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地下岩土工程事故系统化控制模式与方法
| 论文题名： | 地下岩土工程事故系统化控制模式与方法 |
| 关键词： | 地下工程事故;控制模式;沙堆实验;复杂系统;灾变机制;连锁反应 |
| 摘要： | 本文以沙堆为复杂系统的简化模型，进行了几种不同类的沙堆实验，详细地分析了沙堆的演化机制和坍塌机制，在此基础上，研究了复杂系统的灾变机制和控制模式，并针对地下工程事故的实际情况，提出了地下工程事故的控制模式和方法。主要工作及研究成果如下： (1)进行了从亚临界状态到临界状态、从临界状态开始的短序列和长序列、在临界状态下的四种沙堆实验，在分析和总结四种沙堆实验结果的基础上，我们认为，在外界物质和能量持续输入的情况下，沙堆等广延耗散动力系统向输入与输出的平衡状态演化，向临界状态演化仅仅是一种特殊形式。 (2)我们发现影响系统演化的主要因素有外界扰动的强弱、系统所处的状态和系统的结构。 (3)由于系统的结构、外界扰动的强弱、系统所处状态的不同，以及三者在空间上和时间上的不同组合，向平衡状态演化过程常常被打破，系统又在新的基础上又向新的平衡状态演化。广延耗散动力系统演化的动力学过程总是表现为不平衡-平衡-不平衡的不断循环往复的过程。平衡是暂时的、相对的，不平衡是绝对的、无条件的。向平衡态演化规律符合能量守恒定律和物质不灭定律，符合矛盾运动规律。 (4)对SOC概念进行了评述。我们认为SOC概念将灾害产生的归因于连锁反应，是一种崭新的世界观；利用简化模型研究普适性规律，是一种崭新的方法论。但是SOC概念对广延耗散动力系统演化规律的认识违背了对立统一规律，在哲学上是站不住脚的；“级序分析方法”会扭曲系统演化的动力学特性；SOC的判断标准也存在问题。 (5)信息熵是系统不确定性的量度。计算了2.5mm～5mm、φ=2.85沙堆从亚临界状态到临界状态、从临界状态开始、在临界状态下加沙105g的信息熵。信息熵都很大，我们进一步认为，进行沙堆坍塌规模、坍塌时间和坍塌的地点确定性预报都非常困难；对天然沙堆坍塌进行确定性预报几乎是不可能的。 (6)在上述工作的基础上，我们提出了复杂系统灾变的控制模式--超前探测、动态监测(检测)、动态评价、分级预警与分级控制；提出了复杂系统灾变的控制方法--结构控制、结构调整、外界扰动强度控制及其三者在时间和空间上的组合控制的控制方法；结合地下工程的实际情况，我们提出了地下工程事故的控制模式和方法。 |
| 作者： | 黄琳 |
| 专业： | 安全及技术工程 |
| 导师： | 李仕雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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