地震作用下滑坡水平运动距离概率预测模型∗

地震诱发滑坡失稳是一种常见的地质灾害。如何预测地震作用下滑坡的水平运动距离对该地质灾害的防治具有重要作用。现有经验预测模型存在不能区分有阻碍滑坡和无阻碍滑坡,依据的案例较少且只能提供滑坡水平运动距离的最优估计值而无法提供其预测误差的局限。针对上述不足,首先建立包含380个案例的地震滑坡水平运动距离案例库,基于最大似然法原理,提出可同时考虑有阻碍滑坡和无阻碍滑坡的地震滑坡运动距离经验模型标定方法。单因素回归分析表明,地震作用下滑坡水平运动距离与滑坡垂直运动距离和滑坡体积具有较高的相关性,与滑坡倾角和滑坡表面长宽比相关性较小。在此基础上,通过逐步回归的方法建立滑坡水平运动距离的多因素预测模型。案例分析表明,提出的模型具有较高的预测精度。提出的地震作用下滑坡水平运动距离预测模型可为地震滑坡危险性评价提供参考。     

基于试验的岩坡滑动面力学参数反演

由于岩体强度试验得到的力学参数与实际情况偏差较大,利用试验所得岩体结构面强度参数计算得到的岩坡稳定性系数往往与实际情况有一定误差。利用概率论中的极大似然估计法,结合室内试验和边坡安全系数计算方法,对岩坡滑动面的参数进行反演。结果表明,该反演结果精确性较高,说明所用方法更为可靠,所得结果可以为边坡的稳定性评价和支护设计提供合理的参数。     

Kalman最优平滑器在滑坡位移监测数据处理中的应用

针对传统方法中利用Kalman滤波器来处理物体的形变数据存在精度低的缺点,依据Kalman平滑比滤波的精度要高的原理,提出了将滑坡形变的估计问题视为Kalman平滑问题,而不仅仅是Kalman滤波问题;利用Kalman最优平滑器来处理滑坡位移监测数据,可使滑坡预测预报的精度得到较大提高,并在此基础上给出了一种固定区间平滑算法;最后,以龙羊峡龙西滑坡为例进行了实例分析,结果表明本文提出的方法是可行和有效的。此外,结论中针对实际运用中存在的问题提出了相应的建议。     

三维与二维滑坡稳定分析的比较研究

对滑坡的三维与二维稳定分析的结果进行了比较分析,旨在为合理正确地评价滑坡稳定性及认识三维稳定分析的优越性提供有价值的理论依据.以实际中常见的滑坡几何尺寸为依据,在建立的滑坡模型的基础上,利用滑坡三维稳定分析程序软件FS3D,对稳定安全系数和剩余下滑力进行了稳定分析计算.通过与二维分析结果的比较,阐明了地形、土力学参数和地下水影响因素对三维与二维稳定分析结果差异的影响,并在滑坡实例中得到了验证.滑坡模型和实例分析的结果表明,特别是在地形复杂和主断面难判断的滑坡类型中,三维稳定分析具有很大的优越性,并建议在如下情况下使用三维稳定分析:(1)宽度与坡长的比值较小时;(2)滑坡体厚度与宽度的比≤1/4时;(3)凝聚力C为0或较小时;(4)地下水位的变动幅度较大时.     

