基于侵蚀循环理论的地震触发崩塌滑坡灾势评价

构建了一种与选线原则方案精度相匹配的、区域性的预测地震触发崩塌滑坡灾势的方法.论述了在侵蚀循环(幼年期-壮年期-老年期)的一个地貌发育周期内,流域谷坡将相应经历向临界坡发展、达到临界坡、偏离临界坡的过程,提出了根据流域演化发育阶段预测山地灾害危险性的原理;基于河谷与谷坡的反馈机制,提出通过点坡度变化确定纵剖面特征点,进而区分不同的发育阶段,解决了斯特拉勒分析方法只能适应于小流域的问题.通过汶川地震、玉树地震、芦山地震这3次21世纪以来我国震级在Ms7.0以上的大地震实震资料,检验了本方法的正确性.流域的斯特拉勒积分在0.5~0.6之间时,崩塌滑坡灾势最严重;距上值越远,灾势越轻.     

高应力软岩巷道壁后充填支护研究

高应力软岩巷道属非线性大变形问题,巷道支护必须满足其变形要求。总结了白皎煤矿高应力软岩砌碹巷道变形破坏特征,分析了砌碹巷道破坏机理,并对碹体壁后充填粉煤灰基材料改善"支护-围岩"关系的作用机理进行了分析,最后得到了现场验证。     

强沙尘暴时序的标度不变性分析

强沙尘暴规模的时间序列具有复杂的波动性.运用多重分形消除趋势波动分析法分析我国北方近49年来的强沙尘暴序列.发现序列具有长程相关性;并确认强沙尘暴是多重分形过程,进而得出序列的多重分形谱.在此基础上,探讨了序列长程相关性和多重分形特征与强风、沙源和热力不稳定等我国北方强沙尘暴形成的主要因素之间的联系.     

Ⅶ—Ⅸ度烈度区地震触发崩塌滑坡分布规律

利用"4·20"芦山地震Ⅶ—Ⅸ度烈度区资料翔实的有利条件,研究不同烈度区地震触发崩塌滑坡的整体分布规律,并基于自组织临界状态理论,从物理角度对其机理进行诠释.实震资料表明:Ⅸ度、Ⅷ度、Ⅶ度烈度区,崩塌滑坡面积与发生频率之间的关系均可用幂律描述,且幂指数b值相近,但随地震烈度的降低,崩塌滑坡密度单调减小;元胞自动机模拟表明:当扰动强度按0.5的比率递减时,沙堆模型的动力学特性基本服从同一幂律分布,雪崩密度呈线性关系减小;振动台沙堆模型物理实验也支持了以上结论.说明规模与发生频率之间的幂律关系是Ⅶ—Ⅸ度烈度区地震触发崩塌滑坡的统一分布规律,灾害点密度的不同是体现它们震害强度差异的主要指标.结论可为地震触发山地灾害危险性区划、地震次生灾害风险评估等提供科学依据.     

地震强度递增沙堆模型响应机制的研究

针对汶川地震Ⅹ度和Ⅺ度烈度区崩塌滑坡面积与累计频率统计关系呈现不同分布规律的现象,开展了地震峰值加速度从0.075~0.450g的6组振动台沙堆模型实验.实验重现了随振动强度增加,落沙量与累计频率从幂律分布-对数正态分布-正态分布依次转变的现象.数学分析表明,变异系数的减小,是这3种概型依次转变的原因.根据实验观察,随扰动递增沙堆表面颗粒行为呈现不同响应模式:微振动时颗粒活动性消失的概率与活动性分叉的概率在总体上平衡,当颗粒间近邻的相互作用导致连锁反应时才能发生大规模落沙事件,具有最大的不确定性.强振动时大部分颗粒就能独立启动,大规模落沙成为必然事件.据此提出,落沙规模由自组织控制的颗粒链式反应过程,向外力控制的颗粒独立下落过程的转化是导致变异系数减小的物理机制.根据以上认识,随地震烈度增加,汶川地震触发的崩塌滑坡规模与累计频率依次服从幂律分布-对数正态分布的现象,可能是具有普适性意义的规律.     

格子Boltzmann方法在非牛顿流体研究中的应用

建立了用于非牛顿流体的格子Boltzmann方法，通过Chapman-Enskog展开和多尺度技术，并选择特定的平衡态分布函数的形式，可以得到非牛顿流体流动 的宏观Navier-Stokes方程，并且流体满足宾汉模式的本构关系。     

可拓学在泥石流预报减灾决策上的应用

应用可拓论、概率论和有关泥石流的专业知识,提出了一种泥石流预报减灾的两层决策模式。文中首先论述了泥石流预报中各种非确定性因素,然后介绍了用简单关联函数确定减灾对策偏好度的方法,最后建立了泥石流预报减灾决策的物元模型。     

自组织临界性及其在斜坡重力作用灾害研究中的应用

首先介绍了3种在自组织作用下的反映斜坡物质能量耗散普适性过程的沙堆模型实验, 以及托卡马克等离子体试验. 实验表明, 当沙堆由非均匀颗粒组成时呈现SOC现象; 托卡马克等离子体当约束条件减弱时具有SOC的一些特性. 然后通过沙石材料土工性质的测试和堆积结构模拟分析, 得出SOC主要由系统的组构特征确定的结论. 最后在SOC的概念框架下讨论了斜坡重力作用灾害的机理研究、预测预报以及防治工程设计等问题.     

可拓空间数据挖掘技术及其应用

将可拓学理论与方法应用到空间数据挖掘技术当中，建立起一种基于可拓学的空间数据挖掘的理论、方法和应用体系，并以北京地区泥石流危险度的区划与预报为例说明其应用。     

开挖边坡自组织特性及灾害防治对策研究

边坡演化具有自组织特性,边坡随开挖强度的不断增大、开挖后随时间的推移,以及外界扰动(地震、降雨)将加速其自组织过程的形成,最终导致开挖边坡失稳.应用信息熵定量地描述了边坡演化自组织过程(减熵过程),得出对开挖边坡进行及时支护能有效防止边坡失稳的认识;并应用离心模型试验及数值计算进行了验证.分析了及时支护作用机理:有效地减轻了边坡变形量,剪应力分布和应力路径更有利于边坡稳定,从而有效地阻止了开挖边坡自组织过程的形成.