山地灾害链承传系统非线性响应特性研究

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1、万方数据国内图书分类号：U416．1国际图书分类号：624．131密级：公开西南交通大学研究生学位论文山地灾害链承传系统非线性响应特性研究年姓级名2008级黄艺丹申请学位级别博士防灾减灾工程及专业防护工程指导老师姚令侃二零一四年九月一日万方数据C1aSsifiedIIldex：U416．1U．D．C：624．13125㈣㈣ⅧⅢ

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7、USTICSOFTRANSMISSIONSYSTEMⅢMOUNTAⅢDISASTERCHAINGrade：Doctor2008Candidate：ⅥdanHuangAcademicDe铲eeAppliedfor：PH．Dspeciality：芝黜蛊Supervisor：YaoLingkanJull25，2014万方数据西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文笔者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部

8、分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密∥使用本授权书。(请在以上方框内打‘‘√”)学位论文笔者签名：赣芝般日期：2。f尹、9、9指导老师签名：日期：勿1％c}一万方数据西南交通大学博士学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人

9、完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下：(1)提出当且仅当处于地貌发育阶段幼年晚期的谷地以及壮年期的山地已经演化到了临界状态，崩塌、滑坡、泥石流等斜坡重力作用地表过程，其共同特征是能量的耗散是以斜坡物质失稳下滑实现的，从物理概化角度，可认为沙堆模型是一种能抓住真实斜坡系统基本特征的简单理想模型，因而它们的动力学特征都应能在自组织临界状态(SOC)的概念框架下得到解释。从而界定了SOC在山地学中的适用范围。(2)在SOC的概念框架下实现了从物理角度对不同烈度区地震触发崩塌滑坡分布规律演变机理的诠释，提出Ⅸ

10、度、Ⅷ度、Ⅶ度烈度区，崩塌滑坡规模与出现频率之间的关系均可用幂律描述，崩塌滑坡点的密度成为反映它们区别的主要指标：Ⅸ度—_X度一Ⅺ度地震烈度区，地震触发崩塌滑坡的整体规律将依次经历幂律一幂律弱化一对数正态分布的演变过程。初步建立了从Ⅶ度到Ⅺ度不同烈度区地震触发崩塌滑坡总体特征的完整表征体系。(3)提出重力侵蚀型泥石流沟谷系统具有白组织临界性的推断具有合理性。以蒋家沟泥石流为范例的研究表明，泥石流径流量的分布呈现为幂律形式或者接近于当地区域性降雨的概型，据此建立了不同设计基准期蒋家沟泥石流最大径流量极值分布的数学模型。为解决泥石流

11、防治工程可靠性设计中泥石流荷载概型确定这一难点问题，提供了新思路和方法。(4)地震引发库、湖水涌浪是尚未有人研究过的课题。通过地震涌浪实震资料分析与振动台水箱模型实验，提出振动台水箱模型能反映真实的地震涌浪规律，水箱模型研究地震涌浪的方案可行；建模时可以地震波主频的周期作为相关性时间尺度的取值。结论为地震引发库、湖水涌浪模型的研发提供了理论指导。。(5)将原生事件系统与灾害承传系统均为SOC的情况定义为SOC—SOC系统灾害链。通过元胞自动机模拟，提出其传递特性是：当扰动输入平均强度较小时，通过次级SOC系统的传递，会将总体动态

12、特性的复杂性放大，而随着扰动平均强度的递增，放大作用逐渐减弱。是关于SOC—SOC系统灾害链特性的有益探索。学位论文釜者签名：荡乞A日期：力I炜歹月7日万方数据西南交通大学博士研究生学位论文第1页摘要我国是一个多山国家，山区面积约占国土面积的三分之二，滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害频发，尤其是山地灾害链事件，更造成一般山地灾害所无法比拟的大范围危害。近年来，随着全球气候变化异常和人类社会经济活动的不断增强，极端天气和地质灾害增多，山地灾害链事件有增加的趋势，成为我国山区人民生命财产安全和重大工程的严重威胁。因此，有关山地灾害链形成

13、机理、传播过程、成灾模式和减灾对策的研究，是具有重要科学意义和明确应用背景的课题。鉴于山地灾害链的研究整体尚处于起步阶段，而灾害承传系统的响应特性是在链式反应中使灾势扩大的最重要的环节，因此本文确定将其作为论文的主攻方向；并选择地震触发崩塌滑坡、降雨泥石流以及堰