锈蚀RC柱的概率抗剪承载力模型与校准分析∗

为了克服传统确定性抗剪承载力模型无法合理考虑随机性所存在的不足,综合考虑力学机制和多种随机性, 研究建立了锈蚀钢筋混凝土(RC)柱抗剪承载力分析的概率模型,并据此提出了可以校准传统确定性模型的概率方法。首先依据桁架?拱模型的剪力传递机制,综合考虑锈蚀对纵筋和箍筋的截面积、箍筋有效屈服强度、混凝土有效抗剪截面积的影响,建立了锈蚀 RC 柱的确定性抗剪承载力模型;然后综合考虑模型假定、试验数据和材料参数等方面所存在的随机性,建立了抗剪承载力分析的概率模型;最后基于概率模型的置信区间,提出了传统确定性抗剪承载力模型的概率校准方法。分析表明,该模型可以描述抗剪承载力的概率特性,并评估传统确定性抗剪承载力模型的预测精度。     

土石坝渗流监测模型分析

渗流监测是土石坝安全监测的重要内容之一，统计模型在渗流监测资料分析中占有重要地位。以渗流基本方程及其定解条件为基础，全面分析土石坝渗流监测效应量影响因素并建立统计模型。对多元线性回归方法进行了说明，并结合监测实例说明了该模型的可靠性。     

火灾规律双重性模型及其对室内漏油火灾的分析

火灾的规律具有双重性:确定性和随机性。只有既研究其确定性又研究其随机性,并进而研究二者的综合才能完整地认识火灾的规律。本文提出火灾双重性规律的学术思想,通过构造室内漏油火灾的确定性和随机性模型,阐明运用火灾双重性规律表述火灾过程的具体方法。文中用微机实施的大量计算表明,该模型能方便地预言:发生室内漏油火灾时,室内设备是否会损坏以及可能被损坏的概率.     

基于PSO-AHP的大坝致灾因子权重计算

提出了一种基于改进粒子群优化-层次分析法(SELPSO-AHP)的致灾因子权重计算模型,该模型依据大坝现场检测、原型监测和安全定期检查等成果,由层次分析法构建大坝风险分析的层次结构体系。为保证判断矩阵的一致性,引入改进粒子群算法和罚函数法用于层次分析法的权值计算,取得了比遗传算法更精确、更稳定的结果。将所建立的模型用于某混凝土重力坝的运行风险分析,得到了影响该坝运行风险的主要因素,为保障大坝安全提供了依据。     

堤防工程综合安全模型和风险评价体系研究及应用

为获得荆南长江干堤的安全特性,在层次分析法及模糊一致理论的基础上,考虑堤防工程水、土两相系材料的特点,建立了模糊综合评判系统结构模型。通过正态型模糊隶属函数,结合两种权值理论实现了对堤防工程的安全综合评判。在模糊综合评判结论的基础上,结合模式识别的间接方法,提出了广义多维加权模糊识别模型,实现了对典型堤身段的安全模式识别,并对模型指标体系作了敏感性分析。所得成果比较全面地反映了干堤在复杂运行条件下的综合安全特性,对指导工程现场管理与监测有现实意义。对于复杂堤防系统,模糊综合评判是实现全面风险分析的有效手段,而广义多维加权模糊识别模型可以为工程安全决策提供有力依据。     

县域国土空间斜坡地质灾害敏感性评价研究

地质灾害敏感性评价对灾害预测具有重要作用,由于县域国土空间面积较小,斜坡地质灾害发育数量相对较少,导致敏感性评价模型不同而预测结果差异较大,难以真正有效的服务防灾救灾工作。本文以山西省五寨县为研究区,以高程、坡度、坡向、地势起伏度、地质构造、地层岩组、道路工程扰动、河流水系和植被覆盖为敏感性评价因子,综合运用GIS空间分析、相关性分析、确定性系数、支持向量机、随机森林等方法,将基于统计思想的确定性系数模型（CF）和基于机器学习的支持向量机模型（SVM）进行组合,构建CF-SVM组合模型,利用研究区93处斜坡地质灾害点,分别采用CF模型、SVM模型、随机森林模型（RF）和CF-SVM模型进行敏感性评价,并对4种模型的评价结果、模型精度、模型适用性进行了分析。结果表明：CF-SVM模型精度最高（AUC=0.828）,所划分极高敏感区分布较SVM模型更合理,以较小面积分布较多灾害点,而低敏感区分布较CF模型更符合实际情况,以较大面积分布极少灾害点。其次是RF模型（AUC=0.823）,再次是SVM模型（AUC=0.817）,CF模型精度则相对较低（AUC=0.780）。CF-SVM模型融合了...     

