基于尖点突变理论的隧道工程压力锚杆稳定性研究

以压力锚杆为研究对象,针对隧道工程压力锚杆支护的复杂性建立力学模型,利用突变理论的基本公式推导出压力锚杆几何失稳的尖点突变模型,通过工程实例验算与实测对比的方式对推导出的尖点突变模型进行验证。研究结果表明:利用突变理论的尖点突变模型分析隧道压力锚杆稳定性可行;锚杆注浆固化形成一定的连续承载拱圈的同时水平力Q协助发挥锚杆的剩余强度,且越靠近锚杆中点作用效果越显著。可反馈指导隧道建设中压力锚杆布设长度、注浆位置、加固深度、锚杆应力及为现场监测点位置提供理论依据。     

两段式顺层滑坡的稳定性分析

对于大型的突发顺层滑坡,滑面通常具有主滑和锁固的两段特征。为了分析两段滑面共同作用下滑坡的稳定性,本文提出了两段式顺层滑坡的尖点突变模型,对于主滑段和锁固段分别采用应变软化介质和弹脆性介质的本构模型,并在此基础上,探讨了影响两段式顺层滑坡稳定性的控制性参数,分析了降雨、库水位变化反复作用下滑坡预测预报应注意的问题,同时基于尖点突变模型研究了白岩沟桥西滑坡随坡脚开挖不同阶段其稳定性的变化过程。结果表明:大型突发顺层滑坡的稳定性与刚度比密切相关,影响刚度比的主要参数为剪切模量和滑面形态,当锁固段卸载或主滑段加载时,刚度比降低,斜坡越容易滑动;随着降雨、库水的反复加载作用,滑面产生刚度硬化和刚度软化两种趋势,且临界滑动的位移随之发生变化,通常滑坡发生前要经历多次变形加速。本研究提出的尖点突变模型对于两段式顺层滑坡的预测预报具有一定的理论指导意义。     

尖点突变模型在研究洪水引起环境突变中的应用

以1998年霍林河特大洪水为例，在进行洪水对环境影响作用分析的基础上，将洪水发生的危险系数、地面高程、地形坡度、降雨影响程度、土地盐碱率和草地开垦率6个控制变量划分为两个主分量。由于洪水引起的环境突变可以归纳为一种耦合突变，我们采用尖点突变模型进行求解，得出各主分量的数学表达式和水环境突变区域边界，绘制了该流域环境突变分区图，论证了应用尖点突变模型研究环境突变的合理性。     

社会技术系统视角下企业生产安全事故突变机理研究

基于社会技术系统理论,将事故成因要素分为社会干预和技术控制两方面,并结合突变理论构建企业安全生产系统的尖点突变模型,分析事故可能发生的突变点及演变路径,为事故防控提供有针对性的决策依据。     

海水水质评价的突变模糊指数公式及效果验证

为了使突变模糊评价指数公式不受指标数多少的限制和评价指数值的分级标准不随指标的不同和指标数的不同而变化,通过适当设定海水各项指标的参照值及指标值的规范变换式,使海水不同指标的同级标准的规范值差异较小,从而用规范值表示的不同指标皆"等效"于某个规范指标,因此,只需构建海水水质评价的尖点突变和燕尾突变2种突变模糊模型。任意多项指标的海水水质评价可以分解为若干个尖点突变和(或)燕尾突变2种突变模糊评价模型的组合表示。将基于指标规范值的突变模糊指数公式应用于珠江口及青岛某海区的海水水质评价,并将评价结果与BP网络及模糊综合评价法评价结果进行了比较。结果表明,突变模糊指数公式的评价结果与其他方法的评价结果基本一致。与传统的其他评价方法相比,基于指标规范值的突变模糊指数公式具有通用性、普适性和简便性的特点。     

城市湖库蓝藻水华形成机理综合建模研究

蓝藻水华形成是诸多营养及环境因素相互作用的结果,因此,本文对城市湖库蓝藻水华形成(包括复苏、萌芽、生长、暴发阶段)这一复杂生态过程进行了综合建模研究.通过在阳光房中模拟湖库蓝藻水华形成过程,采用正交实验分析获得蓝藻生长的关键影响因素,并为蓝藻水华形成机理建模提供相应参量.在此基础上,构建了用于模拟湖库蓝藻水华形成过程的蓝藻生长机理模型,采用遗传算法对机理模型中涉及的参数进行优化率定;同时,考虑蓝藻水华暴发阶段具有突变特性,建立了描述蓝藻水华暴发状态的尖点突变模型,进而构建了城市湖库蓝藻水华形成各阶段的综合机理模型.实验仿真结果表明,该综合机理模型能较好地模拟城市湖库蓝藻从复苏到暴发整个过程的变化规律,且该模型结合了数学机理建模和智能方法的优势,克服了单一蓝藻水华机理模型的缺陷,为湖库蓝藻水华形成机理的深入研究提供了新思路.     

