基于AHP和模糊综合评判的TBM施工风险评估

岩石隧洞建设中面临很大和众多的风险,利用TBM施工的深埋长隧洞受多种不确定因素影响,具有随机性和模糊性,目前的研究方法难以对其进行准确定量分析。通过深入分析影响TBM施工的风险因素,建立了TBM施工风险综合评价指标体系。基于风险影响因素的层次性,提出了TBM施工风险二级模糊综合评判计算模型,并利用层次分析法(AHP)确定各级因素权重,利用模糊集法确定隶属函数,划分了风险接受等级。以南水北调西线工程深埋长隧洞TBM施工为例,应用二级模糊综合评判计算模型对该工程TBM施工风险进行分析,计算结果表明,该方法是合理性实用的。其理论、方法、思路和结论可供同类工程借鉴。     

基于集对分析的滑坡变形动态建模研究

滑坡是一个确定-不确定的动态系统,其变形表现出复杂的非线性演化特征。为了克服传统分析方法在处理系统不确定性方面的不足,将集对分析法（SPA）引入岩土变形监测分析领域,并结合层次分析法（AHP）提出了滑坡变形动态预测模型,给出了基于概率论的最优预测算法,提出并证明了集对论中最大同一度在等势条件下存在极限解,据此提出位移势的概念。在位移势的基础上,进行SPA二次建模,提出了基于SPA的滑坡变形与水库蓄水过程相关性动态分析模型。运用上述预测模型对新近发生的刘家沱滑坡进行变形监测定量分析,实践证明：最优预测值具有良好的短期预报精度;位移势能够表征系统当前状态下位移所能达到的最大潜力,可作为短期预测的上限值,其变化能够反映系统宏观层面上的演化特征,对滑坡演变加速预警具有指导意义;运用集对分析方法进行滑坡变形响应滞后效应的定量研究是一条可行的新思路,反演结果与实际情况吻合;该方法在岩土监测分析领域有良好的应用前景。     

地下采矿引起的地表下沉的动态过程模型

分析了由地下采矿引起地表下沉的动态过程的Knothe时间函数模型的不足,在原Knothe时间函数中增加了一个以常数k为参数的幂指数,增加参数后的时间函数模型经理论分析符合地表点下沉的动态过程、速度变化过程和加速度变化过程;改进后的时间函数模型中参数c决定地表点下沉过程时间的长短,参数k决定地表点在时间轴上的下沉路径及达到最大速度所需的时间;用改进后的时间函数模型对某矿沉陷盆地倾向主断面上下沉量最大点的下沉过程的观测资料进行了拟合,即用经验方法确定参数c后,再用最小二乘法确定参数k。研究结果表明,该模型可较准确地拟合实测曲线。用改进后的时间函数模型结合沉陷盆地主断面的剖面函数模型,建立了主断面地表下沉曲线变化的动态过程模型,该模型可求出沉陷主断面或沉陷盆地某一点在某一时刻的下沉量、下沉速度和加速度。     

厦门湾城市化过程的人口资源环境与发展调控

首先剖析城市化过程PRED 演变的“五律协同”原理和PRED 演变轨迹的数学概念模型, 在此基础上提出海湾地区城市化过程PRED 演变的“六位一体”宏观调控模型及其指标体系和灰度评估模型; 然后从规划的角度设计海湾地区“六位一体”的调控方案框架, 通过 “六位一体”指标的评估和调控, 确保海湾地区PRED 遵循“五律协同” 原理有序协调地演 进; 最后以厦门海湾为例。厦门城市已进入较高级的发展阶段, 第一产业已基本为第二、第 三产业所替代, 海湾资源的开发利用相当密集, 湾内有中华白海豚、文昌鱼等海洋珍稀物种, 还有以红树林为代表的海洋生态湿地; 经分析评估, 其城市化过程PRED 演变“六位一体” 的灰度值为75.725; 保持PRED 协调演进应加强调控的主要方面是: 保护重要的生态源和海陆之间的生态廊道、防止深水港口岸段和航道的淤积、“控源导流”缩减陆源污染、塑造海湾特色景观和岛链景观、保持港口航运业和滨海旅游业的主导作用并选择性地发展临海工业和海洋新兴产业等。     

华北成组强震孕育过程及预测研究

利用华北丰富的历史地震资料, 通过研究地震与块体活动的联系, 揭示了地震高潮期的形成过程。 认为地震高潮期成组强震的孕育与区域块体的运动方式相联系。 一个地震活动期可分为二个阶段, 在前期块体边界的运动是很不平衡的, 各组地震主要是由于各局部范围若干闭锁段破裂和破裂间相互作用的结果, 当沿块体边界的破裂发展到一定程度时, 这些边界所围的地块就会进入以整体运动为主的阶段, 这时块体边界的运动具有一定程度的同步性, 加之闭锁段破裂后不再重新闭锁, 从而导致块体边界闭锁段由弱到强渐进式的破裂过程, 直至一组强闭锁段完成破裂, 形成地震活动高潮。 这是成组强震形成的根本原因, 另外强震间的诱发作用也是强震成组发生的重要原因。 最后概述了如何利用以上模式预测地震高潮期的时间、 强度和主体活动场所。     

