基于链式理论的单灾种向多灾种演绎

从灾变链角度出发,以灾变链式理论的八种链式形态为依托,基于耗散结构理论,指出自然灾害系统链式响应行为是外部环境复杂输入和自身内部结构关系变化两方面共同作用的结果；构建系统的单灾种模型,并推演出多灾种模型,反映各灾种之间的耦合关系和相互影响,探讨单灾种向多灾种的演化机理.研究表明各灾变链致灾因子所具有的能量是灾变链式阶段的关键,在此基础上提出防灾减灾策略,为单灾种和多灾种灾害的防治提供参考依据.     

尾矿库溃坝灾害链及断链减灾控制技术研究

尾矿库溃坝灾害是影响矿山安全的主要灾害之一,其溃坝机理和控制的研究是当前的热点问题.在尾矿库事故统计分析基础上,根据灾害系统理论,从尾矿库溃坝灾害的形成发育过程入手,构建了五种常见的尾矿库溃坝灾害链模型和灾害链节点横向耦合形成的复杂灾害链网,分析了其成灾特征,并结合工程实例验证了理论模型的合理性.研究结果表明:①尾矿库溃坝灾害链演变过程可划分为早期孕育阶段、中期潜存阶段和晚期诱发阶段;②从各阶段的特征出发,提出了相应断链减灾措施,特别是早期孕源减灾策略;③将尾矿库溃坝灾害链理论应用于湖南省某尾矿库工程治理上,实现了该尾矿库灾害控制.     

基于熵权理论的斜坡地质灾害链综合评判

通过引入灾害链理论对斜坡地质灾害链进行深入研究,基于灾害链原理,分析地质灾害漫长链式灾变规律,指出原始地形地貌在地质构造演变及气象水文影响、地震作用和人为作用下形成的环境是导致斜坡地质灾害链的源头因素,崩滑流灾害链中危岩、崩塌、滑坡、泥石流等灾害要素之间的相互关联关系使链的延续成为可能。运用熵权理论对斜坡地质灾害链源致灾因素进行探讨,找出链式灾变规律的主要源头因素,为源头致灾因素的工程治理及防护措施等断链减灾提供依据。     

典型地质灾害链式机理研究

滑坡、泥石流与危岩是典型的地质灾害，每年由其造成的损失占到所有地质灾害的一半以上，针对典型地质灾害的链式规律进行深入研究，对于防灾减灾具有重大意义。从典型地质灾害的形成、发展过程入手，将灾害过程视为链式过程，将人为的工程防护治理措施视为断链过程。一个完整的链式过程包括致灾环、激发环、损害环和断链环。致灾环主要是由地质构造而形成的地质因素构成，激发环主要是由暴雨、地震、冰雪融水等非地质因素构成，损害环是由灾害发生后形成的灾害损失构成，断链环则是指工程治理与防护措施。     

采煤沉陷区断链减灾模式分析及应用

采煤沉陷区灾害链按照灾害类型划分通常包括采空区灾害链、煤矸石灾害链和不稳定边坡灾害链,在对其诱发因素、发育阶段、致灾机理和灾害环节进行分析的基础上,提出了适合于采煤沉陷区的断链减灾模式。目前大多数采煤沉陷区灾害链的发育阶段处于潜存阶段或诱发阶段,均已错失孕源断链的时机。在致灾环节上,进行人为断链是目前阶段采煤沉陷区最佳的断链模式。将提出的断链减灾模式应用于山西榆次北山煤矿采煤沉陷区的治理方案中,该综合治理方案能及时有效地切断灾害链的发展,以最少的资金投入来消除区内地质灾害的威胁,恢复原有的生态环境。     

基于复杂网络的高校火灾灾害链分析及应急管理决策研究

结合高校火灾灾害演化特征,基于国内外102起高校火灾案例总结出12个灾害次生衍生事件,基于复杂网络理论和灾害链演化机理对高校火灾次生衍生事件进行系统全面分析,建立高校火灾灾害链网络拓扑结构和风险评价模型,并计算出高校火灾灾害链风险度。综合灾害事件的致灾率、灾害损失度、灾害链脆弱度3个指标,以南京航空航天大学实验室爆燃事件为实例进行验证。研究结果表明,该模型与实际情况具有较高的吻合度,有利于提高高校火灾灾害急处置能力和决策水平,能够为高校防灾减灾策略的制定提供参考。研究发现,火灾发生前采取有效措施对灾害链重要节点进行积极管控,可降低火灾发生的风险;火灾发生后对关键边进行及时断链,可迅速阻断火灾的进一步发展和蔓延。     

