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文献检索:
  • 论土木工程灾害及其防御
  • 土木工程是人类文明的重要载体,往往也是众多灾害的温床。首先给出了灾害的一般定义,并在此基础上提出了土木工程灾害的概念,阐述其特点、分类、成因及其防御技术。土木工程灾害本质上是由于土木工程抗灾能力不足导致的。不当的选址、不当的设防、不当的设计、不当的施工、不当的使用和维护管理都会造成土木工程抗灾能力的不足。许多所谓的自然灾害,包括伴随着地震、风、洪水、滑坡、泥石流等自然现象发生的灾害,本质上都是土木工程灾害。土木工程灾害在世界各地频繁发生,是众多灾害中与人类关系最密切的一类灾害。强调指出了只有依靠土木工程方法,人类才能减轻和防御包括许多自然灾害在内的各种土木工程灾害,并论述了研究与防御土木工程灾害的主要目标和相关的科学技术问题。
  • 基于滑动相关系数法的流域径流变异诊断
  • 为了认识水文序列变异的特征,必须对水文序列的变异性进行诊断和识别,即是否有变异,何处开始发生变异。通过对常规水文序列变异诊断方法的研究比较,提出了基于滑动相关系数法的流域径流变异诊断的方法;采用年降水与年径流序列、支流与干流径流序列、干流上下游径流序列3种方式对渭河流域进行了滑动相关系数变异诊断,得到了1995年为渭河流域径流序列变异点的结论。对渭河流域及其下游的黄河干流调查发现,三门峡水库的两次改建致使潼关高程变幅很大,到1992年汛前,比建库前抬高了5.0 m。在此影响下,主槽严重淤积萎缩,1993-1995年的3 a里,就发生数十次小流量、高水位高含沙洪水。这表明渭河流域地表过水能力减弱,下渗量和蒸发量相对增加,实际径流量相对减少。
  • 淮河中游北岸地区内涝与外洪遭遇分析
  • 淮河中游地区洪涝灾害频繁。选取淮河中游北岸典型区作为研究区,以统计分析为研究手段,在半定量半定性分析的基础上,利用1951-2010年的研究区降水、淮河干流流量和水位数据进行了内涝与外洪的遭遇分析,以确定研究区由于淮河干流水位高于支流水位造成的“关门淹”现象的严重程度。分析认为,历年来较为严重的6个洪水“关门淹”的年份按危害程度由小到大排列依次为:1956,1968,2007,1991,2003和1954年。上述排序将为蓄滞洪区防洪除涝潜力分析在选择典型洪水年份时提供一定的依据。
  • 北京2012、2013年汛期暴雨响应行为的对比研究
  • 基于气象数据和报刊信息,构建了2012、2013年北京汛期逐日降水及响应行为序列。对比分析结果显示:2012年降水呈极端性,响应行为多(包括15类),可划分出灾害管理的4个阶段,响应次数最多、频次最高的分别是灾后恢复和灾中应急阶段,并没有形成灾前预防的模式,响应峰值期与暴雨致灾-内涝成灾期一致,但在时序上呈现“滞后”到“超前”的变化;2013年多小型降水,响应行为少(仅4类),在汛期内出现次数均衡,与降水量基本无关。
  • 低频气候变化对中国农业洪涝灾害的影响
  • 分析了1951-2013年厄尔尼诺南方涛动(El Nio/Southern Oscillation,ENSO)、北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)、印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)、太平洋十年际震荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)和大西洋数十年际震荡(Atlantic multidecadal oscillation,AMO)与中国农业不同程度洪涝灾害的遥相关关系。研究结果如下:(1)东北、华南地区受前一年正的PDO和IOD影响农业洪涝灾害趋于增加,西南地区受前一年正的ENSO影响农业洪涝灾害趋于减少,东南沿海地区农业洪涝灾害受到多种气候指标的显著影响。(2)与农业洪涝灾害距平序列REOF时间模态具有显著相关关系的气候指标,在不同的时间尺度,其相关强度在近几十年往往趋于加强并能保持较好的平稳性,有利于农业洪涝灾害的预测。ENSO与农业洪涝灾害具有较强的相关关系,且其相关强度平稳性最好,最适合作为预测农业洪涝灾害潜在的气候指标。(3)不同事件/时期下气候指标对中国农业洪涝灾害有着相同(相互加强)或相异(相互削弱)影响。
