可视化灾害数字仿真重构理论及实证研究(Ⅱ)--理论框架与概念化范式

可视化灾害数字仿真重构理论研究,不仅可以实现对灾害空间数据进行有效的集成管理和时空分析,而且为灾害的防治、应急管理和工程论证等提供可靠的依据,是解决灾害实验的危险性和不可重复性的最佳途径.本文提出可视化灾害数字仿真重构理论的概念、研究对象和方法,综述该理论所需要涉及多种跨学科的技术支持,提出灾害数字仿真重构理论的实施流程,按照致灾因子孕育、发生以及作用于承灾体形成灾害的过程为线索,建立灾害数字仿真模型的概念化范式.上述工作共同构成灾害数字仿真重构的完整理论体系.     

小城镇地震数字仿真与应急调度系统的研究

以地理信息系统为平台进行地震灾害研究,建立具有强大空间分析功能的信息系统,将发挥快速、准确的辅助决策作用.本文剖析了小城镇地震应急反应模式存在的弊端,明确了灾害空间的概念,并提出小城镇空间数据库的建库及三维可视化的技术方案.在基础信息数字化和可视化的基础上,开发了小城镇地震数字仿真与应急调度系统,实现了基于地震数字仿真结果,在相关数据库支持下进行地震应急调度决策.实践证明:该系统的运行,有利于小城镇抗震减灾的迅速决策;小城镇空间数据库的建库技术,贴合我国小城镇信息化的现状,技术可行、经济合理.     

城市公共安全规划与灾害应急管理的集成研究

随着城市公共安全理论研究与应用的不断深入,对于安全规划与灾害应急管理的孤立研究已渐露弊端.探讨了研究城市公共安全规划与灾害应急管理的融合模式,剖析了城市公共安全规划的空间范围与应变管理空间需求之间的关系,提出了以整合观和可持续发展观构建城市公共安全规划,以空间观构建城市应急管理机制的设想.在此基础上,根据有效服务范围和资源量,提出了城市各类防救灾设施的规划标准与建构模式,以建立城市救灾单元区域.     

小城镇灾害易损性分析与评估

随着我国城镇化进程的加快 ,小城镇的防灾减灾问题逐步引起社会的关注 ,而小城镇易损度分析和评价是灾害危险性评价的重要组成部分 ,也是小城镇决策部门制定防灾减灾规划的重要依据 ;笔者在综合分析了小城镇的自然易损性、经济易损性及社会易损性的基础上 ,选取相应的灾害指标和社会经济指标 ,应用多级模糊综合评判方法 ,对小城镇的易损程度作出了评估 ,从而为小城镇制定相应防灾、减灾对策提供科学依据。     

CFRP用于火灾后钢筋混凝土梁抗弯加固的试验研究及有限元分析

笔者结合对结构火灾损伤的分析 ,采用有限元分析软件ANSYS对火灾后CFRP加固钢筋混凝土梁荷载与应变、挠度的关系进行了数值分析 ,并与试验结果进行了比较 ,吻合良好。加固后的混凝土梁在钢筋屈服后 ,仍然有一定的荷载容量。这种荷载承受能力可一直持续到结构破坏 ,这主要是碳纤维布在后期发挥的作用 ,用碳纤维布加固受火后的混凝土梁 ,能明显地提高梁的极限承载力 ,在钢筋屈服后对梁的刚度有较大幅度的提高。在挠度的计算中 ,在钢筋屈服后 ,有限元模型由于混凝土的裂缝快速发展 ,刚度下降很大 ,所以挠度在相同荷载下 ,稍大于试验值。这与笔者提出的扰度简化计算公式的计算结果与试验数据十分吻合。用ANSYS对CFRP加固梁进行分析能够达到比较精确的理论分析结果。     

火灾后钢筋混凝土损伤程度的灰关联分析

由于火灾对钢筋混凝土结构的影响存在不确定性,使得人们不能准确地确定火灾后钢筋混凝土结构的损伤程度,给评估和加固修复带来很大困难。本文运用灰色系统理论中灰关联分析数学模型定量分析了高温下钢筋混凝土梁的3种影响因素,并确定了各因素间的主次关系,为高温后钢筋混凝土结构的安全评估及修复加固提供了理论依据。     

