物元理论在区域减灾中的应用

物元分析是解决矛盾问题的规律和方法,是系统科学,思维科学和数学的交叉学科,本文通过具体的事例分析说明自然灾害研究具有发散性,可扩性,相关性的共轭性的特点,鉴于自然灾害的特性,提出了减灾工作应在传统理论研究的基础上,应用物元理论采用可拓学的方法。     

基于物元理论的自然灾害损失等级划分方法

基于"灾度"概念及其改进算法,结合物元理论,提出了自然灾害损失等级划分的可拓学算法,建立了基于物元理论的自然灾害损失等级划分模型,将物元分析方法应用于自然灾害损失等级划分,作为灾害损失等级评估方法的一种补充,并与之前算法互为验证.不仅论证了物元理论应用于灾害等级划分的可行性,阐述了自然灾害损失评估物元模型的算法过程,而且利用该模型正确评估了2008年中国南方冰冻灾害的损失等级.经过反复验证,证实了该方法的科学性,同时提出了该模型尚存在的细节问题,如灾度上限的取值,权重确定的方法等问题,以便于更好的完善该模型算法.     

应用可拓学构建城市公共安全体系的研究

可拓学研究可提供解决矛盾问题的规律与方法。城市公共安全体系建设的目的是要解决灾害和事故的不可避免性与使灾害和事故损失最小化之间的矛盾。运用物元理论对城市公共安全事件的特点进行形式化表述，分析其发散性、可扩性、相关性和共轭性等，有利于寻找城市公共安全的基本矛盾，为城市公共安全体系的建设提供依据。在城市公共安全体系构建研究中引入可拓理论，有利于规划组建完善的城市公共安全体系。     

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。     

可拓模型在通化市矿山地质环境评价中的应用

针对吉林省通化市矿山地质环境问题,经调查通化市矿产资源集中开采区(以下称矿集区)的基本情况,基于可拓学理论,对通化市已调查矿山进行地质环境评价。评价模型选取12个指标,采用博弈论的方法,将AHP法与熵权法对各指标赋权值进行优化分配,进一步分析主要影响因素,利用可拓学理论定量评价研究区矿山地质环境。对通化市矿集区107座矿山的评价结果表明,矿山地质环境不良点9处,地质环境一般点9处,地质环境轻微点89处,评价结果可以为矿山地质环境修复治理工作提供依据。     

自然灾害的物元分析灾情评估模型初探

本文提出了用物元分析进行灾情评估的新方法。该方法将灾情划分为三类,计算每项评估指标对各类灾情的关联函数,采用指数超标法计算各项指标的权值,然后应用加权公式计算全部指标对各类灾情的综合关联程度,并根据评价标准对灾情作出评估。该方法应用于45个灾情个例评估结果与用灾度判别法评估结果比较表明其用于灾情评估具有科学性和实用性。     

可拓法评估煤矿瓦斯爆炸易发性

为了量化煤矿瓦斯爆炸的可能性,并为防治瓦斯爆炸提供量化指标,借鉴可拓学原理,对煤矿瓦斯爆炸易发性进行预评估。首先,详细阐述可拓学评估原理;接着,为了验证煤矿瓦斯爆炸易发性可拓评估的可行性,结合某一煤矿实例,比选煤矿瓦斯爆炸易发性的评价指标,并确定煤矿瓦斯爆炸易发性的分类标准,构建煤矿瓦斯爆炸易发性评估的经典域、节域和物元;然后,为了避免确定指标权重的人为主观因素的影响,提出用简单关联函数确定指标权重;最后,计算煤矿瓦斯爆炸易发性的关联函数值和关联度,确定瓦斯爆炸易发性的等级及其变量特征值。经计算,煤矿爆炸易发性的可拓评估结果为"很小"等级。同时,为了验证可拓评估结果的合理性,将其与模糊评估进行比较,两者所得评估结果相一致。从而表明:将可拓学应用于煤矿瓦斯爆炸易发性评估是合理可行的。     

煤层自燃危险性的模糊——可拓理论判别模型

首先确定了影响煤层自燃的因素指标,并对它隶属于不同自燃等级的取值进行了无量纲化处理,采用模糊层次分析法确定了各个因素权重,利用可拓学理论建立了煤层自燃危险性判别模型。其次,以山东新汶矿业孙村煤矿十三层煤为例,采用模型方法对其自燃危险性进行了评价,所得结果与煤科院的自燃鉴定结论一致。上述研究不仅丰富了煤层自燃危险性评价方法,而且也为预防此类灾害起到了一定的参考和借鉴作用。     

基于GIS的台风灾害损失评估模型研究

由于台风灾害所造成的损失有些是无法用精确的数学模型来描述,其损失可能是一个区间值。为准确及时地了解台风灾害过程中可能造成灾害损失等级的大小,选择了降水量、降水强度、最大风速、经济易损性作为评价的指标。采用可拓分析方法,将评价指标及其特征值作为物元,通过计算综合关联度判断灾害损失的等级;建立基于GIS的台风灾害损失评估模型,以实现台风灾害的动态评估。     

我国东南沿海地面沉降类型及其特点

东南沿海是我国地面沉降发育严重的地质灾害区,按照形成地面沉降的主要原因分为超采地下水而产生的地面沉降、软土地基地面沉降与工程性地面沉降,各类型呈现出各自的沉降特点.     