  • 泾惠渠灌区干旱预警体系研究
  • 在当前的农业干旱事件应对和管理中,常仅根据气象干旱结果,被动采取抗旱措施,造成应对操作相对滞后,极易对农业造成较大损失,威胁区域粮食安全。通过将气象干旱与抗旱能力相结合,提出了一个更符合实际旱情发展的评估方法。基于降雨与土壤墒情指标,通过模糊综合评价法,评估了灌区实时旱情;通过分析未来供需水情势,预估了灌区的水源盈缺关系;最后,耦合实时旱情与水源情势指标,构建了灌区干旱预警指标和一套较为完整且简单实用的干旱预警体系。以泾惠渠灌区为例开展了干旱预警实例研究,预警结果与泾惠渠管理局官方监测结果基本一致,验证了预警结果的准确性和可靠性。研究成果对干旱半干旱地区灌区,特别是多水源灌区的干旱预警工作具有一定的参考价值。
  • 基于网络流的避洪转移模型
  • 洪灾发生时的避洪转移问题是应急系统的重要组成部分之一,合理的避洪转移方案可有效降低洪灾造成的社会经济损失,减少人员伤亡。以此为背景,针对洪水灾害发生时避洪转移路径寻优问题,提出了一种综合考虑道路等级、安置容量约束、避洪转移人口单元及转移过程中道路拥堵等因素的网络流避洪转移模型。同时以荆江分洪区为研究对象,验证了模型的有效性。将模型计算结果与现有的避险预案对比,结果表明,模型规划的避险方案减少了原预案方案的转移耗时,缩短了转移路径距离,缓解了路段人流量。提出的避洪转移网络流模型具有良好的适用性,该模型同样适用于其他洪灾区。
  • 2013年尤特台风诱发广乐高速公路泥石流活动特征及危害
  • 2013年8月15-17日,尤特台风带来的强降雨在华南地区广乐高速公路沿线北段40 km范围内激发了17场泥石流,造成公路工程的基础设施遭到破坏,施工进度受到影响。通过灾后现场调查,研究了泥石流的活动特征及对公路的危害。研究结果表明,此次台风降雨诱发的泥石流具有群发性的特征,各场泥石流的重现周期约100 a,与其它群发性低频泥石流事件相比具有规模偏小的显著特征。流域面积小、植被覆盖率高、松散物源少、沟床粗化是频率低但规模小的主要原因。泥石流并未造成路基、隧道等主体工程的结构性破坏,而只造成其功能性损坏,受损的功能易于恢复。然而,涵洞、挡墙、排水系统、预制场、施工营地、施工机械等附属设施或施工设施遭到的破坏则需要花较长时间进行灾后修复,特别是在多处施工便道也遭到破坏的情况下。广乐高速公路沿线的泥石流灾害事件表明需要特别注意对这类频率低但规模小的群发性泥石流进行风险防范。
  • 典型泥石流堵河案例运动过程与堆积区特征分析——以四川石棉熊家沟泥石流为例
  • 泥石流堵河已成为当前地质灾害领域研究的热点问题,众多堵河判别式的提出,有效地丰富了泥石流堵河的理论认识和实践防治,但往往缺乏详尽的数据支撑进行验证和反演。针对大渡河中游典型泥石流堵河案例的开展运动过程与堆积区特征分析,得出以下结论:2013年7月4日四川石棉熊家沟泥石流为一次典型的泥石流堵河事件,主要的特征表现为堰塞体形成、主河水位陡涨、对岸建筑物破坏严重、熊家沟具有泥石流沟道形成的流域、动力、物源特征,堵河后,熊家沟泥石流总物源量和动储量较堵河前分别增加116.55%,85.28%。熊家沟的地质灾害孕灾背景有利于堵河事件的频发性,现已进入活跃期;通过多种方法手段,获取了熊家沟泥石流堵河事件的原始数据,分别为10项主河特征数据、11项支沟特征数据,均为当前堵河判别式所需的绝大部分参数,具有很强的客观性和真实性。可为相关泥石流堵河研究提供参考。
