研究了含有大范围参数不确定性离散时间被控对象的加权多模型自适应控制问题(包括模型集构建和加权算法分析).通过构建含有自校正模型和多个固定模型的模型集覆盖并逼近被控对象,在模型输出误差可分的前提下,采用基于模型输出误差性能指标的加权算法,并依据固定模型中是否包含真实被控对象模型的不同情形分析加权算法的收敛性.在权值收敛的前提下,利用虚拟等价系统理论,分析了参数未知线性时不变和参数跳变的情形,在不依赖于特定局部控制算法的基础上,证明了此种模型集构建下的加权多模型自适应控制系统的稳定性和收敛性,放宽了先期加权多模型自适应控制系统稳定性分析中关于模型集构建的约束条件.最终,通过计算机MATLAB仿真,验证了此类加权多模型自适应控制系统的收敛性和闭环稳定性

针对自动化高速公路（Automated highway system，AHS）车队稳定性问题，发展了一种多目标自适应巡航控制算法，根据李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性理论对该问题进行了量化分析，并给出了同质与异质车队稳定性的设计要求，基于模型预测控制（Model predictive control，MPC）理论，综合协调驾驶员期望响应、跟驰安全性、车队稳定性、车队整体品质等控制目标， 采用加权二次型性能泛函以及线性矩阵不等式约束的形式，将协同式多目标自适应巡航（Adaptive cruise control, ACC）设计问题最终转化成带约束的在线凸二次规划问题

疲劳裂纹的萌生与扩展容易导致压力容器及管道的严重疲劳失效.因此就设备的安全可靠性而言,非常有必要对疲劳裂纹扩展过程进行监测,并对疲劳损伤程度进行评估.本文针对316LN不锈钢材料进行疲劳实验研究,利用直流电位法测量实验中的裂纹长度,得到了材料的疲劳裂纹扩展曲线.利用声发射技术对疲劳裂纹扩展过程进行监测,通过声发射多参数分析对疲劳损伤状态进行评价,同时建立了声发射参数与线弹性断裂力学参数之间的关系,并进行寿命预测.研究表明:声发射能够对316LN不锈钢的疲劳裂纹损伤进行有效评估,声发射累积参数如累积计数、累积能量和累积幅值曲线上的转折点标志着疲劳裂纹进入快速扩展阶段,这可以为工程人员提供失效预警;声发射波形和频谱分析表明,噪声信号的幅值较小且信号持续时间较长,信号包含的频率成分比较复杂,而裂纹扩展信号是突发型信号,衰减较快,信号频率主要集中在80~170 kHz范围内;声发射计数率、能量率和幅值率与应力强度因子幅度以及疲劳裂纹扩展速率之间呈线性关系,裂纹长度预测结果与实测值接近.本研究工作对于工程结构的疲劳失效预警和剩余寿命预测具有重要意义

采用动电位极化测试和扫描电子显微镜/能谱仪表征, 通过理想动电位极化曲线分析方法和微观腐蚀形貌观察研究了静水压与溶解氧耦合作用对低合金高强钢在质量分数为3.5% NaCl溶液中腐蚀电化学行为的影响. 结果表明: 随着静水压和溶解氧溶度的同时增大, 腐蚀电位先增高而后逐渐降低, 腐蚀电流呈非线性增长; 静水压与溶解氧在腐蚀过程中存在相互竞争抑制关系, 在静水压与溶解氧同时增长过程中, 溶解氧首先促进阴极反应过程并抑制阳极反应过程, 而后静水压逐渐加速阳极过程并对阴极反应过程有一定的抑制作用; 静水压与溶解氧耦合作用加速了腐蚀产物膜的生长, 增加了低合金高强钢表面点蚀坑的数量和生长尺寸

为进一步揭示远场条件下金属矿山崩落矿岩运移演化机理，综合利用物理试验、数值模拟和理论分析等手段，构建单口放矿模型开展近?远场崩落矿岩流动特性研究。首次基于离散元软件PFC3D和刚性块体模型构建放矿数值模型，并通过近场放矿物理试验与模拟结果的对比分析，证明了刚性块体模型在崩落矿岩流动特性研究中的可靠性与优越性。在此基础上，对远场条件下松动体形态变化规律、矿岩流动体系内的应力演化规律及其力学机理进行了量化研究。研究结果表明：1）近?远场条件下的松动体形态变化均符合倒置水滴理论。在放矿初始阶段，松动体最大宽度随高度增大呈幂函数形式快速增加；随后，松动体最大宽度随高度增大而近似线性增加。2）崩落矿岩流动过程中存在明显的应力拱效应。随着矿岩散体松动范围不断扩大，松动体外围一定范围内的垂直应力均呈明显下降趋势，水平应力逐渐增大并在松动区域到达前出现激增现象；而松动体内的水平应力与垂直应力则急剧下降至较低水平

