膨脹土路基的氣候性災害

前言

　　膨脹土路基的水毀失穩(wěn)災害是危害道路建設與運營的重大痼疾之一，也是交通工程領域長久以來的科技攻關難題。在極其復雜的致災因素中，最主要的內(nèi)因和外因分別是路基土體脹縮特性和氣候變化擾動。前者受到膨脹土形成歷史、礦物成分、初始含水量等因素的影響并反映在膨脹土的分級分類，是一個典型的復雜非線性科學問題。而后者包括干旱、降雨在內(nèi)并隨全球變暖出現(xiàn)諸多極端與異?，F(xiàn)象，是一個典型的隨機過程并具有明顯的不確定性。本書作者敏銳地把握膨脹土路基災害及其成因的非線性與不確定性特征，首次系統(tǒng)地引入粗糙集理論與方法，并嫻熟地運用災害學知識以及概率論和神經(jīng)網(wǎng)絡等工具，通過長期扎實的工作和新穎巧妙的思路，全面解決了關于膨脹土路基氣候性災害機理與預測的系列關鍵技術(shù)問題。全書從膨脹土、路基和氣候這三者的相互關聯(lián)出發(fā)，系統(tǒng)論述了膨脹土路基在氣候作用下水毀災害發(fā)生與預測的各個主要相關問題，邏輯明晰，體系完整，是一本具有很高的理論學術(shù)層次和工程參考價值的好書?！　”緯窃诘谝蛔髡叨〖用鞯牟┦繉W位論文和博士后出站報告基礎上加工補充完成。丁加明博士具有良好的學歷教育背景，自1999年至2008年分別師從湖南大學趙明華教授、中南大學王永和教授和中南大學陳治亞教授完成了碩士、博士學業(yè)和博士后研究工作。這三位名師是我多年的同事和好友，他們作育英才、獎掖后進的精神和對丁加明博士的傾力培養(yǎng)是我親眼得見的。我也高興地得知，我本人多年前創(chuàng)立的隨機介質(zhì)理論及其應用對丁加明博士的研究工作以及本書的成型起到了極其良好的啟發(fā)和引導作用，特別高興看到非線性理論方法等理論前沿在交通工程領域不斷得到新的應用?！　《〖用鞑┦客瑫r具有十分豐富的工作經(jīng)歷和工程經(jīng)驗，從主管鐵路修筑施工到參與大型工程招投標，從執(zhí)教中南大學到主持國家自然科學基金和中國博士后科學基金項目，先后獲得工程師、講師、高級工程師、注冊咨詢工程師（投資）、注冊造價工程師和交通運輸部甲級造價工程師等技術(shù)資格和執(zhí)業(yè)資格。正是設計、施工、教學、研究和管理等各方面的全面歷練，造就了丁加明博士寬闊的學術(shù)視野和深刻的工程洞察力，既能創(chuàng)造性地展開研究又具有腳踏實地的精神。同時，丁加明博士的學習和工作經(jīng)歷也表明，國家和社會為青年優(yōu)秀人才的成長和發(fā)展提供了廣闊而自由的環(huán)境和條件?！　≈档靡惶岬氖?，本書中極其重要的粗糙集理論的創(chuàng)立者、華沙理工大學z.Pawlak教授與我本人同為波蘭科學院院士。本書第二作者丁力行教授曾擔任中南大學土木建筑學院學術(shù)委員，在建筑環(huán)境與能源等領域已做出許多有影響的工作。

內(nèi)容概要

本書在分析了氣候?qū)ε蛎浲谅坊畾в绊懙幕A上，應用通過大型模型試驗探究得到的不同氣候條件下膨脹土路基中含水量、土壓力、溫度、脹縮變形等的規(guī)律，系統(tǒng)地將粗糙集理論引入膨脹土脹縮等級分類及膨脹土路基水毀災害預測，并全面解決了應用中的系列關鍵技術(shù)問題，建立了極端氣候條件下膨脹土路基水毀預測模型并很好地處理了網(wǎng)絡預測結(jié)構(gòu)和仿真中存在的問題，根據(jù)災害學原理對膨脹土路基的水毀屬性特征、等級劃分和災害特征進行了分析。本書可供從事膨脹土路基及其災害研究的科技、教學和勘察設計人員參考，也可供從事極端氣候條件下災害預測研究的人員參考，同時可作為相關專業(yè)研究生的參考用書。

