(绍兴文理学院 浙江绍兴 312000)
摘要:本研究针对坍塌展开讨论,重点在于分析了相关的模型和模拟技术,为土木工程相关行业提供理论指导。
关键词:坍塌;模拟技术;计算模型;综述
0 引言
城市化是中国经济发展的重要标志,是中国未来战略调整的重要措施和手段。但是,坍塌严重阻碍了城市化的发展,特别是制约了城市化建设。据统计,2005年至2016年,中国坍塌总次数为286267次,经济消费约1628.69亿元。运用灰色关联分析方法,分析了地面塌陷、泥石流和坍塌对城市化建设的影响最大,地面沉降、地裂缝和坍塌对城市化建设的影响相对较小。因此,在城市化建设过程中,防治地面塌陷、泥石流、坍塌等灾害,也不能忽视地面沉降、地裂缝、坍塌等灾害的影响。
1.坍塌计算模型
1.1物元模型
为了解决定量指标与定性指标之间的不确定性和不相容性问题,以及指标权重法的不足,已有研究建立了坍塌风险评价模型并利用可拓理论的物元模型,采用最优组合加权法计算权重系数,有效地利用了专家判断的经验,准确地反映了数据的效用值,较好地解决了权重分配问题。然后通过计算相关函数(量子场论)值和关联度,确定研究区实际坍塌等级。最后,将该模型应用于陕西省汉阴县,并与层次分析法和熵值法进行了比较,得到了与实际情况相符的预测结果。实践证明,基于最优组合加权法的可拓理论在坍塌风险评价中是行之有效的。也有研究通过综合分析和现场勘察,从恶劣天气、复杂地质条件、破碎岩石、开发建筑物、密集分布的大型刚性边坡等方面,分析了地质环境特征,提出了控制措施:优化线路,采用岩桩加固处理 ii 类和 ii 类岩桩,根据适当提高道路标高或设置较大断面桥涵的不同断面,辅以适当的防洪控制措施,防止峡谷洪水,可供其他道路施工参考[1]。
1.2熵-风险模型
不确定性信息不仅影响评价结果的准确性,而且影响决策方案的可靠性。因此,有研究分析了现有熵-风险模型存在的决策效率低、决策失败等问题,提出了一种改进的不确定性评价与控制方法。然后讨论了决策模型中的关键因素——公差成本。风险值的变化量(r1)可以更好地反映决策者的心理行为。
1.3扇子模型
有研究采用了一种简单的随机模型——扇子模型,该模型已经应用多年。在过去的十年中,这个模型被批评为更复杂的计算机模型的发展顺序。这项研究以伊朗东北部和东南部的三个经常性坍塌区为研究对象,综合运用扇体模型、水文模型的重力部分和地貌信息。初期阶段包括三个步骤:(a)确定坍塌区的地貌;(b)确定坍塌区的活跃区和非活跃区;以及(c)在这些选定区划出明确的范围。这些信息被用来作为(i)flo-2d 模型、(ii)地貌方法和(iii)扇体模型三种方法的输入。然后利用评分系统对各模型的结果进行评价和比较。结果表明,这个研究提出的综合方法在预测坍塌灾害方面具有优越性,输入数据最少,简单易行,可负担性强,这被认为是此类综合研究的主要目标。这些优势在欠发达和发展中国家更加突出,这些国家可能缺乏详细的数据,而且财政上无法支持这些昂贵的项目 此外,这种高成本效益的方法对发达国家来说可能是非常有利和实用的[2]。
2.坍塌模拟技术
2.1坍塌预警技术
坍塌监测预警和灾后救援体系保障是积极提高坍塌应对能力的重要手段。已有研究从构建坍塌实时监测预警系统和灾后救援系统的主要关键技术入手,总结了新一代信息技术的主要特点,提出了基于物联网、新一代信息技术、云计算、海量数据等技术解决监测数据采集、远程无线传输、体系结构优化与集成、关键数据快速挖掘、灾后救援系统和救援物资系统管理等关键技术的思路和方法,并探讨了传感器技术与网络技术集成、专家决策模型等关键技术的实现方案。实践证明,该技术可行,系统先进可靠,为减灾防灾决策提供了可观的技术支持[3]。
同时,国内卫星的发展为卫星技术在地球科学领域的应用注入了新的活力,有研究利用研究区2013年和2014年两颗年度资源三号卫星(zy-3)的影像资料,提取了地形、活动断层、水系、植被等灾害形成因素,试图开展坍塌调查。
2.2坍塌评价技术
南阳和襄阳盆地位于秦岭和大巴山以东,大别山和桐柏山以西。它的北面是坐落在秦岭东端的伏牛山,南面是大巴山的东端。有研究在收集盆地地质环境数据的基础上,以南阳、襄阳盆地及其周边地区为研究对象,利用 gis 平台建立研究区地质环境数据库,以确定坍塌的影响程度。区域坍塌易发性评价是区域坍塌评价的重要组成部分,坍塌易发性评价是区域坍塌评价的重要内容。利用 mapgis 开发的坍塌易发性评价模块,将研究区划分为高易发区、中易发区、低易发区、未开发区四个坍塌易发区。本研究分析了研究区坍塌易发性的成因,研究成果可为研究区地质环境管理、规划和防灾减灾提供依据[4]。
同时,坍塌人口脆弱性是研究人类社会与地质环境关系的重要途径。有研究以中国省级行政单位为研究对象,从人口暴露、人口容量、人口环境条件三个方面选取了十二个指标,构建了我国人口易受坍塌(包括坍塌、泥石流、坍塌、地面塌陷)影响的评价指标体系。采用灰色关联分析方法对我国坍塌人口脆弱性进行评价,编制了中国人口坍塌脆弱性分区图,并对评价结果进行排序。结果表明,以黄河为界的中国坍塌人口脆弱性差异较大。黄河以北基本上是低人口脆弱区,而黄河以南则是中、高、高脆弱区。
参考文献:
[1]Yue Zhang,Dongfeng Zhao,Jinshi Lin,Lin Jiang,Bifei Huang,Fangshi Jiang,Ming-Kuang Wang,Hongli Ge,Yanhe Huang.Impacts of collapsing gullies on the dynamics of soil organic carbon in the red soil hilly region of southeast China[J].Catena,2020,190.
[2]Blade type nails cause more varus collapse than screw type nails in the treatment of elderly trochanteric fractures[J].Ortadogu Medical Journal / Ortadogu Tip Dergisi,2020,12(1).
[3]朱玲玲.安徽省坍塌坍塌泥石流灾害影响因素浅析[J].西部探矿工程,2019,31(12):9-11.
[4]王平波.山西省坍塌、坍塌、泥石流易发程度评价方法的探讨[J].华北自然资源,2019(03):75-79.