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Optimizing slope safety factor prediction via stacking using sparrow search algorithm for multi-layer machine learning regression models

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Journal of Mountain Science 2023年第10期20卷 2852-2868页

作者： shui kuan HOU Ke-peng HOU Wen-wen SUN Jun-long SUN Hua-fen Faculty of Land Resource Engineering Kunming University of Science and TechnologyKunming 650093China Yunnan Key Laboratory of Sino-German Blue Mining and Utilization of Special Underground Space Kunming 650093China College of Water Resource and Hydropower Sichuan UniversityChengdu 610065China

The safety factor is a crucial quantitative index for evaluating slope stability.However,the traditional calculation methods suffer from unreasonable assumptions,complex soil composition,and inadequate consideration of the influencing factors,leading to large errors in their calculations.Therefore,a stacking ensemble learning model(stacking-SSAOP)based on multi-layer regression algorithm fusion and optimized by the sparrow search algorithm is proposed for predicting the slope safety factor.In this method,the density,cohesion,friction angle,slope angle,slope height,and pore pressure ratio are selected as characteristic parameters from the 210 sets of established slope sample data.Random Forest,Extra Trees,AdaBoost,Bagging,and Support Vector regression are used as the base model(inner loop)to construct the first-level regression algorithm layer,and XGBoost is used as the meta-model(outer loop)to construct the second-level regression algorithm layer and complete the construction of the stacked learning model for improving the model prediction accuracy.The sparrow search algorithm is used to optimize the hyperparameters of the above six regression models and correct the over-and underfitting problems of the single regression model to further improve the prediction accuracy.The mean square error(MSE)of the predicted and true values and the fitting of the data are compared and analyzed.The MSE of the stacking-SSAOP model was found to be smaller than that of the single regression model(MSE=0.03917).Therefore,the former has a higher prediction accuracy and better data fitting.This study innovatively applies the sparrow search algorithm to predict the slope safety factor,showcasing its advantages over traditional methods.Additionally,our proposed stacking-SSAOP model integrates multiple regression algorithms to enhance prediction accuracy.This model not only refines the prediction accuracy of the slope safety factor but also offers a fresh approach to handling the intricate soil composition and other influencing factors,m

关键词： Multi-layer regression algorithm fusion Stacking gensemblelearning Sparrow search algorithm Slope safety factor Data prediction

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Two new types of sandbars in channels of the modern Ganjiang Delta,Poyang Lake,China:Depositional characteristics and origin

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Journal of Palaeogeography 2017年第2期6卷 132-143页

作者： Zhen-Kui Jin Bai-shui Gao Jin-Yi Wang Yan Li Liang Shi kuan-Hong Yu Gui-Zai Li College of Geosciences China University of Petroleum(Beijing) College of Geosciences Yangtze University

Two new types of sandbars are found in distributary channels of the modern Ganjiang Delta,Poyang Lake,China,respectively named as branching-point bar(BPB) and merging-point bar(MPB).BPB is defined as sandbar formed at the branching point of a channel where one channel branches into two.MPB is defined as sandbar formed at the merging point of two channels.BPB results from current velocity decrease at the branching point.BPB,arrowhead-shaped and growing towards upstream through upstream accretion,can be divided into bar head,middle and tail.Bar head refers to the lower part of the bar below average low water level,submerges under water whether in rainy seasons or dry seasons,and no plants grow on it.Bar middle refers to the middle part of the bar between average low and average high water levels,and sparse plants grow on it.Bar tail refers to the upper part of the bar above average high water level,and plants grow densely on it.From bar head to bar tail,sediment becomes finer and sorting degree becomes poorer;plant fossils increase in number,and silting-mud layers increase both in number and thickness.Vertically BPB shows a fining-upward sequence.BPB can be classified into 3 types:baby BPB with only bar head,child BPB with bar head and middle,and adult BPB with bar head,middle and tail.Generally from the lower delta plain to upper delta plain,BPB becomes more and more mature.If a channel is suddenly abandoned,BPB at different stages may be preserved.MPB is very similar to BPB in depositional characteristics,and main differences lie in its origin and growth direction.Discovery of BPB and MPB has important implications in finding remaining oil in oilfields.Previously,geologists considered point bars on convex bank of meandering channels or longitudinal bars and transverse bars in the middle of braided channels as favorable locations for finding remaining oil.Our study shows such locations as branching points and merging points of channels are also significant because BPB and MPB develop at these locations.Remaining o

