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1.
自组织临界性及其在散粒体研究中的应用   总被引:19,自引:6,他引:13  
首先简述了自组织临界性理论的基本概念和在方法论方面的启示,然后介绍了三种发现散粒体自组织临界性与粒径的非均匀性有关的沙堆模型实验,进而提出假设:若系统的组构能对干扰传播形成足够的制约,限制其各部分敏感性递增的趋势,从而维持其整体的鲁棒性时,大尺度的系统也能呈现自组织监 界现象。最后通过对野外观测资料的分析,提出了在稳定流条件下非均匀推移质输沙率将服从负幂率分布的观点,并对自组织临界现象的判据等问题进行了讨论。  相似文献
2.
“5·12” 汶川地震对线路工程抗震技术提出的新课题   总被引:8,自引:3,他引:5  
“5·12”汶川地震对地震学、地震工程学都提出了新的挑战,对线路工程而言,核心科学问题是发生在山区的地震波传播的三维特性与地形巨大高差所导致的斜坡重力效应的耦合,对线路工程的破坏作用和工程在地震作用下的破坏机理。首先通过对汶川地震灾害现象的分析,归纳出线路工程抗震技术面临的3个新的课题:即基于艰险山区地震波传播特性的公路铁路选线设计技术,地震诱发线路工程山地灾害机理及防治技术,以系统工程理论为指导的生命线工程抗震对策;同时对这3个课题的研究现状和研究思路提出了建议;然后从填补现行规范空白以及对现有规范技术框架进行延展和更新两个层面,论述了汶川地震对线路工程抗震设计规范发展的推动作用。  相似文献
3.
松散边坡演化特征及其应用   总被引:5,自引:2,他引:3  
用单面坡沙堆作为松散边坡的简化模型,研究松散边坡的演化规律和复杂性。认为松散边坡自发地向临界状态演化,其演化特征表现为两种不同的动力学行为:对于颗粒均匀的松散边坡,其大规模的坍塌呈现准周期分布,而颗粒不均匀的松散边坡,坍塌的规模服从幂律分布,出现自组织临界性。据此提出,颗粒均匀的松散边坡,可以利用其平均周期和大规模坍塌的平均值进行预报,采用安全系数法进行防治工程设计;而对于颗粒不均匀的松散边坡,目前还难于进行预测预报,采用可靠性方法防治工程进行设计。  相似文献
4.
砂堆雪崩幂律分布现象的解释   总被引:2,自引:2,他引:0  
自组织临界性的提出者Per Bak认为,处于临界状态砂堆雪崩呈现幂律分布,可作为广延耗散动力系统自组织临界性存在的证据。采用真实砂堆试验和元胞自动机砂堆模拟两种方法进行研究,提出处于亚临界状态的砂堆,在向临界状态演化的过程中,砂堆在亚临界状态发生众多小规模的雪崩,越接近临界状态,系统的波动越强,大规模的雪崩也时而发生,因此在从亚临界状态向临界状态演化的过程之中,大规模雪崩的发生次数少,小规模雪崩发生的次数多,雪崩发生的规模也呈现幂律分布,并认为这种情况更具普适性。  相似文献
5.
岩石破坏过程的自组织特征与临界条件研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
岩石破坏过程具有自组织临界特征。为了研究这种临界问题,提出了一种利用自组织程度参数α刻画单元之间的应力转移和局部单元上的应力集中的方法,并以单元的破坏强度服从二次Weibull分布为基础,运用重整化群理论建立了计算力学模型,推导了岩石破坏的临界破坏概率pc。结果表明,当单元的破坏概率p小于临界破坏概率pc时,单元的破坏是独立的和随机的,系统向稳定态演化;当单元的破坏概率p大于临界破坏概率pc时,单元的破坏向宏观贯通的张裂面这一吸引域集中,张裂面是自组织临界性的一个动力学吸引子;临界破坏概率pc以及单元承受外载F的能力均与初始条件有关,pc和F/F0随自组织程度参数α增大而减小,且F/F0<1,表明由于应力的转移使得单元破坏应力降低。  相似文献
6.