基于加权信息量模型的藏东南地区滑坡易发性评价

藏东南地区位于青藏高原中东部,地形和地质构造都极为复杂,是我国地质灾害发育最为严重的地区之一。在区域地质灾害调查和相关因素分析的基础上,对藏东南地区滑坡发育特征进行了分析。滑坡影响因素相关性分析结果表明:研究区内滑坡多发育于较坚硬—较软弱层状砂板岩、粉砂岩、泥岩、页岩岩组,较硬层状砂岩、灰岩岩组,松散堆积物岩组内,以及地形坡度大于45°,高程2 500~4 000 m区域内;滑坡发育密度受断裂影响大,随着断裂密度的增大,其与河流、道路距离的减小而增大。根据上述分析结果,综合选取地层岩性、坡度、坡向、地面高程、断裂密度、河流和公路7个因素作为评价因子,采用基于GIS的加权信息量评价模型对研究区滑坡易发性进行评价,并将研究区划分为极高易发、高易发、中易发、低易发和不易发等五个等级,通过成功率曲线(AUC)方法检验,评价结果具有较高的准确性。其中,极高易发区主要沿嘉黎断裂、怒江断裂和澜沧江断裂等区域大型活动断裂带和主干河流两侧分布;高易发区主要分布在主干河流两侧极高易发区边界向两侧扩展的区域;中易发区主要位于大江、大河及深切峡谷的支流两岸,及断裂密度相对较大的区域;低易发区主要在水系发育程度较低、断裂密度较小的区域分布;不易发区主要分布在断裂不发育、人类工程活动微弱的高山地带以及地形相对平缓的区域。此评价结果对藏东南地区滑坡发育特征和重大滑坡灾害防治规划具有重要的指导作用。     

基于卸加载响应比的滑坡稳定状态评价与划分

为有效评价与预测滑坡的稳定状态,提出基于卸加载响应比参数的滑坡稳定状态划分的新方法.在阐述卸加载响应比理论内涵的基础上,从损伤力学角度探讨并建立了卸加载响应比与损伤变量的相互关系,并进一步通过分析滑坡稳定安全系数与损伤变量之间的相互关系,建立了卸加载响应比与滑坡稳定安全系数的定量关系.参照相关规范和标准,以卸加载响应比值划分了滑坡稳定状态区间.并以新滩滑坡为例,计算所得卸加载响应比所对应的滑坡稳定状态与实际情况相吻合.说明可以用卸加载响应比参数对滑坡稳定状态进行评价,它与滑坡稳定安全系数一样具有理论和实际应用价值.     

基于GIS的巴东县新城区滑坡灾害危险性区划

巴东县新城区是三峡库区滑坡灾害最为发育的地段之一。通过还原滑坡形成前的物质组成和历史环境,选取了影响滑坡发育的地层岩性、水位影响带等9项评价指标。完善了基于地形条件的不规则单元划分方法,对研究区进行了斜坡评价单元的划分,使得评价单元具有更明确的地质意义和更完善的地质结构。此外,将各影响因素图与斜坡评价单元分布图叠加得到计算单元,在计算单元信息量求解的基础上提出了斜坡评价单元信息量的计算方法,进行了基于斜坡评价单元的危险性区划,得到了巴东县新城区滑坡灾害危险性区划图。分析结果表明,水位影响带、居民区、公路分布区及顺向坡坡型与滑坡灾害发生的相关性最大。高危险区占城区面积的16.4%,主要分布在长江两岸临江地段。     

基于速率倒数法的滑坡时间概率预测∗

在滑坡时间预测中,基于变形监测数据的速率倒数法受到了广泛重视。在该方法的使用过程中,存在模型参数难以同时标定、难以考虑预测时间的不确定性的难题。针对上述不足,提出了一种两阶段速率倒数模型的标定方法。基于该方法可以对模型参数进行同时标定,同时可对滑坡时间进行概率预测。结合10个滑坡案例比较了不同模型假设对滑坡时间预测的影响。结果表明,考虑滑坡时间的不确定性后,预测滑坡时间与实际观测滑坡时间更为符合。考虑速率倒数模型的非线性后,拟合最优模型与实测数据的拟合度更好;但从预测效果而言,线性模型预测结果与滑坡实际发生时间符合的程度更高。     

