建筑物塌陷损坏评价的物元模型及其应用

矿产采掘和地下水资源开采造成的地表塌陷是一类较为严重的地质灾害,地表的塌陷必然会对依附于地球表层的建筑物造成不同程度的损害,建筑物损害的量化评价是地表塌陷损害工程评估的一项重要内容。本文应用可拓学的理论和方法,基于可拓学中的可拓集合变换和相关函数分析法,给出了受塌陷影响建筑物损害评价的经典域物元和节域物元,并建立了建筑物损害量化评价的物元模型。通过具体的计算示例说明了该方法的应用步骤,并对该方法的合理性进行了验证,为建筑物塌陷损坏评价提供一种新的方法。     

广州市地面塌陷的形成原因与时空分布

地面塌陷是珠江三角洲城市地质灾害的主要类型之一。广州市地面塌陷灾害频繁发生,近10年来呈波动式上升趋势。其塌陷类型分为岩溶塌陷和工程地面塌陷两种,岩溶塌陷主要分布在广花盆地的花都区、白云区,工程地面塌陷主要分布在中心城区。地面塌陷灾害孕灾环境复杂、致灾因子多样,承灾体脆弱,灾害后果严重。人为因素是地面塌陷的主要诱发因素。岩溶塌陷主要是由于过量抽取地下水或矿山疏干排水、地下采空、暴雨触发所致;工程塌陷主要是人类工程行为所致,其主要致灾因子包括排水疏干与突水(突泥)作用、人工加载、人工振动、人工开挖桩基、地表渗水、地铁等地下工程盾构掘进等。     

塌陷土洞的地面安全警戒距离研究

土洞塌陷后如何确定地表的安全警戒距离是实践中亟待解决的问题,但现有研究成果很少。采用数值计算方法,考虑塌陷后土洞的空间效应,按轴对称模式进行建模,然后提出了分析塌陷土洞内壁临界稳定坡角和地表安全警戒距离的方法。通过对既有塌陷土洞案例的计算,初步验证了该方法的有效性。然后采用该方法研究了土洞内壁临界稳定坡角随土洞半径和洞深变化的规律。在此基础上,计算得到了典型塌陷土洞的地面安全警戒距离分布情况。分析表明,塌陷发生在一般路基压实土范围内时,地表安全警戒距离最大值可取2.5 m;对于一般正常固结土,地表安全警戒距离最大值可取5.0 m。该成果可供土洞抢险时参考。     

浅谈矿震灾害——以台吉矿震为例

矿震是一种威胁矿山安全生产的自然灾害,而且是与矿山开采有关的动现象中破坏较大的一种灾害。矿震的成因较为复杂,大致可分为两种类型,一种是矿山塌陷引起的地震;另一种是区域构造活动的矿山开采诱发矿山内构造活动而发生的地震。     

地表移动动态实时模拟及可视化

将地表动态沉陷变形过程划分为两个阶段,提出了经验比例系数,以此为基础对地表移动动态基本微分方程式进行修正,解决了原有时间函数模拟曲线与实际情况不符的问题。通过观测站实测数据和改进的时间函数,采用visual C++面向对象可视化编程进行前台处理,采用Access数据库管理系统进行后台管理,利用MFC ODBC类实现前台和后台之间的通讯,建立了基于客户机/服务器模式下的地表移动动态实时观测系统。计算结果表明,该方法能反映地表移动的动态特征,对指导开采设计和选择地面建筑物保护措施具有较大的实用价值。     

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。     

城市地下水流场人工调控与减灾方案

以郑州市为例,针对城市区域长期过量开采地下水导致的一系列严重的环境地质灾害,诸如地下水水位持续下降形成区域地下水降落漏斗并不断扩张、含水层疏干、供水井吊泵、泉水断流、地下建筑工程浸没、地面沉降和塌陷等,探讨了城市地下水流场人工调控的减灾方案。建立了地下水系统的准三维动态数值仿真模型,以非均质各向同性渗流模型仿真地下水流,用不规则三角网格有限差分法求解了三维数值仿真模型。先解逆问题反求参数,再解正问题计算地下水各项资源量,数值仿真预报地下水渗流场至１９９８年。在此基础上,通过地下水渗流场的宏观调控与优化管理,使研究区内不合理开采地下水资源所引发的环境灾害减小到最低程度,为郑州市的环境减灾工作提供了科学依据。     

广州市主城区地面塌陷灾害危险性评价研究

人类工程活动诱发地面塌陷是城市地质灾害的主要类型之一。广州市主城区地面塌陷灾害频发且损失特别严重。本文采用信息量数学模型与GIS技术结合对其地面塌陷灾害进行危险性评价;选取了断裂构造、地壳稳定性、第四系覆盖层厚度、基岩岩性、地下水动力条件、地表人类活动强度和地下活动强度等7个指标中的21个变量构建了危险性评价指标体系;应用ArcGIS9.0软件参与了数据的采集、管理、分析和评价结果表达等过程,将广州市地面塌陷灾害危险性分为极不稳定级、不稳定级、次不稳定级、基本稳定级和稳定级等五个等级,极不稳定级主要分布在主城区西北角,次不稳定级分布面积最广。     