基于元胞自动机的沙堆模型并行计算   总被引:1,自引:1,他引:0  
为了研究大规模沙堆模型的自组织临界性,必须进行大量计算,为了克服原有串行计算技术浪费大量时间的缺点,引入并行计算技术。利用MPI消息传递和C语言,采用主从模式编程实现沙堆模型的并行算法。仿真实验结果表明:当模型格点总数不大时,并行计算的优势并不能很好地体现出来;但当模型规模增大到L≥200后,并行计算时间大大缩短,取得较好的加速比。将并行计算技术应用到二维沙堆模型,将会减少大规模模型的计算时间,提高计算效率,为下一步研究自组织临界性是否具有尺度效应提供可借鉴的经验。  相似文献
7.
泥石流堵塞大河的特点及异岸受灾判据研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
研究了典型堵河事件,提出了泥石流堵塞大河的特点:存在全堵、壅堵和局部堵塞3种堵河模式;局部堵塞是最普遍的堵河形式;高速水流冲刷异岸,或迫使主河改道而成灾是泥石流局部堵塞大河的主要成灾模式之一。针对这种成灾模式运用数值模拟方法分析主河在不同堵塞系数时的水流流场,基于信息熵原理分析主河流场有序度,得出当堵塞系数R为0.80~0.90时,主河流场熵值急剧下降,且此时流速也大,把堵塞系数R>0.80作为泥石流局部堵河异岸受灾判据。通过岷江流域银杏至映秀段泥石流堵河实例验证,表明数值模拟结果与实际情况吻合,泥石流局部堵河异岸受灾判据可行,为制定泥石流堵河灾害减灾对策提供科学依据。  相似文献
8.
山区复杂大流域地貌发育阶段判识方法及应用   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
为确定山区复杂大流域的地貌发育阶段及其在地震、暴雨等触发条件下的灾害区域严重程度. 基于地貌循环理论和山区复杂大型流域的分阶段发育的理论,将斯特拉勒积分的计算方法与坡降指标(SL指标)结合,以确定山区复杂大流域的发育阶段. 利用DEM(digital elevation model)和ArcGIS技术,计算发育阶段并据此评价崩塌滑坡在触发条件具备时的区域严重程度. 在山区复河流复杂大流域内,分支小流域的斯特拉勒积分的变化点,SL指标的突变点均可以作为发育阶段的分界点;在同一发育阶段内,斯特拉勒积分值分布集中,整个发育阶段的斯特拉勒积分可以作为处于这一发育阶段的所有分支小流域发育阶段的代表值. 处于幼年晚期和壮年期的流域,斯特拉勒积分处于0.45~0.6之间,崩塌滑坡最严重.  相似文献
9.
降雨作用下土体细颗粒迁移特征及其对崩塌的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了研究坡面土体崩塌的时空特征,进行了人工降雨水槽实验,在不同降雨强度下,观测了土体细颗粒的迁移、土体崩塌的时间序列和相应的孔隙水压力变化曲线,并对崩塌体、迁移土体和渗流浆体进行序列取样。实验结束后进行了土体颗粒分析,并结合标度分布参数,对比了坡面相同位置不同深度实验前后颗粒级配的变化,从随机性的角度分析了土体颗分参数与强度之间的关系。结果表明:在降雨作用下,坡体中的细颗粒会发生迁移,使土体结构发生改变。细颗粒在某一位置集聚,引起孔隙水压力增大;在水力梯度较大和细颗粒容易积聚的区域,更容易发生坡面崩塌破坏;坡脚处流出的细颗粒波动越大,坡面崩塌现象越明显;土体的剪切强度和内摩擦角随细颗粒含量的增大而减小;坡面土体颗粒的空间分布决定了土体强度的空间分布,坡面土体剪切强度和内摩擦角均具有Weibull随机分布特征,最终导致坡面土体的崩塌在时间和空间上呈现随机性。  相似文献
10.
针对圆管中两相分层紊流流动的水力特性,利用一种新的研究方法——旋转坐标轴法,将圆管流的研究转化为平板流,籍此建立了新的牛顿-幂律流体圆管分层紊流流动模型,得出流动的解析表达式,并通过实验对模型进行了验证。给出了两相分层流以及单相管流的流量积分式,用以验证油气两相分层流是否能相对于石油单相管流实现减阻,为油气混输技术提供理论依据。  相似文献
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