  • 山西西部地区黄土地质灾害与降雨的关联性分析
  • 通过实地调研,收集了大量发生于山西西部地区的黄土地质灾害案例及其相应的降雨资料,统计分析了黄土地质灾害与降雨类型、降雨强度、降雨持续时间、降雨累积量等的关系,并通过室内直接剪切试验分析了该地区黄土抗剪强度随含水量增加的劣化规律。统计分析结果表明:宏观上由降雨诱发的黄土地质灾害占灾害总数的75%以上,且主要发生在6-9月,降雨诱发的地质灾害以滑坡、崩塌为主;10 d内连续降雨诱发的黄土地质灾害占降雨型灾害统计总数的76.9%;前期累计降雨量越大,黄土地质灾害发生频次越高;黄土滑坡、崩塌地质灾害的发生与前36 h的降雨量、降雨特征有关。试验结果表明:黄土地区大量雨水渗入土体会降低其抗剪强度,主要表现为随着含水量的增加土体的黏聚力急剧下降,从而导致滑坡、崩塌等地质灾害的发生。
  • 基于层次分析法的桥梁隔震橡胶支座型式检验评价体系
  • 目前国家标准对桥梁隔震橡胶支座相关性等型式检验(简称型检)项目未给出定量判据,从而引起型检结果无法综合评判的问题。选用比较成熟的层次分析法来进行桥梁隔震橡胶支座的型检评价。构建了由目标层、准则层及底层指标构成的型检评价层次图;归纳整理了底层指标的评价标准;提出了底层指标层的评分原则、分级评分办法;确定了底层指标和准则层指标判断矩阵及权重,进而建立了完整的型检评价体系。以5家生产厂生产的相同型号的桥梁铅芯隔震橡胶支座型检结果为算例进行了综合评价对比。结果表明:型检结论与实际工程评价结果相吻合,验证了所建立评价体系的正确性和合理性。
  • 循环水控制厚大基础混凝土温度裂缝试验研究
  • 以中关村壹号A,D区重大工程为背景,为有效解决施工过程中大体积混凝土施工温度裂缝的技术难题,通过总结实际工程经验,提出并研发了一种以循环水为媒介的高效控制厚大基础混凝土温度裂缝的方法。采用现场温度监测的方法对基础底板混凝土进行了试验研究,并对基础底板混凝土内部温度场进行了系统分析,总结出了基于循环水控制基础混凝土施工裂缝的温度变化规律,为相关实际工程提供数据支持和参考。
  • 自然潮差环境弯曲荷载作用下混凝土氯离子峰值浓度的分布
  • 混凝土中氯离子的峰值浓度是基于钢筋锈蚀的混凝土结构耐久性寿命预测的主要参数之一,其时变性和随机性取决于侵蚀环境、材料性能和作用荷载等因素。通过自然海洋潮差环境弯曲荷载作用下的混凝土构件暴露试验,在测得纯弯段混凝土的自由氯离子浓度的基础上,研究了弯曲荷载对混凝土中氯离子峰值浓度随机分布的影响。结果表明,自由氯离子峰值浓度的均值受弯曲荷载水平、水灰比及暴露时间的影响很大;而无论是在受压区还是受拉区,弯曲荷载作用下的混凝土氯离子侵蚀峰值浓度绝大多数服从对数正态分布;弯曲荷载水平、混凝土水灰比和暴露时间对混凝土中自由氯离子峰值浓度的分布类型的影响很小。
  • 现场震害信息电子化收集和快速处理平台的建立
  • 地震现场的震害资料调查和收集对地震灾害的损失评估、地震应急救援、恢复重建以及科学研究等工作具有重要意义,而传统的调查方式存在着诸多不足。为了提高现有震害调查的效率,电子化的震害信息收集和处理平台成了当下研究的热点。该平台由智能手机、平板电脑等移动终端和远程服务器组成,实现了地震现场灾害信息标准化和电子化收集,灾害数据的快速无线传输以及智能化数据处理,对于当前的地震现场工作具有重要促进作用。总结了该类技术在灾害应急处置和野外数据采集等领域的国内主要研究现状,深入分析了本团队研究的震害收集处理平台在2014年盈江Ms6.1级地震和2015年尼泊尔Ms8.1级地震(西藏灾区)中的应用结果,结合自身的开发和测试经验,提出了相关的改进思路,可供该类平台进一步研究参考。
  • 钢管混凝土桥墩动力时程分析及累积损伤评估