浙江某水库大坝渗流安全综合分析

对浙江省某水库大坝的测压管观测资料进行了分析,建立了用来预报测点水位并能反映大坝实际渗流性态的统计模型。在此基础上结合观测资料采用有限元方法反演了坝体、坝基各分区的渗透系数,预测未来高水位时大坝的渗流性态,并建立了物理概念明确、预报效果较好的渗压确定性模型。     

确定性系数与地理探测器模型耦合的泥石流易发性评估方法研究∗——以安宁河流域为例

通过确定性系数与地理探测器模型耦合的方法研究耦合模型对泥石流灾害易发性评估的影响。基于遥感判识和野外考察确定安宁河流域内的 198 条泥石流沟作为评估样本,选取坡度、地面峰值加速度、地形起伏度、地层岩性、植被覆盖度、植被类型、地形湿度指数以及地貌演化指数作为评价因子,耦合确定性系数和地理探测器模型,分别计算各评价因子分级取值和因子权重,进行安宁河流域泥石流易发性等级分区。研究结果表明：(1)地理探测器方法定量分析安宁河流域内泥石流发育的主要贡献因子为地面峰值加速度、地形起伏度和坡度。(2)泥石流极高易发区和高易发区分别占流域总面积的 9.67% 和 12.02%,高易发区主要分布在安宁河流域两岸且呈条带状分布。 (3)利用 ROC 曲线对泥石流易发性评估精度进行验证,耦合模型的 AUC 值达到 0.824,相比单种模型 CF 模型的评估精度 0.786 提升了 4.8%,具有更高的准确率,评价效果更优。     

高海拔排土场边坡安全稳定性的PS⁃InSAR监测

为了解决高海拔排土场边坡灾害监测难度大以及安全稳定性预警等问题,提出利用 PS-InSAR 技术对高海拔排土场边坡进行安全稳定性监测分析。通过对西藏山南桑日县某排土场边坡进行监测分析研究,采用 2018 年 11 月 04 日至 2020 年 12 月 23 日的 25 景 Sentinel-1A 数据,利用时序差分干涉相位的时空分析方法,进行差分干涉、模型迭代计算和地理编码等解算,解算得到平均形变速率分布,基于平均形变速率结果分析该排土场边坡的安全稳定性。结果表明：利用 PS-InSAR 技术能够获取排土场边坡区域的地表形变信息;该研究区域坡体 2018 年 11 月至 2020 年 12 月的平均形变速率最大值为 -20.00 mm/a,最大形变速率区域出现在排土场边坡的下部 ;通过 PS-InSAR 技术能够对其安全稳定状态进行准确评价,并进行预警预报,为排土场边坡的安全稳定服役提供有效技术保证。     

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。     

隧道结构健康监测系统与光纤传感技术

隧道安全关系到人类生命安全和社会经济活动,及时掌握隧道结构健康状态是确保隧道安全的重要前提。在详细分析结构健康监测的概念、系统组成和发展现状的基础上,结合隧道结构的具体特点,提出了隧道结构健康监测的定义,构建了一个集监测、诊断和状态评价为一体的隧道结构健康监测系统,重点介绍了光纤结构监测(SO-FO)、布拉格光纤光栅(FBG)和分布式光纤传感器(BOTDR)等3种光纤传感技术的基本原理、功能及其在隧道结构健康监测系统中的作用。有理由相信,以光纤传感技术为代表的新一代工程监测技术将为隧道结构健康监测系统的建立提供厚实的技术基础。     

基于MODIS火点指数监测森林火灾

在利用MODIS红外辐射遥感数据分析异常热点光谱辐射特性的基础上,提出了一个新的火情监测模型归一化差异火点指数,并通过几起较大的森林火灾对该模型进行了分析和验证,给出了该监测模型的详细算法。EOS—MODIS探测器具有多光谱、高光谱及热点监测动态范围宽的特点,MODIS的新一代多光谱探测器NPOESS NPP VIIRS同样继承了MODIS的优势,为归一化差异火点指数算法模型提供了广阔的应用前景。     

性能化火灾安全评估应用个案研究

性能化火灾安全评估屉当前火灾科学及其应用研究的热点之一。该方法利用火灾动力学、热化学、安全评估原理学等确定性工程方法，针对各类建筑的结构特点和实际状况，对建筑物的火灾危险进行定性的预测和评估。以某高层建筑的维修工程为例，评估了其维修期间的火灾安全水平。通过对其维修前（满足规范要求）和维修期间（不满足规范要求）两种情况下人员疏散过程的比较，并辅以烟气运动规律的预测，得出了该建筑在施工期间的安全水平。     