富营养化水体水华暴发的突变模型

对南方某水库1991～2004年水质数据进行了系统分析,综合考虑TP、N:P、Chla和DO4个对该水库富营养化乃至水华影响较大的因子,构建了该水库水华突变的尖点模型.经检验,模型的相对误差控制<5%,具有较好的拟合精度.根据模型的突变判别,水库的水生态系统在1997年发生了突变,这一模拟结论与TP指标的突变判别结论相印证,并与该水库1997年首度暴发水华的实际情况相一致.     

基于指标规范值的环境质量突变模糊普适指数公式

针对传统突变模糊归一化公式的问题,在适当设定指标参照值和指标值的规范变换式基础上,使同类环境不同指标同级标准的规范值差异尽可能小,而不同标准的指标规范值差异尽可能大,从而可以认为用规范值表示的同类环境的各指标皆等效于某个规范指标。而任意m项指标的突变模型可用多个尖点突变(m=2)和(或)燕尾突变(m=3)两种突变模型组合表示,且具有可规范的指数分级标准值。基于指标规范值的环境质量突变模糊指数公式具有普适、统一和简单、适用的特点。     

嘉陵江流域吸附态非点源污染负荷研究

以美国通用土壤流失方程为基础,通过考虑引起流域土壤流失年际变化的水文条件和土地管理因素及泥沙输移过程的时空差异,提出了能够反映流域泥沙输出量逐年动态变化的估算方法,并以嘉陵江流域为研究对象进行了验证.在此基础上,根据流域吸附态氮磷污染年负荷与年泥沙输出量的相互关系,建立了流域吸附态氮磷污染年负荷模型.基于地理信息技术,应用所建模型,对嘉陵江流域1990～2005年因水土流失产生的吸附态氮磷污染负荷的空间分布进行了模拟和定量研究.结果表明,该流域吸附态氮磷流失较严重的地区主要分布在上游的白龙江和西汉水子流域;近年来,由于流域水土流失治理工作的进展,吸附态氮磷污染负荷逐年减少,近5年平均吸附态氮磷污染负荷分别为34423t/a和1848t/a,与1990年相比减少约60%.     

基于突变理论的客运车辆交通事故机理研究

为研究客运车辆运行状态的变化对客运车辆交通事故发生机理的影响,引入突变理论,指出车辆发生交通事故的本质是车辆运行状态发生了突变;通过构建客运车辆运行状态的燕尾突变模型,分析发现一些参数的连续性或阶段性变化使其越过了分歧点集,是客运车辆运行状态系统发生突变的直接原因,同时给出了分歧点集的形式;最后结合燕尾突变模型,详细分析了一起客运车辆交通事故案例的发生机理或过程,揭示了其事故发生的本质规律,同时也验证了该模型的可行性,并指出防止系统越过分歧点集是预防客运车辆交通事故的有效方法。为预防和控制客运车辆交通事故提供一种新的思路和方法。     

水土流失,耕地减少

我国是世界上水土流失最严重的国家之一。长期以来,由于自然和人为因素的影响,水土流失分布面广,流失程度剧烈,危害十分严重。我国的黄土高原是世界上水土流失之最,长江以南的红壤丘陵山区和石灰岩地区局部块状流失也相当严重,     

建设项目突发事故演化阶段及演化机理研究

为有效预防及控制建设项目突发事故,对建设项目突发事故演变的阶段性特征及其演化机理进行研究。将建设项目突发事故划分为危机潜伏期、事故爆发期、事故蔓延期和事故终结期四个阶段,归纳了各阶段的特征,进而采用尖点突变、诱因耦合和耗散结构等理论及方法建立阶段模型,阐释了建设项目突发事故演化的过程,并对事故各阶段演化机理进行了刻画。该研究有助于掌握事故发生规律,强化人们对事故演变机理的认识,便于及时采取预防和控制对策。     

不同林地清理方式对杉木幼林生态系统水土流失的影响

利用径流小区定位观测法对不同林地清理方式林地的水、土、肥流失及产流过程进行的６年定位研究结果表明：不同林地清理方式导致了林地水、土、肥流失的较大差异。随时间推移，这种差异在缩小。林地缺少采伐剩余物覆盖及炼山时有机质烧失是炼山林地严重水土流失的重要原因。在影响南方杉木造林地水土流失诸因子中，炼山是首要因子。     