地铁荷载引起的盾构隧道及土层长期沉降研究

在软土地区,投入运营的地铁盾构隧道会因各种原因产生长期沉降,构成影响隧道结构和运营安全的关键问题,而地铁荷载被认为是影响隧道长期沉降的重要因素之一。基于此,以上海地铁一号线为例,采用有限差分软件FLAC3D建立土层-隧道-道床的三维模型,采用人工数定激励函数来模拟地铁列车荷载,通过编写FISH语言施加动载,在不考虑及考虑地下水影响两种工况下,分别进行动力计算及动力流-固耦合计算,最后结合经验拟合模型计算出长期沉降量,分析了列车荷载对隧道及周围软土长期沉降的影响规律。     

暴雨洪涝灾害链实例分析及断链减灾框架构建

基于2012年8月湖北省鄂西北地区暴雨洪涝灾害典型案例,从灾害系统论出发对暴雨洪涝灾害成灾机制、灾害衍生链进行灾害系统分析。通过对灾害过程进行归纳整理,构建了暴雨洪涝灾害断链减灾框架,并给出暴雨洪涝灾害产生过程和不同位置风险管理的关键时机与措施。     

基于复杂网络的郑州市特大暴雨洪涝灾害链研究

以郑州“7·20”特大洪涝灾害链作为案例,采用危险与可操作性分析(HAZOP)法,对城市洪涝灾害的节点和传播路径进行建模,并结合复杂网络理论,选用度、边介数、平均路径长度、连通度等指标定量分析城市洪涝灾害链的脆弱性、关键节点和关键传播路径。在此基础上,提出断链减灾策略,并对其减灾效果进行科学评估。结果表明郑州“7·20”特大洪涝灾害链中节点度数、点介数和特征向量中心度都将关键事件指向交通中断、抗洪物资供应不足、应急指挥不力、地铁进水、生产线爆炸等,而“抗洪物资供应不足-暴雨洪涝”“交通中断-抗洪物资供应不足”“应急指挥不力-暴雨洪涝”这三条边对整个灾害链网络的结构起到关键作用。应急供电、应急通信、应急交通和停工停产可以有效断链减灾,并且以应急供电的断链减灾效果最显著。相关结果可以为有效应对城市洪涝灾害链提供知识图谱,辨识关键节点和传播路径,并建立断链减灾策略。     

基于层状土推覆方法的盾构隧道抗震性能分析

当前对于地铁盾构隧道进行抗震分析时多基于弹性假设的简化设计方法,难以体现土体和结构的非线性特征;而动力时程分析具有耗时长,工作量大,考虑因素多等缺点使其在工程设计中的广泛应用受到限制。地下结构静力推覆方法具有概念清晰,考虑土体与结构相互作用,相比动力方法耗时大大减少等优点。而自适应层状土推覆分析可以改善地下结构静力推覆法的地震荷载加载模式,使之在含软弱夹层的场地中同样具有较高的精度。通过建立二维的土体-结构相互作用模型,采用自适应层状土推覆分析法对实际的单线地铁盾构隧道横断面进行拟静力弹塑性分析。绘制了其抗震性能曲线并发现了相对薄弱处的位置,并与动力时程的分析结果进行了比较,证明该方法有良好的精度。同时采用该方法对地铁盾构隧道抗震响应做了参数分析,给出了管片混凝土标号和土体模量的改变对隧道薄弱点受力的影响。     