  • 为了研究钢管混凝土桥墩的抗震性能并评估桥墩在地震作用下的累积损伤,对比分析了不同累积损伤模型的差异性,提出了一种基于损伤指标的钢管混凝土桥墩地震累积损伤评估方法。基于纤维截面模型,对某钢管混凝土桥墩在不同地震动强度下进行了横桥向动力时程分析,并从概率角度对桥墩的累积损伤进行评估。结果表明:对于抗震设防烈度为7度的桥墩,在相当于7度E1地震作用下处于基本完好状态,在相当于7度E2地震作用下没有发生严重破坏或失效破坏,在两种超罕遇地震作用下的失效概率分别为15.7%和27.14%,满足抗震设防要求。研究结果可为实际工程中钢管混凝土桥墩的抗震性能评估提供参考。
  • 海底管道悬跨段振动特性研究
  • 海底管道悬跨段在复杂的波流作用下,极易因涡激振动而引起管道的损坏甚至破坏。为了避免悬跨管道涡激振动的产生,对影响涡激振动的各种因素进行研究很有必要。以海底管道悬跨段为研究对象,采用流固耦合计算方法研究了外流速度、悬跨长度、管道壁厚以及内流等因素对管道振动特性的影响。结果表明,约化速度满足3.26≤Ur≤8的条件时,管道系统产生明显的锁定现象,能够观察到较大的管道横向位移;随着管跨长度的增大,管道的无量纲振幅增大;随着管道壁厚的增大,管道涡激振动的频率基本不变,振幅逐渐减小;空管道的约化速度约为6.517时其振幅最大,而当管道内有流体存在时,约化速度约为7.966时其振幅最大;输流管道的涡激振动振幅小于空管道的振动振幅。
  • 中国历史时期重大疫灾时空分布规律及其与气候变化关系
  • 通过对历史时期重大疫灾资料的搜集、整理和分析,利用最小二乘法、小波分析、M-K检验等方法,对灾害发生频次、时空分布及其与气候变化的关系进行了研究。结果表明:我国历史上重大疫灾频发,在770BC-1911AD年间,共发生355次,平均每7.6a发生一次,且1580年以后显著增多。重大疫灾呈现波动上升趋势,阶段性特征明显,经历了频次较少—波动增加—频次平缓—快速增加四个阶段。第1个活跃期在东汉末年到魏晋时期,元朝以来,其发生的频次越来越高,明清小冰期时期形成第2个活跃期。重大疫灾演化过程中存在3a,12a和24a共3个明显的周期,主周期为24a。重大疫灾空间差异明显,以浙江、湖北、河南、江苏为高频中心的长江中下游和黄河中下游地区最多。
  • 福州市低能见度天气特征及季节模型
  • 利用福州市2006-2011年的天气图、地面观测数据、探空数据等资料,对福州市的雾、霾等低能见度天气根据天气型归类,从能见度、持续时间、垂直结构等方面进行了特征分析,总结建立了低能见度天气季节模型:全年中霾与轻雾(雾)均为冬春季较夏秋季多、持续时间长、能见度低,霾过程数远多于轻雾(雾);冬季冷空气活动频繁,霾与轻雾(雾)多出现于变性冷高压以及冷空气前的暖区,冷高压脊控制时易出现辐射雾;春季低能见度天气与西南暖湿气流变化有关,高空槽前、暖区辐合、切变南侧为高发天气;夏季低能见度天气与副热带高压所处位置相关,过程持续时间较短,霾多出现于副热带高压内部,轻雾(雾)则出现于系统边缘;秋季低能见度天气全年最少,多与晚台风和冷空气提前有关。
  • 典型低矮屋盖雪荷载分布特性实测研究
  • 由于受到风、结构体型等因素的影响,低矮屋盖表面雪荷载形成机理及不均匀分布规律非常复杂。雪荷载实测是非常有效的研究手段,能够真实地反映雪荷载特性。开展了平屋盖、拱形屋盖、高低跨屋盖、双跨双坡屋盖等典型低矮结构表面雪荷载的实测研究,并将实测结果与中国规范(GB50009-2012)、美国规范(ASCE 7-10)、欧洲规范(Euro code 2003)和加拿大规范(NBC 2005)中积雪分布的有关条款进行了对比分析,从而获得了有意义的结论。
  • 基于PFC3D的残煤自燃对露天矿边坡稳定性研究