基于GIS和模型的流域非点源污染控制区划

采用GIS技术和USLE,SCS-CN,污染物流失经验模型及AnnAGNPS机理模型相结合,对农业集约化程度较高的南方中等尺度流域进行农业非点源污染控制区划.结果表明:利用GIS和经验模型回答了流域农业非点源污染氮磷来源与贡献,标识了农业非点源污染氮磷等污染物的关键源区,发挥了经验模型所需模型参数少、研究尺度较大、效率较高的优点,通过GIS的栅格数据空间分析功能,实现了流域非点源污染的分布式模拟,识别了NPS的关键源区.借助AnnAGNPS机理模型,在模型得以校验的前提下,模拟了非点源污染管理措施方案.以模型和GIS的定量结果为依据,对九龙江流域农业非点源污染控制进行了区划,共划分了水土流失控制区、生猪养殖+水土流失控制区、化肥施用+生猪养殖控制区、水土流失+化肥施用控制区及化肥施用+水土流失控制区5类控制单元.      

三江平原水土流失变化趋势浅析

影响水土流失的因素不外乎自然和人为两个方面：自然因素有气候、土壤、植被、地形4个因子;人为影响则主要指土地利用方式、水土保持措施等。本文利用美国USLE模型,该方程全面考虑了影响水土流失的自然因素,使用降雨侵蚀力、土壤可蚀性、坡度坡长、作物覆盖和水土保持措施五大因子进行定量计算,分析三江平原近五十年来水土流失现状及水土流失变化趋势,并提出措施建议。     

北京密云水库流域非点源污染现状研究

密云水库流域非点源污染现状的初步研究表明 :流域非点污染源主要有化肥损失、畜禽粪便流失、水土流失三种类型。水土流失是最主要、最直接的污染源 ,同时也是其它二种污染的载体 ;不同土地利用类型及耕作方式对污染物流失影响强烈 ,农田流失最严重 ,其中坡耕地形式流失量最大 ;汛期污染物流失量约占全年流失量的 60 % ,表明非点源污染已成为影响水库水质的主要污染源。应推广水土保持技术 ,防止水土流失 ;合理施肥 ,重视畜禽养殖业的环境管理。     

非常规突发灾害事故的演化机理与演变路径分析

为完善非常规突发灾害事故的演化机理及演变路径,提高应急指挥决策的准确性,本文在定义非常规突发灾害事故和介绍突变理论原理的基础上,通过轨迹交叉理论对非常规突发灾害事故的致因进行分析,建立了非常规突发灾害事故的尖点突变模型,并描述了此类灾害事故的五种具体演化模式;同时,基于灾害事故、承灾体、致灾体、应急救援活动四个要素,分析了非常规突发灾害事故几个关键情景的可能演变路径,旨在为针对非常规突发灾害事故的可能演变路径而进行应对提供决策依据。     

浅谈影响红壤坡地水土流失的几点因素

本文根据红壤坡地水土流失现状,总结了影响水土流失的影响因素,为进一步减少径流流失具有重要现实意义。     

水土流失模型在山西省输电线路的预测研究

输电线路建设触发的水土流失常引发各类自然灾害,对人类的生存和发展构成了潜在威胁,已引起国内外的广泛关注。本文针对山西省输电线路走向,结合通用土壤流失方程（USLE,Universal Soil Loss Equation）和改进型土壤流失方程（Revised Universal Soil Loss Equation）[1],展开对山西省特定地貌特征的输电线路建设工程水土流失预测研究,得到适用于山西省地貌特征的水土流失参数及计算方法。研究结果可为山西省输电线路建设的水土流失防控工作提供参考。     

非点源污染与水土流失控制——美国“通用土壤流失方程”的应用

一、前言随着生产的发展和科学技术的进步,人类对于土壤流失危害的认识日益深刻和系统。土壤流失不仅造成宝贵的国土资源的损失,危及生产发展,同时还会引起江河湖泊的淤积,水质污染等一系列环境生态的恶化,对人类的生存繁衍有着深远而广泛的影响。因而水土流失的防治是发展经济、保护国土、保护环境的一项重要工作。多年来,世界各国为有效控制水土流失,开展了大量研究和治理工作。美国“通用土壤流失方程”则为其突出成果之一。“通用土壤流失方程”(Universal