泗顶铅锌矿塌陷地生态环境灾变链式机制及灾害环境整治

引入了矿山塌陷地生态环境灾害链理论。结合泗顶铅锌矿地面塌陷引发的各种灾害,认为生态环境破坏主要包括土地、气候、水和人工生态环境破坏,地面塌陷是其主要灾害源,相应衍生出5种生态环境破坏次生灾害链。对其衍生的不同灾种之间及同一灾种不同单元体之间的相互作用机理进行了研究,共分7种灾变链式机制,并基于生态恢复对地面塌陷灾害分4类进行治理,共治理地面塌陷坑280个,同时将其划分为城市农业景观功能区和经济林景观功能区,恢复农业耕种用地(旱地)24.2 hm2,恢复经济林用地8.47 hm2。结果表明,所进行的生态环境灾变链式机制的研究是可行的,可为矿山地面塌陷灾害整治设计工作提供理论依据和新的分析思路。     

泥沙灾害链及其在灾害过程规律研究中的应用

泥沙灾害是地球表层的主要灾害之一.泥沙灾害具有链锁式反应机制,在一定条件下构成泥沙灾害链.阐述了泥沙灾害链的概念、特点及类型,并以黄河与长江流域的泥沙灾害为例,对其链式特征进行了深入分析.研究表明,泥沙灾害链是泥沙灾害过程的主要表现形式之一,反映了泥沙灾害中隐含的渐发特征和强次生灾害特征,泥沙灾害链是研究泥沙灾害过程规律和特征的重要基础.     

灾害链研究进展与展望

灾害的形成、发生与发展过程具有链式规律,灾害链已经成为灾害研究的热点问题之一。为全面了解国内外灾害链的研究进展,通过梳理和分析灾害链研究相关文献对已取得的研究成果进行归纳和总结,探讨了研究中存在的一些不足,并对今后灾害链的研究趋势进行了展望。首先,梳理了国内外研究中不同学者对灾害链概念的理解;其次,总结了灾害链研究中灾害链分类的3种方式——基于灾种的灾害链分类、基于灾害链时空结构的灾害链分类和基于灾害系统要素的分类;重点阐述了灾害链研究的主要内容,包括灾害链形成机制、灾害链风险评估、灾害链损失评估以及灾害链孕源断链减灾对策;归纳出灾害链研究中采用的3类主要方法——基于数据的概率分析方法、基于复杂网络的研究方法和基于遥感实测的研究方法;最后对灾害链研究目前存在的问题和未来可能的发展趋势进行了探讨。     

韧性城市视角下地铁系统安全运营评价指标体系

为降低地铁系统安全运营风险,从韧性城市的视角提出了一种针对城市地铁系统安全运营的评价指标体系。该指标体系在解析既有地铁系统评价指标体系基础之上,从地铁系统物理构成要素的五个基本维度出发,沿时间切入韧性的四个基本特征,建立了针对地铁系统韧性这一目标的评价方法,并概述为地铁系统韧性评价的541指标体系(即五个维度、四个特征、一个目标)。运用层次分析法对该体系内各级指标的权重进行计算和比较,结合可拓物元理论构建地铁系统韧性评价模型,并以某市地铁系统为例,利用专家打分法得到的分值进行模型的运用。这一指标体系不仅可有效识别整个地铁系统关键物理要素,并将其与韧性的不同特征建立联系,是韧性城市理论在地铁系统领域的重要拓展,对于指导地铁系统的安全运营具有很好的参考价值和借鉴意义。     

上海软土地铁隧道沉降及横向收敛变形的原因分析及典型特征

软土地区盾构法隧道变形主要包括纵向不均匀沉降和横向收敛变形。当纵向沉降累计变形、不均匀变形坡度以及变形速率等达到一定程度,横向水平直径相对标准圆变化量超过一定数值,就会引起隧道结构受力的安全问题。上海地铁自1995年1号线开通后,针对地下线路每年2次沉降监测,高架区间每年1次沉降监测,自2011年全路网地下隧道每年1次横向收敛监测,积累了大量宝贵的实测数据。对上海地铁隧道近25年的变形数据进行分析,总结了隧道纵向不均匀沉降原因及典型特征。对四种隧道横向收敛变形的分析方法和结论进行对比,总结横向收敛变形的特征。可为类似软土地质条件的城市地铁隧道结构设计、施工及运营期维护保障提供参考,减小结构破坏风险,保障城市地铁运营安全。     

