摘要：为准确掌握高速公路交通流的运行状态及变化规律,给驾驶人和高速公路管理者提供科学决策依据,通过分析传统交通流计算模型存在的不足,对现有高速公路交通流状态划分方法和基于尖点突变理论的交通流模型进行改进,并引入混沌状态和突变区间的概念,同时添加大车混入率作为改进后的模型参数,得出不同大车混入率下混沌流状态、自由流状态和非自由流状态下的判别标准。以八车道高速公路标准路段为例,借助VISSIM交通仿真软件模拟车流的实时运行状态及变化过程,计算获得仿真情形下不同交通流状态的判别标准和方法。通过对典型高速公路代表性路段实测数据的统计分析,验证了判别标准和方法的合理性与可行性。研究结果表明:交通流在自由流和非自由流状态之间转变时,存在着一种短暂的突变,呈现出一种混沌流的状态;大车混入率对行车速度和时间占有率影响明显,可以对应获得混沌流、自由流和非自由流状态的判别标准;将仿真所获得的交通流状态界定标准与中、美高速公路服务水平划分标准进行对比,自由流状态处于二级或C级及以上服务水平,而且对自由流服务水平的标准要求更高。该方法对于高速公路运营管理、养护路段划分、安全性评价等具有科学、便捷、实用、可行的实际意义。

摘要：为了分析路堤填筑过程中下伏溶洞顶板稳定性,基于尖点突变理论建立稳定性判定的数学模型;以湖南省益娄(益阳—娄底)高速公路岩溶路段地质条件为研究背景,基于上述稳定性判定模型,设计不同厚度的溶洞顶板填筑时的工况,采用FLAC3D软件模拟分析每层路堤填筑时的顶板稳定性变化规律。研究结果表明:随着路堤填筑高度增加,顶板会逐渐发生失稳变形,顶板厚度与路堤极限填筑高度之间呈二次函数关系;当路堤填筑高度超过极限填筑高度时,上部黏土层与顶板的沉降等值线连通,沉降值最大区域从黏土层移动至顶板中部,塑性区向上延伸发展至地表贯通,对路堤建设产生危害。

摘要：为了准确、及时地对交通事故进行自动检测,提出一种基于尖点突变理论的交通事故离群挖掘算法。首先,考虑到基于尖点突变理论描述交通流变化规律的可行性和有效性,从系统论的观点出发,基于尖点突变理论建立城市道路交通流表征模型,能够客观全面地反映交通拥挤条件下符合交通实际工况的速度、流量之间的数值关系,为交通事故离群挖掘奠定模型基础。然后,根据聚类原理,设计基于城市道路交通流表征模型的离群事件挖掘算法,从而检测获得表征交通事故的离群点,完成交通事故检测。最后,仿真算例验证所提出的交通事故检测算法具有较高的准确性,能有效区分常规拥堵与交通事故。

摘要：边坡稳定性受多种因素影响而且目前的分析方法仍存在不足,为了更加高效准确地判断边坡的稳定性,实现失稳判据的量化,基于尖点突变理论-强度折减法,运用FLAC3D数值模拟软件,以某工程边坡计算边坡逐步强度折减系数下位移变化情况,建立强度折减系数-位移的突变数学模型,分析在天然工况及地震工况下边坡的稳定性情况,并与强度折减法、极限平衡法进行对比分析。研究结果表明:基于尖点突变理论得出的安全系数与强度折减法、极限平衡法所得安全系数基本一致,验证了此类方法的可行性,为边坡稳定性分析提供了新判据。

摘要：为准确评价基坑坍塌后的安全性,该文以尖点突变理论和R/S分析为理论基础,构建了暗挖地铁基坑坍塌后的安全性评价模型。首先运用尖点突变理论分析了地表路面及近接建筑物的稳定性现状,再利用R/S分析判断各监测对象的变形发展趋势,以评价后期的基坑稳定性;最后,结合安全性评价结果及工程实际,对坍塌事故处理的加固措施及开挖方案进行研究和设计。实例研究表明:各地表路面、近接建筑物变形监测点的突变特征值均大于零,说明坍塌后的基坑处于稳定状态,具较好的安全性;且各监测点的Hurst指数均大于0.5,说明各监测点的累计变形仍将持续增加,但变形速率趋于减小,即基坑变形趋于稳定;同时,在坍塌体开挖处理过程中,应事先采取相应的加固措施,以保证安全施工;不同部位的开挖方案都应有针对性的设计,并加强监测,为合理制定保护措施提供依据。