泥岩上覆黄土地震滑坡动力变形分析

以宁夏海原县九彩乡滑坡为例,通过对其工程地质特性进行调查,得出了滑坡成因。通过实验得出黄土与滑带土在静力状态与动力状态下的力学强度参数,然后运用FLAC3D有限差分软件建立了斜坡数值分析模型,加入震级与海原大地震相近的汶川地震的地震荷载,分析泥岩上覆的薄层黄土滑坡在地震作用下的破化模式。在模拟过程中可以得出:(1)在地震荷载的作用下,斜坡水平位移最大处发生在坡体后部较陡的部位,坡体中部和坡脚处的位移相对较小;(2)根据最大剪应变云图与监测点位移图,斜坡的大变形主要发生在地震加载的5~10s的区间内,10s后的变形趋于稳定。     

重庆风景名胜区旅游公路滑坡灾害及景观治理方案选择

从滑坡治理结构景观出发,分析重庆风景名胜区旅游公路滑坡灾害成因,针对国家级风景名胜区金佛山西坡旅游公路K9+900滑坡,提出三种滑坡景观治理方案。建立方案优选模型,通过模糊优选理论和熵权决策法联合应用,得到最优治理方案,本联合方法对其他评价工作也有一定的借鉴意义。     

基于剪切波速的土体液化概率判别法∗

采用极大似然法对确定性剪切波速液化判别模型进行了标定，在此基础上提出了基于剪切波速的土体液化概率判别模型。结果表明，由对数正态分布、正态分布、最小耿贝尔分布以及最大耿贝尔分布获得的液化判别曲线在液化概率为5%和15%时有一定差异，在液化概率为35%时区别不大。根据贝叶斯信息准则，由最小耿贝尔模型标定的模型修正系数与液化案例数据库符合程度最好。Andrus和Stokoe液化模型修正系数的均值为0.879，说明该模型获得的安全系数从平均意义上小于真实安全系数；变异系数为0.387，表明该模型具有一定程度的模型不确定性。本文所建立概率模型的液化判别曲线与文献中基于贝叶斯映射函数获得的液化判别曲线较为一致，与文献基于逻辑回归方法获得的液化判别曲线在高循环应力比区域有较大差异。     

考虑结构极限状态随机性的多维易损性分析

本文同时考虑结构在地震激励下响应的随机性和极限状态的随机性,将概率-凸集混合模型应用于结构的多维易损性分析。以最大层间位移、最大层加速度作为反映结构性能和非结构性能的两种工程需求参数,并视为符合对数正态分布的随机变量,两种需求参数的阈值被视为非概率凸集变量,分别建立阈值的椭球模型和区间模型,建立同时包含凸集变量和概率变量的二维联合性能极限状态方程;根据凸集模型和概率模型之间的相容性,提出一种混合模型下基于克里金模型的蒙特卡洛法用于求解超越概率的上、下界,得到反映超越概率区间的易损性曲线。研究表明:区间模型建立的易损性曲线较为保守;在罕遇地震作用下,不考虑阈值随机性会会低估结构的抗震能力。     

室内火灾升温过程的随机性研究

火灾升温的参数化模型由两部分组成,即升温段持续时间的确定和升温过程的函数关系。升温段持续时间是随机变量,升温过程是随机过程。随机性参数的概率密度函数复杂,用解析方法推导升温段持续时间和升温过程的概率分布类型和概率特征比较困难。本文运用Monte Carlo方法和数值方法研究了参数化模型升温过程的随机特性;给出了升温段持续时间的概率模型、升温过程的均值函数和方差函数,并利用区域模拟验证了基于参数化模型的火灾升温概率模型的有效性。     

基于数值模拟的台风危险性分析综述(Ⅱ)——随机抽样模拟与极值风速预测

台风危险性分析是台风损失估计及防灾减灾的基础。对基于数值模拟的台风危险性分析所采用的随机台风概率模型、随机抽样模拟方法和极值风速预测进行了回顾与评述,包括台风关键参数概率模型及其相关性、台风路径模型、台风登陆衰减和海陆风速转换模型以及台风极值风速概率模型,并针对我国东南沿海地区台风危险性分析数值模拟采用的相关模型给出了相关建议。     