川藏铁路雅砻江深切峡谷区滑坡早期识别研究

川藏铁路自东向西横穿雅砻江段高山峡谷区,沿线滑坡地质灾害频发,且具有强隐蔽性、高突发性、强链状性、强破坏性等特点,严重威胁川藏铁路的建设和运营安全。为了实现对深切峡谷区重大滑坡地质灾害早发现早防范,采用孕灾环境条件分析、高精度遥感、InSAR监测技术、无人机航拍等"星-空-地"识别技术,对深切河谷滑坡进行早期识别。获取深切峡谷区滑坡包括孕灾环境、斜坡空间几何结构、斜坡灾变演化特征等指标,构建深切峡谷区滑坡早期识别方法及指标体系,并运用该识别方法对典型滑坡甲西滑坡进行识别验证。以期为深切峡谷区滑坡地质灾害早期识别和防灾减灾等工作提供参考。     

黄土水力侵蚀-滑坡-泥流灾害链的研究现状

黄土主要分布于西北黄土高原地区,因其具水敏性、湿陷性、结构性,极易诱发地质灾害。因黄土特性诱发的原生灾害及其引起的次生灾害组成的灾害序列往往存在时间上先后顺序,空间上彼此相依,成因上相互关联的灾害链式关系。灾害链一旦发展演化,致灾能力极强,致灾规模极大。本文通过分析黄土水力侵蚀-滑坡-泥流灾害链的链式结构、演化机理及条件、防治措施等研究现状,阐述了黄土水力侵蚀-滑坡-泥流灾害链的诱因、演化机理及放大效应等。对黄土地区地质灾害链的研究趋势进行展望,并提出大致的研究思路以期为后续的灾害链研究提供科学建议。旨在找寻合理有效的工程措施,以求能降低灾害的发生概率及破坏能力。     

地铁隧道毒气事故的防治与应急处置探讨

在调研国内外地铁隧道毒气事故及其防护技术现状的基础上,分析上海市地铁隧道防毒能力和面临的若干问题,就地铁隧道化学毒剂、毒物的监测、防护以及突发毒气事件的应急救援和处置,提出综合性、可操作的对策建议,对于进一步提高地铁系统的安全运营管理水平和突发事故应急处置能力,保障地铁交通等公共场所的安全和加强城市安全管理具有重要的现实意义。     

基于贝叶斯网络的草原干旱雪灾灾害链推理模型研究

灾害的形成、发生与发展过程具有链式规律。灾害链已经成为灾害研究的热点问题之一。草原具有灾种多、灾情重的基本特点,极易遭受灾害链的影响,目前对于草原灾害的灾害链研究并不多见。通过统计内蒙古锡林郭勒地区草原灾害的历史资料,识别了草原干旱雪灾灾害链类型,并对其形成机理进行了研究;针对因果型草原干旱雪灾灾害链,以贝叶斯网络为建模工具,建立了贝叶斯网络,实现了对因果型草原干旱雪灾灾害链发生过程的推理分析。以实例说明了草原干旱雪灾灾害链贝叶斯网络的运作过程和应用效果。根据贝叶斯网络推理结果,通过GIS空间分析技术,绘制了锡盟草原干旱雪灾灾害链综合灾害等级区划图。研究结果能为深入了解草原干旱与草原雪灾的演化途径和草原灾害的防灾减灾工作提供参考。     

地裂缝对地铁隧道围岩附加动土压力影响特征研究

以西安地铁穿越地裂缝带的隧道工程为背景,在物理模型试验的基础上,重点分析了地铁列车运行过程中,地裂缝对列车振动引起的隧道围岩附加动土压力的影响特征。研究认为,在地铁隧道未产生脱空情况下,地裂缝对地铁列车振动产生的附加土压力具有衰减作用,列车从地裂缝下盘向上盘行驶时,附加土压力的衰减幅值明显大于列车从上盘向下盘行驶时的衰减幅值。地裂缝活动导致隧道脱空后,虽然地裂缝附近隧道底部的附加动土压力受地裂缝影响很小,但脱空改变了隧道结构的受力模式,使隧道的动力响应特征发生显著变化。这就提示设计人员在地铁列车穿越地裂缝带的隧道抗振设计中,上行线和下行线围岩中的附加动土压力的分布规律是不同的,在设计时应考虑这一特点,做到合理设计。