  • 为了了解残存在露天煤矿边坡内的残煤自燃对边坡稳定性的影响,使用PFC3D对某矿某边坡进行建模,在热力耦合的条件下,模拟了残煤自燃至不同燃空区深度时,边坡内部的岩体破坏过程,进而确定影响边坡稳定的岩体破碎区。研究表明:随着燃空区深度的发展,当深度较浅时破碎区分布为三角形;当燃空区超过80 m后,破碎区为喇叭口形;当燃空区超过100 m后,岩体内部破碎的分层较为明显;当燃空区超过160 m后,裂隙基本不向上再发展。因此,对于残煤层上覆完整高强岩体的露天煤矿边坡,不应以边坡表面的开裂情况判断煤层自燃程度,应进一步进行物理探测,从而采取有效措施保证边坡稳定。
  • 滇西北永胜-宾川地区滑坡发育的影响因子分析及其动力成因与意义探讨
  • 云南永胜、宾川一带新构造运动活跃,巨型、大型滑坡现象显著。为了分析区内滑坡的发育分布规律、动力成因及其与地质地貌的关系,在以目视解译为主获得615个滑坡点的基础上,进一步选取8个滑坡影响因子,包括断层、水系、岩性、NDVI、坡度、坡向、地形起伏度和高程,利用级联BP神经网络模型进行了计算分析,发现该区影响因子指数高的区域具有明显的聚集性,并据此划分出4个高指数区。经过进一步讨论分析认为,研究区的滑坡主要由地震滑坡、冲蚀型滑坡和崩积加载型滑坡3类构成,尤以地震滑坡为主,即活动断裂是研究区滑坡最主要的影响因素。结合对该区典型古地震滑坡的地表调查结果,进一步证明了该区的程海-宾川断裂带第四纪期间的长期强烈活动对永胜、宾川地区的滑坡发育起着重要控制作用,同时也表明模型结果具有良好的可信度。
  • 论土木工程灾害及其防御(谢礼立[1,2];曲哲)
    基于滑动相关系数法的流域径流变异诊断(陈广圣;王义民;刘登峰;刘赛艳)
    淮河中游北岸地区内涝与外洪遭遇分析(陆垂裕;柳炳俊;孙青言;李翠;李慧;陆春晖)
    北京2012、2013年汛期暴雨响应行为的对比研究(刘璐[1,2];张琨佳[1,2];苏筠[1,2])
    低频气候变化对中国农业洪涝灾害的影响(顾西辉[1,2];张强[1,2,3];孔冬冬[1,2];刘剑宇[1,2])
    泾惠渠灌区干旱预警体系研究(姬晶[1,2];张洪波;刘攀)
    基于网络流的避洪转移模型(王婷婷;周建中;江焱生;翁朝晖;刘懿;张诚)
    2013年尤特台风诱发广乐高速公路泥石流活动特征及危害(陈鸿志;苏志满;徐林荣;杨情情)
    典型泥石流堵河案例运动过程与堆积区特征分析——以四川石棉熊家沟泥石流为例(宋志[1,2];邓荣贵;陈泽硕)
    山西西部地区黄土地质灾害与降雨的关联性分析(巨玉文;齐琼;董震;郭知一)
    基于层次分析法的桥梁隔震橡胶支座型式检验评价体系(马玉宏;刘琴;崔杰[1,2];周福霖)
    循环水控制厚大基础混凝土温度裂缝试验研究(曹万林;刘文超;叶天翔;闫慧清;贾旺)
    自然潮差环境弯曲荷载作用下混凝土氯离子峰值浓度的分布(高延红;张杉;周巧萍;金汉阳;刘如泰)
    现场震害信息电子化收集和快速处理平台的建立(张涛[1,2];薄涛[3,4])
    钢管混凝土桥墩动力时程分析及累积损伤评估(李军;肖岩[1,2])
    海底管道悬跨段振动特性研究(肖荣鸽;魏炳乾;陈刚)
    中国历史时期重大疫灾时空分布规律及其与气候变化关系(刘静;殷淑燕)
    福州市低能见度天气特征及季节模型(林文;王宏;谢祖欣;陈彬彬;余永江)
    典型低矮屋盖雪荷载分布特性实测研究(李方慧;孟凡;周晅毅)
    基于PFC3D的残煤自燃对露天矿边坡稳定性研究(崔铁军[1,2];马云东;王来贵)
    滇西北永胜-宾川地区滑坡发育的影响因子分析及其动力成因与意义探讨(张铎[1,2];吴中海;李家存;黄小龙)
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    主办单位:中国灾害防御协会 中国地震局工程力学研究所

    主  编:谢礼立

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