现场... 详细信息

研究目的:隧道变形监控量测是判断施工和支护安全性的重要手段,因而允许变形值的取值是隧道设计和施工中的一个关键技术参数。但目前支护参数设计以工程类比法为主,设计中难以针对某一具体支护参数给出对应的变形监测控制值,即使在现场根据监测值对支护参数进行动态调整,也无法直观地评价支护参数的合理性。本文基于总安全系数设计法提出现场监控量测控制值的计算方法与调整方法。研究结论:(1)施工中所监测的变形值实际上是支护结构的变形值,因此可以将支护结构的允许变形值作为现场监测的控制值;(2)提出了基于总安全系数设计法的支护结构允许变形值和极限变形值的计算方法,可以得出与设计安全系数相对应的变形监测控制值;(3)提出了现场变形监测值安全性的判别方法及支护参数与支护时机的现场调整方法;(4)本研究可以为隧道动态设计提供思路和方法。

关键词：隧道允许变形值总安全系数设计法监控量测极限变形值动态设计

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基于一种匹配函数的ATS资源自动配置方法

北京航空航天大学学报 2008年第12期34卷 1392-1397页

作者：付新华肖明清空军工程大学工程学院西安710038

提出采用匹配函数描述测试点与仪器端口的匹配程度,用来指导自动测试系统仪器选型和资源配置.匹配函数采用面向信号的方法构建,综合了测点信号属性与仪器性能参数、仪器可靠性、仪器成本、仪器操作复杂度等因素,使得仪器选型和资源配置... 详细信息

提出采用匹配函数描述测试点与仪器端口的匹配程度,用来指导自动测试系统仪器选型和资源配置.匹配函数采用面向信号的方法构建,综合了测点信号属性与仪器性能参数、仪器可靠性、仪器成本、仪器操作复杂度等因素,使得仪器选型和资源配置策略的制定更符合工程需要.给出了资源配置策略和算法,并对资源配置进行了并行测试优化.通过给出一个典型实例,证明该方法能有效降低测试成本,增强系统可靠性,提高测试效率和吞吐量,并为自动测试系统硬件设计的自动化奠定了基础.

关键词：自动测试匹配函数模型资源配置算法

高轴压作用下盾构隧道复杂接缝面管片接头抗弯试验

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土木工程学报 2016年第8期49卷 99-110,132页

作者：封坤何川肖明清西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

在采用盾构法应对大埋深、高水压等特殊环境时,具有凹凸榫、双侧止水构造的复杂接缝面接头大量运用,在该情况下其抗弯性能较为复杂。文章结合广深港高速铁路狮子洋隧道工程,针对高轴压作用下复杂接缝面管片接头的抗弯性能、破坏特征开... 详细信息

在采用盾构法应对大埋深、高水压等特殊环境时,具有凹凸榫、双侧止水构造的复杂接缝面接头大量运用,在该情况下其抗弯性能较为复杂。文章结合广深港高速铁路狮子洋隧道工程,针对高轴压作用下复杂接缝面管片接头的抗弯性能、破坏特征开展了足尺试验研究,试验结果表明,高压作用下管片接头抗弯刚度在初始段小弯矩作用下增长近似线性,后段呈明显非线性,而且轴力水平越大线性段保持越长;由于负弯曲时管片内侧接触传力区混凝土参与受压,增加了接缝面的抗弯能力,使负弯荷载下抗弯刚度比正弯荷载下抗弯刚度略大。接缝面张开情况随弯矩呈"台阶状"变化,在接缝面线性张开时轴力的增长对于接缝面张开的约束作用不明显,而非线性增长阶段轴力对与张开量的约束明显;止水材料对于接头抗弯刚度的影响很小,在进行管片接头抗弯刚度的设计与计算分析时可忽略不计;正弯荷载与负弯荷载作用时管片接头的破坏过程不同,正弯荷载作用下接头螺栓先于接头破坏,负弯荷载作用下接头破坏时螺栓未破坏。研究结果可为盾构法隧道的设计、施工和相关研究提供重要参考。

关键词：盾构法隧道管片接头凹凸榫足尺试验抗弯性能破坏特征

基于历史误差模型和局域临域校正的预测融合算法

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仪器仪表学报 2011年第10期32卷 2283-2289页

作者：王邑肖明清方甲永空军工程大学自动测试系统实验室西安710038

针对预测模型的精度随机性较大,一些数据存在残缺和不确定性,需要融合多模型的组合体来减少预测误差的问题,提出了使用改进模糊RBF神经网络(FRNN)的误差模型的"局域临域校正"的组合体预测融合方法:通过预处理的FRNN误差模型来表征每个... 详细信息

针对预测模型的精度随机性较大,一些数据存在残缺和不确定性,需要融合多模型的组合体来减少预测误差的问题,提出了使用改进模糊RBF神经网络(FRNN)的误差模型的"局域临域校正"的组合体预测融合方法:通过预处理的FRNN误差模型来表征每个预测模型的实时性能,在预测时,利用误差模型,使用基于权值和偏好的融合作为预测模型组合体的聚合方法,将多个预测模型在线融合并给出最终预测结果。该方法将较大的权重赋予局部性能较优的预测模型,同时消除预测偏好的影响,并在预测前预处理所需误差模型。应用结果表明,构建的预测模型其预测精度相比单一预测模型有明显优势,且具有良好的在线预测实时性,具有推广和应用的价值。

关键词：模糊神经网络组合体组合体聚合信息融合局域临域校正