扬州市城区地面沉降现状与防治对策

扬州市城区第四纪地层覆盖差异很大，明显分成两个不同的区域：扬州城区西南部仅为全新统和上更新统沉积，厚度较薄；而扬州城区东北部，第四纪地层发育较全，厚度较大。地层上的差异使得扬州市城区地下水的开采也呈现出差异性：城区地下水主采层第Ⅱ、第Ⅲ承压含水层主要在城区东北部，西部、南部缺失。由于主要开采层集中在东北部，加之较长期的地下水过量开采，使得本区地下水水位降落漏斗主要分布在城区北部。通过对20年前测量过的一些水准点和监测井的水准复测，证实扬州市城区确实有地面沉降的发生。但扬州城区的地面沉降量并不是很大。结合地质水文条件的分析，文章提出地下水位控制在一定范围之上（-30m）对地面沉降的影响较小的观点，认为应合理控制开发地下水。针对扬州市城区的地面沉降现状，提出在现有地面沉降监测设施的基础上，再补建一些地面沉降监测GPS标石点，对一些重点区应加密布设。同时，密切关注地下水位的变化，预防严重地面沉降灾害的发生。     

轨道交通运行引起的场地振动试验研究

轨道交通运行引起的环境振动问题,已成为土木工程界关注的一个新的课题。对南京市栖霞镇某场地进行了列车振动现场试验,得到了不同列车车型与车速下的地面振动速度时程曲线,给出了地面振动速度的频谱特性和衰减规律,分析了列车运行引起的环境振动的传递路径,为进一步研究轨道交通振动控制提供了参考。     

西安地裂缝对地下排水管道的破坏及防治

西安地区地裂缝对排水管道造成很大的破坏,经过分析、研究,提出了通过地裂带处的旧排水管道的改造方案,并给出了在新建排水管道通过地裂缝处时应采取的方案.     

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。     

快速轨道交通运行引起的场地振动反应分析

在运输业高度发达的当今社会,轨道交通运行引起的环境振动已经引起了越来越多的关注和研究。本文以ABAQUS软件为计算平台,基于轨道几何不平顺理论荷载模型,采用基于Davidenkov骨架曲线的非线性动粘弹塑性模型描述土的动力特性,以南京典型场地条件为研究对象,对快速轨道交通运行引起的场地地表振动特性进行了分析,得到了不同列车车速下地表振动的强度、频谱特性及其衰减规律,并分析了场地振动强度的影响因素,为进一步研究和控制快速轨道交通运行引起的地面振动提供了基础性资料。     

地震作用下结构失稳诱发的塌陷和地裂缝机理分析

分析了地震诱发的地表塌陷和地裂缝机制。通过地裂缝微观机理分析研究发现:(1)地震造成了大量的地裂缝和塌陷,这些破坏的出现与地震发生时造成的瞬间应力变化和结构破坏密切相关;(2)利用结构突变失稳理论来研究岩土体内部结构是可行的。当应力状态满足孔隙结构失稳判别式时,结构元的变形状态将产生一个“跳跃”;(3)地震情况下岩土体颗粒之间有效接触力的增加,使得结构的变形能增大;同时导致颗粒间连接刚度的降低,导致结构的失稳,这些变化又是在瞬间发生和完成的,这就造成了在地震发生时总是伴随着大量的裂缝和塌陷的出现。     

基于Pushover方法的中小学砌体结构抗震性能评估

针对中小学砌体结构教学楼的受力特点,提出横墙和开洞纵墙的等代框架模型,分析了模型的抗弯、抗剪和轴向刚度计算方法;结合国内外对钢筋混凝土结构性能水平的划分标准,将砌体结构的性能水平划分为正常使用、中等破坏和生命安全三个阶段,并通过对大量砌体墙片试验数据的统计,得出其各性能水平对应的层间位移角限值。最后利用所提模型对一砌体结构教学楼进行Pushover分析,将其实际层间位移与所提性能指标进行比较,结果表明结构在不同地震水平下均满足预定的性能目标。     

沪宁城际铁路高架桥段CRH动车组运行引起的地面振动现场测试与分析

对沪宁城际铁路CRH动车组运行引起的高架桥段地面振动竖向速度和加速度进行了现场测试,分析了地面振动特征及其传播的衰减规律。结果表明:CRH动车组运行引起的地面振动主频在70Hz以下,属于低频振动;地面振动峰值速度和加速度随着离高架桥距离的增大而减小,20m以内地面振动衰减幅度较大;地面振动峰值随列车时速的提高而增大,车厢数量对地面振动峰值和主频成分的影响不明显;CRH动车组运行引起的地面振动对一般性建筑物影响不大,列车时速为300km左右时,地面振动速度超过办公室等公共建筑的允许值,列车时速为200km左右时,地面振动速度超过居民住宅的允许值;与其他高速铁路的地面振动实测值相比,沪宁城际铁路CRH动车组运行引起的高架桥段地面振动强度相对较低。     

地铁列车运行引起的环境振动评价

随着城市地铁建设的快速发展,地铁运行引起的环境振动问题引起了社会的广泛关注。以软件ABAQUS为计算平台,给出了模拟地铁列车振动荷载的表达式;采用修正Martin-Seed-Davidenkov动粘弹塑性本构模型描述土的动力特性;分析了地铁列车运行引起的地表振动特性;以地表振动加速度振级表征地表振动强度,对地表振动强度进行了分析和评价,为地铁线路选线和地铁沿线邻近建(构)筑物的减隔振设计提供一定的依据。