关键词： Branching-point bar Merging-point bar Distributary channel Ganjiang Delta Poyang Lake Remaining oil

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Multidimensional Analysis of Risk Factors Associated with Breast Cancer in Beijing,China:A Case-Control Study

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Biomedical and Environmental Sciences 2020年第10期33卷 785-790页

作者： LI Ai Hua YE Yan CHEN Jun SUN Zhi Feng YUN shui Ying TIAN Xing kuan HU Zai Fang Sarah Robbins SCOTT YU Gui Xin HU Li WANG Zi Huan SUN Li Geng SHEN Zhuang Institute for Occupational Health Beijing Center for Diseases Prevention and Control&Center of Preventive Medical ResearchBeijing 100013China University of California Los Angeles 90024CaliforniaUSA Department of Occupational Health Dongcheng Center for Diseases Prevention and ControlBeijing 100009China Department of Occupational Diseases and Environment Health Shijingshan Center for Diseases Prevention and ControlBeijing 100050China Department of Integrated Evaluation Mentougou Center for Diseases Prevention and ControlBeijing 102300China Department of Occupational Health Shunyi Center for Diseases Prevention and ControlBeijing 101300China The National Center for AIDS Control and Prevention Chinese Center for Disease Control and PreventionBeijing 102206China

Breast cancer is the most common cancer among women worldwide[1].In 2018,2.09 million new breast cancer cases were identified globally,accounting for 11.6% of all cancers in that year[2].The breast cancer incidence in... 详细信息

关键词： Breast cancer Cancer

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鼻内镜下108例鼻腔扩容术疗效分析

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中华耳鼻咽喉头颈外科杂志 2011年第7期46卷 586-588页

作者：郝晓民刘水明蔡威仪何卓君澳门镜湖医院耳鼻咽喉头颈外科 00853

目的探讨鼻内镜下鼻腔扩容术的疗效.方法选择108例鼻中隔偏曲和慢性肥厚性鼻炎患者,根据具体病情分别行个性化手术,如鼻中隔偏曲行鼻内镜下鼻中隔成形术或三线减张鼻中隔矫正术;慢性肥厚性鼻炎行鼻内镜下下鼻甲外移术酌情联合下鼻甲... 详细信息

目的探讨鼻内镜下鼻腔扩容术的疗效.方法选择108例鼻中隔偏曲和慢性肥厚性鼻炎患者,根据具体病情分别行个性化手术,如鼻中隔偏曲行鼻内镜下鼻中隔成形术或三线减张鼻中隔矫正术;慢性肥厚性鼻炎行鼻内镜下下鼻甲外移术酌情联合下鼻甲等离子消融术或下鼻甲黏膜下切除术及下鼻甲部分切除术等.结果术后随访3～12个月,有效率为97.2%,患者无头痛,鼻干等并发症发生.结论鼻内镜下鼻腔扩容术处理鼻中隔偏曲和慢性鼻炎疗效确实.