基于雷达估算降雨的湖北漳河流域径流模拟研究

本文以湖北省漳河流域为研究对象,从2008-2017年中选取了16次洪水过程(10次过程用于率定参数,6次过程用于检验),分别采用了4种方法进行雷达降雨估算,并将估算结果输入到TOPMODEL和新安江模型进行了径流模拟计算。结果表明:4种雷达降雨估算方法中动态Z-I的平均相对误差最小为8.16%,其次是分组Z-I为20.1%,最优Z-I和经典Z-I分别为29.7%和29.02%;从径流模拟结果来看,动态Z-I效果最佳,分组Z-I次之,最优Z-I和经典Z-I模拟效果相对较差,且TOPMODEL模型的洪峰相对误差和峰现时差比新安江模型的模拟结果要小,新安江模型模拟结果的确定性系数与TOPMODEL模型接近。     

桥梁结构健康监测的数据融合框架

大型桥梁结构健康监测系统需要安装大量各种类型的传感器,如何有效利用这些实时采集的信息以保障桥梁的连续安全运营是一个核心课题,而数据融合技术是解决这一问题的一个新方向。本文对近几十年来数据融合技术的发展做了全面综述,介绍了常用的数据融合模型,评析了各种常用融合算法。基于对健康监测系统的细致分析,在前人工作基础上,提出了桥梁结构健康监测的数据融合框架,对框架内的各个功能模块进行了功能定位,并给出了相应阶段适宜的融合算法。     

基于逻辑回归模型的异常值应急预警模式研究——以个体风险管理为例

针对定性的安全评价与分析逐渐不能满足个人对安全要求的现状,为了更好地量化描述生活中的风险程度,找到异常值与个体风险之间的量化关系,利用逻辑回归方法分析各个自变量和因变量之间的具体依赖关系;以河南某水泥厂为调查对象,建立基于逻辑回归方法的应急预警模式,利用SAS软件对自变量与事故后果之间的线性关系进行计算分析,并与聚类分析方法进行了比较。结果表明：逻辑回归模型相较于聚类分析对于异常值的监测有较好的精度,为个人风险预警及事故预防提供了很好的分析基础。     

基于水土耦合物理机制的区域滑坡概率预报技术研究

基于水土耦合物理机制的滑坡预报是通过计算安全系数给出确定性的预报结果,其可靠性依赖模型输入数据的精度,尤其是土体粘结力和内摩擦角。但这些数据尤其在区域尺度上存在较大的不确定性,进而导致安全系数存在不确定性。为解决该问题,引入了蒙特-卡洛随机取值的方法,提出了基于水土耦合物理机制的滑坡概率预报模型,并首次尝试选取西南地区为试验区域开展滑坡预报试验及检验。结果表明:2017年汛期发生了11次典型的滑坡案例,该模型成功预报9次,成功率达82%。具有较好的预报准确率,可为地质灾害防灾减灾提供技术支撑。     

基于GIS的黄淮海平原旱情监测研究

基于ＧＩＳ技术,提出了用集遥感图像、图形、数据为一体的作物缺水指数模型监测黄淮海平原旱灾的方法。实时监测结果表明：该方法速度快、精度高,从点到面各种形式的黄淮海平原旱情分布结果均与实际吻合,基本上达到了实时监测旱情的目的。     

地震复杂性成因的数值模拟

以最简单的弹簧滑块模型为理论基础,由完全确定性的动力学公式出发,采用细胞自动机技术,研究模拟地震序列时、空、强复杂性的成因。当模型中仅有非线性动力学因素时,模拟序列的时空强特征十分复杂,当引入弹性结构的不均匀性,模拟大事件的空间和强度特征明显受控于断层的不均匀性。由模拟结果推测认为地震的复杂性是由于地球的不均匀性和断层破裂的非线性动力学相互作用而引起的。     

边坡变形的分布式光纤监测试验研究及实践

布里渊光时域反射计(BOTDR)是一项新型光电传感仪器,可对沿光纤的轴向应变进行分布式监测。该技术采用光纤作为传感和传输介质,具有良好的抗干扰、长距离、可植入性和分布式监测等特点。本文总结了近几年来分布式光纤在边坡工程中监测的工程实践和试验研究结果。实践表明,将光纤传感器铺设在加固边坡的锚杆和框架梁中,在加固边坡的同时进行安全监测,可以取得良好的效果;而将光纤直接铺设在边坡浅层土体中进行监测,可以及时对边坡安全提供预警,但往往不利于长期监测。本文还介绍了将光纤传感器布设在用于加固边坡的土工织物中进行安全监测的室内试验研究。实验证明,不同的光纤类型、布设方法、土工织物性能等都会对监测结果产生影响。最后分析了分布式光纤监测在岩土工程监测中的应用前景,以及今后研究的关键技术问题。