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黄河下游堤防破坏机理与安全评价方法的研究

张秀勇  
【摘要】:本文主要结合黄河堤防的实际问题和大量历史资料,系统研究了黄河堤防安全的主要影响因素,堤防的破坏机理,堤防结构的风险分析模型,计算典型堤段的失事概率,建立黄河堤防安全综合评价指标体系,在此基础上,基于模糊数学、遗传算法和层次分析法,应用基于加速遗传一层次分析法的堤防工程安全性综合评价方法(AGA-AHP)对黄河堤防进行了安全性综合评价。本文主要研究内容如下: (1) 全面系统地收集黄河堤防的大量历史出险资料、地质勘探资料、隐患探测资料、设计及现场调查资料,深入研究了目前黄河堤防所存在的安全隐患和历史上发生的重要险情。 (2) 分析研究影响黄河堤防安全的主要因素,将堤身—堤基—边界条件作为一个相互影响、相互作用的复杂系统,详细论述了三者对堤防安全的影响;并根据黄河堤防堤基岩土分布和险情特点,对堤基的结构类型进行了详细划分。 (3) 结合黄河堤防的险情特点,分析了黄河堤防管涌险情的发生、发展过程及影响因素;其次系统研究了黄河堤防冲决的破坏机理,研究冲决形成的条件和主要影响因素,详细阐述了冲决的发生、发展过程,同时从力学角度分析了冲决的破坏机理。 (4) 紧密联系黄河堤防实际问题,基于可靠度理论建立了黄河堤防流土、管涌、滑坡等风险分析模型,利用蒙特卡洛—随机有限元分析方法相结合进行了堤防失事概率计算;探讨了黄河堤防工程的综合失事概率的计算方法。 (5) 分析了黄河堤防的失事后果特点,建立了黄河堤防失事后果的计算模型,并结合国内外有关领域风险标准的研究现状,探讨了黄河下游堤防工程的风险标准。 (6) 建立了黄河堤防安全性综合评价指标体系,并应用基于加速遗传—层次分析的综合性评价方法对黄河堤防工程进行了安全性综合评价,对该评价方法的有效性进行了实例验证。


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