关键词：鼻塞鼻中隔鼻甲内窥镜检查耳鼻喉外科手术

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胶凝粗粒料的弹塑性模型与应用研究

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岩土工程学报 2019年第5期41卷 797-805页

作者：魏匡民陈生水李国英米占宽凌华南京水利科学研究院岩土工程研究所江苏南京210024 水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室江苏南京210029

目前工程技术人员对胶凝粗粒料能否应用于高堆石坝等重要、永久性建筑物还存在疑虑,这主要是由于目前对胶凝粗粒料力学性质研究尚不充分。尚没有广为认可的胶凝粗粒料标准本构模型,使得胶凝粗粒料数值模拟结果可信度较低。进行了胶凝砂... 详细信息

目前工程技术人员对胶凝粗粒料能否应用于高堆石坝等重要、永久性建筑物还存在疑虑,这主要是由于目前对胶凝粗粒料力学性质研究尚不充分。尚没有广为认可的胶凝粗粒料标准本构模型,使得胶凝粗粒料数值模拟结果可信度较低。进行了胶凝砂砾料大围压范围(7级围压,范围100～3000 kPa)的室内三轴剪切试验,试验结果表明,胶凝砂砾料力学性质具有压硬性、强度非线性、强剪胀性和应变软化性等显著特征。研究发现,三轴应力路径的胶凝砂砾料应力应变关系可用驼峰曲线较好描述,其体积剪胀性可采用Rowe剪胀方程描述,以此建立了三轴应力平面内胶凝砂砾料应力应变关系,并根据广义塑性理论中切线模量与塑性模量之间的关系,将模型拓展至三维应力空间,得到了胶凝砂砾料弹塑性本构模型。试验结果和前人多组试验结果对该模型进行了验证,均表明模型具有良好的适用性,模型简明、实用,易于数值实现。将该模型成功应用于一个高面板坝的"胶凝增模区"弹塑性分析,并从坝体、防渗体应力变形安全性方面评估了胶凝料用于高堆石坝"增模"的可行性。

关键词：胶凝粗粒料三轴试验应变软化本构模型增模区

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防汛抢险训练场渗透破坏段设计方案试验分析

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水利水运工程学报 2015年第2期 67-72页

作者：陆一忠陈生水米占宽江苏省防汛防旱指挥部办公室江苏南京210029 南京水利科学研究院江苏南京210029

建设仿真性的防汛抢险训练场,提供有实战氛围的防汛抢险演练环境,在国内外尚属首次。为支撑江苏省防汛抢险训练场渗透破坏段方案设计,基于土体渗透破坏的基本理论并考虑到防汛演练的实际需求,首先确定用于堤坝填筑土料的料源,并对此进... 详细信息

建设仿真性的防汛抢险训练场,提供有实战氛围的防汛抢险演练环境,在国内外尚属首次。为支撑江苏省防汛抢险训练场渗透破坏段方案设计,基于土体渗透破坏的基本理论并考虑到防汛演练的实际需求,首先确定用于堤坝填筑土料的料源,并对此进行了物理力学特性试验研究,根据粒径分布曲线推求非饱和渗流分析参数。然后开展两种不同比尺的水工模型渗透破坏试验,并与数值计算结果进行对比,验证数值分析的可靠性和合理性。最后对演练模型进行数值分析,根据上述试验和数值分析结果对设计方案提出相应的建议。上述设计方案基于均质土,实际填筑过程中土料的不均匀性较大,其合理性尚有待于实际工程的进一步验证。

关键词：防汛抢险训练场渗透破坏水工模型数值分析

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六味地黄丸指纹图谱和抗氧化活性的“谱-效”关系研究

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中华中医药杂志 2022年第7期37卷 4096-4101页

作者：易子漾陈林郝婧何丹梁昊喻嵘戎宽张水寒黄建华湖南中医药大学湖南省中医药研究院长沙410208 湖南中医药大学中医学院长沙410208

目的:建立不同厂家六味地黄丸(LWDH)HPLC指纹图谱与抗氧化活性间的“谱-效”关系,为其质量控制提供依据。方法:采用HPLC多波长检测方法建立LWDH指纹图谱,进一步采用DPPH自由基清除率来检测抗氧化活性,并通过主成分分析、系统聚类分析、... 详细信息