VR-GIS技术在小城镇洪水淹没模拟分析中的应用

近年来利用计算机和信息技术研究洪水灾害是个研究热点,但小城镇在防洪减灾方面缺少应有的关注和重视。本文对VR(虚拟现实技术)-GIS技术在小城镇洪水淹没模拟分析中的应用进行了研究,解决了系统实现过程中的一系列关键技术:小城镇空间数据库的建库技术及三维可视化、洪水淹没范围的确定,以及洪水淹没实时动态演示等问题。该技术已在国家十五科技攻关项目所开发的《小城镇基础设施防灾减灾决策支持系统》中得以实现。实践证明:小城镇空间数据库的建库技术速度快、成本低,适合中国小城镇的信息化现状。利用淹没范围的近似计算模型,可以有效迅速准确地计算出洪水淹没范围,有利于防洪减灾的迅速决策,且偏于安全。小城镇洪水灾害的三维可视化模拟,可以实时动态地演示小城镇遭受洪灾实况的全过程。     

溴-锑-磷协效阻燃体系对聚丙烯土工格栅阻燃和生烟性能的影响

利用极限氧指数、垂直燃烧试验、酒精喷灯燃烧试验、锥形量热仪、热重分析和力学性能测试等手段研究了溴-锑-磷阻燃体系对聚丙烯(PP)土工格栅的力学性能、燃烧性能、生烟性能和热解特性的影响。结果表明,低添加量(质量分数≤5%)的溴-锑-磷阻燃体系对PP土工格栅的拉伸强度和断裂伸长率影响较小,但明显提高了材料的阻燃性能,其中质量分数5%的四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)(八溴醚)-三氧化二锑阻燃PP的峰值热释放速率(HRR)和总释放热(THR)相比于纯PP分别下降了39.98%和26.03%。八溴醚-三氧化二锑阻燃体系与红磷复配时还表现出较好的协效作用,当溴-锑与磷的质量比为3∶2时,协效阻燃效果最优,仅添加5%的协效阻燃体系便可使PP的LOI和UL 94等级分别达到27.9%和V-0级,并通过酒精喷灯燃烧试验。与纯PP相比,溴-锑阻燃体系虽降低了PP的HRR和THR,但增大了燃烧过程中的生烟速率(SPR)和总产烟量(TSR),而红磷的加入能有效降低溴-锑阻燃PP的生烟量。热重分析表明,溴-锑-磷协效阻燃体系表现出较好的气相阻燃作用,能有效降低PP的热裂解速率,增强了PP的阻燃性能。     

基于物元分析法的古建筑火灾风险评价

古建筑火灾风险评估是突发事件应对中"关口前移"的体现,以物元分析法为基础提出了古建筑火灾风险评价的物元模型,并对某世界名镇内古建筑进行风险评估。首先,在火灾风险影响因素的事故树分析基础上,选取能够反映古建筑火灾风险特性的51个指标作为评价指标体系;其次,建立古建筑火灾风险评价的物元模型;最后,根据实地调研数据进行标准化赋值,实现对古建筑火灾风险的定量化评价,通过评价方法对比验证了模型有效性和先进性。结果表明,所评价建筑的总体关联度系数为-0.248,四项"优秀"级别指标关联度分别为-0.129、-0.183、-0.211、-0.216,两项"较差"级别指标关联度为0.025、-0.016,表明所评价建筑火灾风险等级的显性结果为"优秀"级别,但隐性结果为"良好+"级别,火灾风险等级潜在提升能力较强。     

纵向通风隧道内火灾温度场分布规律研究

以狮子洋水下特长隧道为工程背景,利用CFD数值模拟软件FDS 4.01,建立隧道实体物理模型,进行火灾数值模拟分析。研究了列车火灾热释放功率为15 MW、不同坡度、不同纵向通风风速下,该类隧道内拱顶附近和2 m高处温度场的纵向分布规律,以及各工况下拱顶的最高温度,并分析其对隧道结构防火和人员疏散救援的影响。结果表明:随隧道坡度的增大,在同一通风速率下的烟气回流长度逐渐减小,但随着风速的加大,坡度对烟气回流的影响逐渐减弱;随着通风风速的增大,火区附近的温度下降,而沿程温度上升,纵向通风速率越大,拱顶温度越低。