摘要：以某基坑工程为例,依据失稳状态下所得深层水平位移监测数据,基于尖点突变理论建立基坑系统状态分析函数,研究该理论在基坑稳定性判别中的适用性。将理论判别结果与基坑实际稳定性状态进行对比,结果表明:尖点突变理论可以用以基坑稳定性做出评价,突变特征值对于系统稳定性状态的改变比速率法更为敏感。尤其是实测速率超过于预警值后,利用尖点突变特征值,可以更好地评价基坑稳定性状态。

摘要：为充分利用现场材料资源,达到节约成本的目的,文章基于筛分试验、击实试验、承载比试验(CBR试验),分析了软岩弃渣的工程特性;其次,以路基沉降监测为基础,采用尖点突变理论分析路基填筑后的稳定性;再利用粒子群优化极限学习机模型(PSO-ELM)对路基变形进行预测,以评价路基稳定性的发展趋势。研究结果表明:成武高速的软岩弃渣具有较好的级配,且最优含水率条件下的CBR值符合路堤设计要求,说明软岩弃渣作为路基填料的可行性;在现场监测结果中,Ⅰ号监测断面的最大沉降量为71.3 mm,Ⅱ号监测断面的最大沉降量为61.4 mm;在尖点突变理论的整体稳定性分析中,两监测点的突变特征值均大于零,路基处于稳定状态;同时,在分阶段的稳定性分析中,不同阶段的突变特征值也大于零,并随沉降时间的增加,突变特征值具减小趋势,得出路基在不同沉降阶段也处于稳定状态;通过变形预测,得出两监测点均具有较高的预测精度,验证了PSO-ELM模型在路基变形预测中的适用性,并得出路基稳定性的发展趋势趋于稳定,验证了软岩弃渣在路基填筑中具有适用性。

摘要：下伏溶洞顶板结构承载力不足易引发岩溶路基不均匀沉降和沉陷。以新建桂柳高速公路岩溶区路基工程为背景,采用FLAC3D模拟路堤分层填筑下伏溶洞地基的应力应变响应。基于尖点突变理论构建了稳定性判定的数学模型,对比分析了竖向位移、塑性区体积、塑性应变能3种突变判据的适用性,明确了综合考虑拉、压、剪切屈服且将单值的塑性应变能作为顶板失稳的合理判据。进而结合以塑性应变能为准则的尖点突变理论和数值方法,分析了顶板厚度、溶洞跨度、上覆土层厚度、岩石强度参数对岩溶顶板极限承载力的影响。结果表明:溶洞顶板极限承载力随厚跨比、上覆土层厚度、黏聚力和内摩擦角的增加呈近似线性增大,顶板厚度越大、洞跨越小,顶板承载力增加的速率越大;厚跨比超过0.8且尺寸较小的溶洞,上覆土层先于岩层顶板发生屈服破坏;随顶板厚度的增大,上覆土层厚度对溶洞顶板极限承载力的影响增加。并给出了不同安全储备系数下路堤填高与厚跨比之间的关系。该方法可作为溶洞顶板稳定性定量评价的一种新手段,其分析结果可为岩溶路基设计和施工提供依据。

摘要：高地应力软岩隧道发生大变形具有必然性,严重影响施工安全,对其稳定性进行评价并判断变形趋势可为工程施工提供一定的参考,具有很强的现实意义。以成兰铁路松潘隧道为例,利用尖点突变理论和多重分形去趋势波动分析法(MF-DFA)构建了高地应力软岩隧道大变形的稳定性及变形趋势判断模型,并进行变形预测。结果表明:尖点突变理论能有效评价隧道大变形的稳定性;松潘隧道目前处于稳定状态,但不同阶段的稳定性具有差异,且隧道稳定性不仅与累计变形量相关,也与变形曲线的增长过程相关;同时,MF-DFA分析得出隧道大变形具有多重分形特征,且具正向增长趋势,但趋势性较小。该方法为隧道大变形规律研究提供了一种新的思路,可为工程设计施工人员提供参考。

摘要：为正确估算矿柱承受载荷,运用普氏理论分析矿柱承载机理,指出矿柱承受载荷为上覆岩层拱形塑性区的重力,计算出矿柱体系中单个矿柱承受的平均载荷。建立矿柱失稳的尖点突变模型,推导出矿柱能量方程,分析矿柱失稳力学机制,根据矿柱失稳的充分条件和必要条件得出矿柱极限宽度值的计算方法,并分析主要因素对矿柱宽度极限值的影响规律。通过工程实例验证矿柱宽度计算方法的有效性和适用性。研究结果表明:影响矿柱宽度的主要因素包括开采深度、采场宽度和矿柱高度;以冬瓜山铜矿为例,矿柱宽度的理论计算值应大于3.63 m,数值分析选取矿柱宽度为4 m时,矿柱处于稳定状态.现场工业试验表明,宽度为4 m的矿柱稳定性较好。