目的:建立不同厂家六味地黄丸(LWDH)HPLC指纹图谱与抗氧化活性间的“谱-效”关系,为其质量控制提供依据。方法:采用HPLC多波长检测方法建立LWDH指纹图谱,进一步采用DPPH自由基清除率来检测抗氧化活性,并通过主成分分析、系统聚类分析、“谱-效”相关性等化学计量学方法对不同厂家的LWDH成分进行鉴别和比较。结果:HPLC指纹图谱共指认14个共有峰,结合抗氧化活性建立谱效关系,其中北京同仁堂LWDH抗氧化活性高,而没食子酸和莫诺苷具有较显著的抗氧化活性相关系数,可作为质量控制成分。结论:本方法简易、快速、准确,可为LWDH质量控制提供一定基础。

关键词：六味地黄丸 HPLC 指纹图谱抗氧化活性化学计量学 “谱-效”相关

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利用基于浮动模板的预修正快速傅里叶变换方法快速求解三维介质体积分方程

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电子与信息学报 2008年第11期30卷 2763-2766页

作者：陈忠宽王生水柴舜连毛钧杰国防科学技术大学电子科学与工程学院长沙410073

利用预修正快速傅里叶变换方法结合矩量法快速求解三维介质散射问题的体积分方程,并引入一种新的模板拓扑结构,将投影及插值模板由固定改为浮动,以减少直接计算和预修正的近区未知量个数。数值计算结果表明,基于浮动模板的预修正快速傅... 详细信息

利用预修正快速傅里叶变换方法结合矩量法快速求解三维介质散射问题的体积分方程,并引入一种新的模板拓扑结构,将投影及插值模板由固定改为浮动,以减少直接计算和预修正的近区未知量个数。数值计算结果表明,基于浮动模板的预修正快速傅里叶变换方法可以显著减少需要进行预修正的近区未知量个数,从而减少算法的存储需求和计算时间。

关键词：预修正快速傅里叶变换方法矩量法体积分方程

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基于Laguerre多项式的边界积分方程时域求解

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电子与信息学报 2008年第3期30卷 742-745页

作者：柴舜连王生水陈忠宽毛钧杰国防科技大学电子科学与工程学院长沙410073

针对时域积分方程中存在的晚时震荡问题,介绍了基于Laguerre多项式的电场、磁场和混合场积分方程,求解了导体球和导体圆柱的时域电流分布和后向散射场以及单站RCS。结果表明,3种积分方程很好地解决了晚时震荡问题,混合场积分方程具有更... 详细信息

针对时域积分方程中存在的晚时震荡问题,介绍了基于Laguerre多项式的电场、磁场和混合场积分方程,求解了导体球和导体圆柱的时域电流分布和后向散射场以及单站RCS。结果表明,3种积分方程很好地解决了晚时震荡问题,混合场积分方程具有更高的计算精度。

关键词：单站雷达散射截面拉盖尔多项式混合场积分方程阶数步进时间步进

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利用时域积分方程分析散射问题的稳定求解

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系统工程与电子技术 2007年第10期29卷 1603-1606页

作者：王生水陈忠宽柴舜连毛钧杰国防科技大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

针对时域电场积分方程存在的晚时震荡问题,介绍了当前常用的隐式算法,并对这一算法的两种不同实现方法:后向差分和中心差分,进行了论述。应用两种方法分析了任意形状三维导体目标的时域散射,与显式算法和频域经逆傅里叶变换得到的数据... 详细信息

针对时域电场积分方程存在的晚时震荡问题,介绍了当前常用的隐式算法,并对这一算法的两种不同实现方法:后向差分和中心差分,进行了论述。应用两种方法分析了任意形状三维导体目标的时域散射,与显式算法和频域经逆傅里叶变换得到的数据作比较,结果表明,中心差方法在改善晚时震荡问题方面优于后向差分方法和显式算法;应用中心差分方法计算了半波长振子天线的相关电参数,所得结果与文献结果具有较好的一致性。

关键词：矩量法时域电场积分方程时间步进算法显式算法隐式算法

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