开口管桩由于其承载力高、质量可靠、施工方便等优点得到越来越广泛的应用.土塞的生成使得开口管桩沉桩阻力不同于闭口管桩, 不仅包括桩外侧摩阻力、桩端阻力, 桩内侧摩阻力亦是其重要组成部分.针对开口管桩沉桩受力特性, 采用自主研发的大尺度模型试验装置, 进行不同桩靴形式下开口管桩的贯入试验, 并与闭口管桩进行对比分析.研究表明, 开口管桩随沉桩深度的增加趋于闭塞, 沉桩阻力随沉桩过程基本呈线性增加, 桩内、外侧单位摩阻力均存在\侧阻退化\效应; 桩体贯入时桩周地表隆起量随径向距离增加逐渐减小, 隆起速率随沉桩深度增加逐渐变缓, 桩周土影响范围约为5~7倍桩径; 桩靴对开口管桩土塞生成、沉桩阻力和挤土效应均有重要影响, 内30°桩靴土塞生成高度、桩内侧摩阻力及其所占总沉桩阻力比例最大, 桩周土地表隆起量最小, 外30°桩靴与内30°桩靴情况相反, 直角桩靴居中; 闭口管桩沉桩阻力、外侧摩阻力与挤土程度均大于开口管桩

为探讨富水充填材料在时效作用下的变形及其硬化体内水分损失特征,本文研究一定水固质量比的富水充填材料在不同应力水平下的蠕变性能,并通过扫描电镜观察、差热-热重分析等实验探讨充填体在蠕变过程前后的形变特征、水分损失及其与外界荷载的关系.结果表明:水固质量比为2.0的富水充填材料失稳破坏的临界应力为1.96 MPa,为其单轴抗压强度的90%;蠕变不会对富水充填材料中结合水含量造成影响;富水充填材料失稳破坏时内部结构发生非结合水的流失,非结合水含量损失相对值与所受荷载水平呈线性正相关关系;非结合水的流失导致结构内部出现更多的空隙,这些空隙在外界荷载作用下会迅速被压密,产生较大变形,导致充填体局部失稳,进而影响采空区的整体稳定

开口管桩由于其承载力高、质量可靠、施工方便等优点得到越来越广泛的应用.土塞的生成使得开口管桩沉桩阻力不同于闭口管桩, 不仅包括桩外侧摩阻力、桩端阻力, 桩内侧摩阻力亦是其重要组成部分.针对开口管桩沉桩受力特性, 采用自主研发的大尺度模型试验装置, 进行不同桩靴形式下开口管桩的贯入试验, 并与闭口管桩进行对比分析.研究表明, 开口管桩随沉桩深度的增加趋于闭塞, 沉桩阻力随沉桩过程基本呈线性增加, 桩内、外侧单位摩阻力均存在“侧阻退化”效应; 桩体贯入时桩周地表隆起量随径向距离增加逐渐减小, 隆起速率随沉桩深度增加逐渐变缓, 桩周土影响范围约为5 ~ 7倍桩径; 桩靴对开口管桩土塞生成、沉桩阻力和挤土效应均有重要影响, 内30°桩靴土塞生成高度、桩内侧摩阻力及其所占总沉桩阻力比例最大, 桩周土地表隆起量最小, 外30°桩靴与内30°桩靴情况相反, 直角桩靴居中; 闭口管桩沉桩阻力、外侧摩阻力与挤土程度均大于开口管桩

针对巴西圆盘荷载接触条件对巴西劈裂试验影响的问题，采用声发射监测系统开展线/非线荷载接触条件下低孔隙率砂岩巴西劈裂试验。直径为50 mm，厚度为25 mm的标准巴西圆盘按照同一种传感器三维布设方式布置8个Nano30传感器。在相同的荷载速率下，声发射监测Richter8系统对线/非线荷载两种荷载条件下的巴西圆盘进行准静态加载的波形信号连续记录。通过P波自动到时及网格坍塌搜索算法进行定位，在线/非线荷载条件下分别有1131和931个声发射事件被成功定位。圆盘的起裂位置均在圆盘非中心位置，对于非中心起裂的试验值可能低估了巴西抗拉强度。裂纹下半球极点密度投影分析表明，非线荷载条件下破裂面的局部扭曲程度大于线荷载。试样三维损伤演化结果表明，圆盘所受荷载面积大小，显著影响圆盘损伤累计的时间、释放能量的大小和裂纹扩展的稳定性。对有效声发射定位事件进行矩张量分解获取了两种荷载条件下各向同性部分（ISO）、纯双力偶（DC）和补偿线性矢量偶极成分（CLVD）频率百分比，并采用微裂纹破裂类型分类方法来定量分析震源机制，结果表明巴西劈裂对荷载条件并不敏感，两者均可以解释为近似平行于荷载方向上的张拉裂纹的萌生、扩展及贯通

为探究不同埋藏深度裂隙煤体氧化‒自燃过程在单轴应力作用下的影响规律，本文通过荷载加压煤自燃特性实验平 台，采用新疆硫磺沟矿区烟煤煤样，开展了施加单轴应力在 0～8 MPa 下的贫氧环境程序升温试验. 根据加压试验中烟煤产 生气体随温度的变化关系，计算了烟煤在单轴应力下升温过程表观活化能和耗氧速率. 结合煤自燃氧化动力学和热解参数， 阐述了单轴应力下煤体由缓慢氧化到快速氧化的非线性发展过程，并基于突变理论解算出试验条件下烟煤氧化‒燃烧过程的 突变温度和临界温度，确定出 4 个特征参数：突变温度 （CO 表征）和 （耗氧速率表征），临界温度 （CO 表征）和 （耗氧速率表征），并分析了不同特征参数随单轴应力的变化规律