单轴压缩下岩石蠕变失稳破坏过程数值模拟

在岩石破裂过程分析（RFPA2D）系统的基础上,考虑岩石损伤过程的时间因素影响,引入岩石细观单元蠕变本构方程,建立了考虑流变效应的岩石破裂过程RFPA2D数值模型。应用该模型模拟了恒定荷载作用下岩石的蠕变破坏过程,得到了岩石蠕变破裂的3个典型阶段：初始蠕变阶段、稳定蠕变阶段和加速蠕变阶段,模拟结果同实验室试验所观察到的现象十分吻合。这表明考虑流变效应的RFPA2D数值模型适用于模拟岩石的蠕变破坏这一复杂的、非线性演化问题。此外,数值模拟还揭示了岩石的宏观蠕变破坏实质上是细观层次上单元损伤累计的结果,这些结论对岩石工程的长期稳定性研究具有重要的理论指导和实践意义。     

干旱区主要陆表过程与人类活动和气候变化研究进展

分析了国内外水、土、气、生主要陆表过程的相互作用以及干旱、半干旱区主要陆表过程与气候变化和人类活动互为响应机制的一系列研究成果,提出了未来该研究领域的发展方向应集中在地球表层系统各要素相互作用的综合研究,同时突出人类活动在陆表过程中的主导地位;在研究手段上应基于国家野外科学观测站、生态网络站的长期定位观测,开展干旱、半干旱区不同尺度水、土、气、生过程相互作用机理及其联网对比、集成研究。最终通过深刻理解研究区陆表过程及其调控机理,丰富陆地表层系统科学研究的内涵,带动相关学科在交叉集成研究上的理论创新。     

黄土岩溶泉岩溶发育特征综合研究

为进一步查明黄土地下水岩溶作用的强弱与变化规律,我们于2004年6月到2005年6月对长安县杨万村黄土岩溶泉进行了每月2次的观测,实验结果显示：杨万村岩溶泉pH值变化在6.89～7.38之间,年均值为 7.12,具弱碱性特点;电导率变化在634.36～758.27 μs\5cm-1之间,年均值为 681.61 μs\5cm-1。从当年6月到次年6月,黄土岩溶泉pH值在总体上呈现降低—升高—降低的变化规律,电导率呈现降低—升高的变化规律,pH值波动性较大。岩溶泉水的pH值和电导率受降水量、水温和CO2含量高低控制。水温、降水量和CO2含量高的夏、秋季,pH值小、电导率大;水温、降水和CO2含量低的冬、春季,pH值大、电导率小。由岩溶泉水的pH值和电导率大小变化得知,夏、秋季该泉岩溶作用强,冬、春季岩溶作用弱。与镇安渔洞河灰岩岩溶泉相比,黄土岩溶泉流量稳定、pH值低、电导率高,且pH值、电导率日变化显著。存在差异的主要原因为两地岩溶水的补给方式不同,黄土岩溶泉水具有典型地下水的特征,以薄膜水缓慢补给为主,而渔洞河岩溶泉以管道和重力水快速补给为主。     

季以上尺度预报春季区域性沙尘暴过程的方法研究

应用1954—2003年甘肃省沙尘暴发生时间、站次资料和500 hPa NCEP/NCAR再分析资料,分析了春季候区域性沙尘暴的特征。选择影响甘肃省春季天气的500 hPa七个关键区,通过周期分析发现,这些关键区有30候左右的周期可以通过0.01的信度检验,表明500 hPa侯形势场在一定范围内的确存在30候（150 d）左右显著周期。给出春季区域性沙尘暴发生的典型场,计算它与历年10~12月逐候500 hPa距平场的相似系数,结果表明：准150 d韵律方法预测沙尘暴的历史概括率在71.5%～76.4%之间,最高概括率可达87.5%,最低也有60.0%,漏报率为19.8%～26.0%。尽管如此,可以认为该方法对甘肃省区域性沙尘暴,尤其对典型形势场所对应的沙尘暴天气过程有较高的预测能力。最后给出典型年前期500 hPa要素场的特征。     

边坡稳定性评价的模糊层次分析方法

针对常用边坡稳定性分析方法的复杂性和局限性,将层次分析法和模糊数学理论结合起来,建立了边坡稳定性评价的模糊层次分析模型,同时应用该评价模型对清江隔河岩水电站厂房高边坡进行了分析评价。结果表明,使用该模型可以使边坡稳定性评价更全面、更科学、更符合实际,该方法简便可行,结论可靠,具有一定的优越性,为决策者提供了有力的参考和支持。