基于大样本的强透水砂层盾构施工风险与控制研究

基于大量强透水砂层盾构施工工程事故现场调研及资料分析,建立大样本数据库并构建强透水砂层盾构施工风险事故树,以分析风险源及各自权重;基于模糊综合评价法探究强透水砂层盾构施工风险评估方法,推导出各风险因素对风险发生概率和损失的评价矩阵,从机理控制层面提出风险控制措施,并以广州某强透水砂层盾构工程实施验证。研究表明,施工风险主要为管片破裂、隧道上浮、渣土喷涌及地表塌陷等,风险发生概率与相应损失程度均可划分为5个等级。可通过加强管片拼装质量、改善上覆土层工程特性、渣土改良及装置改进等风险规避策略,有效控制施工风险,并结合风险规避、保留及转移等3种策略对地表塌陷风险进行有效控制。     

中国岩溶区的地震及其震害特征

对岩溶塌陷及诱发地震进行了初步探讨。塌陷及其地震对水利工程的危害，已成为岩溶发育区最重要的环境岩土工程问题之一。     

环渤海地区地面沉降成因分析与对策研究

地面沉降是环渤海地区主要环境地质灾害之一。发生面积广泛、沉降速率显著加快是本区这一灾害的两大突出特点。本文阐述了地面沉降对经济建设的危害 ,对其形成原因进行了探讨 ,并提出了相应对策     

区域房屋震灾脆弱性模拟评估系统

以中国县级尺度房屋结构数据库为基础,基于B/S(Browser/Server)架构,利用地震烈度图、地震烈度与房屋受损关系研究成果,构建了区域房屋震灾脆弱性模拟评估系统,实现了对各区域在不同等级地震发生时的房屋受损、受灾人口等情况进行模拟评估,分行政区和地震烈度区对灾害损失进行各种统计与GIS可视化表达,以及根据损失情况对灾害影响区进行脆弱性等级划分等功能。基于B/S架构的系统便于系统的应用普及,将进一步促进研究成果向应用的转化。本系统的构建将为从全国尺度和区域尺度把握房屋震灾脆弱性,以及制定各地区的防灾、减灾规划和灾后应急对策提供有效支撑,并为实现灾害防治的信息化管理提供参考。     

基于GIS技术的快速震害评估方法

地震灾害损失评估是防震减灾领域一项十分重要的工作，本文分析了当前震害评估工作的现状和存在的问题，并就GIS技术应用于震害评估的可行性进行了讨论，提出了基于GIS技术的快速震害评估方法的基本原理和技术思路。     

改进的物元可拓模型在台风灾害预评估中的应用

以数值天气预报产品为信息源,选择降水量、降水强度、最大风速、经济易损性作为评价因子,建立了可拓模型,并进行了台风灾前的灾害预测性评估。针对物元可拓法在台风灾害预评估应用中的不足之处(当待评估的数据超出某一指标评价指标范围,其关联度函数就会出现无法计算的情况),对原有模型中经典域的量值作规格化处理和改变关联度计算,以海南岛的台风历史灾害数据为基础,建立了新的评估模型,并将GIS与评估模型结合开展实例应用,结果表明:该方法是可行性。     

煤矿开采沉陷监测——基于合成孔径雷达差分干涉测量的研究

采矿引起地面沉陷是矿区经常发生的一种破坏性灾害.作为空间对地观测技术的一个重要分支--合成孔径雷达干涉测量技术,可以实现高精度大范围的矿区开采沉陷监测,越来越受到人们的重视.采用"两轨法"差分干涉测量技术对矿区开采沉陷监测进行了试验研究,提取了垂直形变图,分析了试验区开采沉陷随时间变化的规律,并对沉陷区作了剖线分析.     

地下水开采引起地面沉降预测方法的现状与未来

地面沉降作为一种广泛的地质灾害,不仅对地面设施造成很大的破坏作用,而且也会使地下环境发生变化,给工业生产、城市建设和人们生活带来的影响是深刻和巨大的。本文首先分析了地下水开采引起地面沉降的机理;然后根据运用的理论将目前由于地下流体资源开发引起地面沉降的预测方法归纳为5种:数理统计法、早期的数值计算法、准三维计算法、基于真三维水流模型的计算法及三维完全耦合模型,并将之分类总结,概括其优缺点。重点介绍了当前运用最多的准三维预测方法,以及1种基于真三维水流模型的计算方法,该方法曾经成功地分析了日本房总半岛由于地下水抽取引起的地面沉降。