汕头市降雨量的概率分布模型

根据汕头市实测的年最大日降雨量资料,采用极值Ⅰ型、极值Ⅱ型、极值Ⅲ型和Ｗｅｉｂｕｌｌ分布等四种极值分布模型模拟,从而确定了年的最大日降雨量的概率模型．并根据年的各时段的最大降雨量仪器记录产生概率模型,建立各时段降雨量之间的相互关系,得到汕头市降雨量的概率分布模型,作为汕头市内涝分析的依据。     

城市震后救灾系统救灾决策研究

论述了震后救灾系统模型及评估方法,采用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟和最优化技术理论,建立了城市震后救灾、救护、运输网络系统的可靠性分析方法和以失效概率为控制参数的最佳路径优化方法,并以某城市网络系统为例通过分析研究,给出了震后救灾决策方法。     

Communicating uncertainty via probabilities: The case of weather forecasts

Capturing uncertainty through numerical probabilistic statements is orthodoxy in risk science—and most of science and technology. There are a wide range of views on the utility of such statements for risk communication, and they are often seen as being central to the failure to generate common understanding about risks between science and non-scientists. The extent to which probability statements are understood is unclear. If such statements are misunderstood by many, what alternatives might communicate uncertainty better?

These questions are examined in the context of daily weather forecasts. The probabilities used in such statements concern daily events experienced by everyone, unlike the extremely small probabilities about unfamiliar events often used in risk communication. If people do not understand weather forecasts, there is little hope that statements about unfamiliar events using unfamiliar language will be understood. Some jurisdictions use numerical probabilistic statements on the likelihood of precipitation, and a variety of qualitative or categorical forecasts are also used. Drawing on a range of sources including public surveys conducted by the Australian Bureau of Meteorology, the paper examines public understanding of probabilities and public and specialist understanding of verbal categorical forecast terms.

The majority of those surveyed have basic understanding about probabilities as used in weather forecasts, but significant groups do not. However, there was limited agreement among forecasters on what the probabilistic statements meant. Similarly, there was limited shared meaning between forecasters and the public on the verbal forecast expression examined.     

基于人类动力学的地震压埋人员先验在室率研究

破坏性地震发生后,科学、有效地评估地震压埋人员压埋情况,是有序地开展应急救援工作的基础。人员在室率作为压埋率评估模型的主要参数之一,目前主要以作息时间区为基础以省或市为基础单元进行计算,这难以体现基础单元之下的不同市或县人员在室率之间的差异性。为解决这一问题,采用人类动力学相关原理,运用极大似然法估算人员在室率,进而形成基于人类动力学的地震压埋人员压埋率预估模型。最后以汶川8.0级地震部分受灾学校为例,进行压埋率实际评估和模型误差分析。研究表明:提出的微观在室率能更准确地反映人员在室情况具有更好的适用性;在实际评估中模型精度达到±0.13,表明模型能达到较好的预估效果,能为震后应急救援工作提供一定的参考。     

氯盐环境下钢筋混凝土构件锈胀开裂风险概率分析

为了研究时间和空间等不确定因素下钢筋混凝土构件的锈胀开裂损伤,针对氯离子腐蚀环境,将钢筋锈蚀划分为2阶段3个特征时刻,分析了锈蚀初始时间、锈胀开裂时间以及锈胀开裂至界限宽度时间的概率特征,建立了钢筋混凝土构件生命周期内锈蚀损伤的风险概率模型,讨论了锈蚀损伤影响参数的敏感性。结果表明:钢筋锈蚀对其影响因素的敏感程度依次为混凝土保护层、临界氯离子浓度、扩散系数和混凝土表面氯离子浓度;钢筋混凝土构件从发生锈胀开裂到裂缝达到界限宽度的时间很短,界限宽度的取值对锈蚀损伤的影响并不显著。