作者簡介

　　丁加明，博士后，九三學社社員，湖南省交通廳交通建設造價管理站商級工程師，全國注冊造價王程師，全國注冊咨詢工程師（投資），交通運輸部甲級造價工程師，中網(wǎng)核心期刊（遴選）數(shù)據(jù)庫期刊《企業(yè)開發(fā)技術(shù)》編委，《湖南交通造價》（內(nèi)刊）編輯，湖南省綜合評標專家洋專家?！　?006年往中南大學獲巖土工程博上學他后，先后在中南大學交通運輸工程博士后流動站和清華大學管理科學與工程博士后流動站進行研究工作。主要從事工程施工、，工程管理、巖土工程方面的科研、教學和工程實踐。主持國家自然科學基金等研究深題I項，主持和參加國家、省部級及橫向研究課題7項，獲2006年湖南省科技遜步三等獎。在國內(nèi)外重要學術(shù)刊物上發(fā)表論文10余篇，其中被El收錄7篇。參編著作3部。　　丁力行，博士，教授，國家公派留學歸國人員?，F(xiàn)為仲愷農(nóng)業(yè)工程學院人工環(huán)境與控制研究所所長，全國暖通空凋及凈化沒備標準化技術(shù)委員會工業(yè)清潔設備分技術(shù)委員會《SAC／TCl43／SC1）主任委員。同時擔任美國ASHRAE會員、中國建筑節(jié)能委員會理呈、《暖通空調(diào)》編委、《仲豈農(nóng)業(yè)工程學院學報》編委和《化工暖通空調(diào)》（內(nèi)刊）主編等?！　∽鳛橹饕鸩萑送瓿伞恫膳L與空氣調(diào)節(jié)沒汁規(guī)范》GB50019-2003和《空氣一空氣能量回收裝置》GB／T21087-2007等國家標準，并已完成省部級以上科研項目多項，主持完成的成果獲得省級科學技術(shù)進步獎三等獎。民出版《建筑熱工及環(huán)境測試技術(shù)》（機械工業(yè)出版社，2006）和《空調(diào)過程設計與建筑節(jié)能》（中國電力出版社，2004）等專著。

書籍目錄

第一章  緒論  1.1  膨脹土路基與氣候的關系  1.2  國內(nèi)外研究現(xiàn)狀  1.3  研究方法和內(nèi)容第二章  極端氣候事件的研究聊狀  2.1  近五年世界范圍內(nèi)的極端氣候事件  2.2  近五年我國的極端天氣和氣候事件  2.3  極端氣候事件的概率研究第三章  基于粗糙集的膨脹土分類研究  3.1  膨脹土的黏土礦物成分及其工程性質(zhì)  3.2  粗糙集理論基本概念  3.3  膨脹土分類指標的重要性分析  3.4  不相容信息情況下膨脹土分類規(guī)則的提取  3.5  不完備信息情況下膨脹土分類規(guī)則的提取  3.6  計算機程序設計第四章  氣候?qū)ε蛎浲谅坊绊懙脑囼炑芯? 4.1  模型試驗情況及氣候模擬  4.2  不同氣候下膨脹土路基含水率變化規(guī)律  4.3  不同氣候下膨脹土路基土壓力變化規(guī)律  4.4  不同氣候下膨脹土路基溫度變化規(guī)律  4.5  不同氣候下膨脹土路基脹縮變形規(guī)律第五章  極端氣候?qū)ε蛎浲谅坊挠绊? 5.1  極端降雨對膨脹土路基的影響  5.2  極端干旱對膨脹土的影響  5.3  晴雨轉(zhuǎn)換對路基水毀的影響第六章  極端氣候的概率模型  6.1  頻率分析法的引入  6.2  極端日降雨量的皮爾遜-Ⅲ型分布  6.3  極端日降雨量的耿貝爾分布  6.4  極值分布模型擬合優(yōu)度檢驗  6.5  干旱及晴雨轉(zhuǎn)換模型第七章  膨脹土路基的水毀災害  7.1  膨脹土災害概況及成災特點  7.2  膨脹土災害分級  7.3  膨脹土路基災害評估第八章  極端氣候下膨脹土路基的水毀災害預測  8.1  人工神經(jīng)網(wǎng)絡  8.2  粗糙神經(jīng)網(wǎng)絡  8.3  膨脹土路基的水毀預測參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第一章　緒論　　1.1　膨脹土路基與氣候的關系　　1.1.1　膨脹土的脹縮特性及其危害　　在我國，膨脹土地區(qū)分布廣泛，隨著高速鐵路和公路建設的發(fā)展，在鐵路、公路修建過程中必將要遇到更多的膨脹土問題。作為一種典型的淺表層輕型工程，膨脹土路基在正常的自然氣候條件下會對建設在其上（中）的路基和構(gòu)筑物產(chǎn)生較大的危害，如不進行有效處治，還會對路面的質(zhì)量和邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生長期影響，導致膨脹土路基工程的安全性難以得到保證?！　≡谂蛎浲恋貐^(qū)，無論是路塹或是路堤，其中存在的極其普遍而嚴重的邊坡變形與基床變形都是在其他土質(zhì)路基中罕見的。目前，我國在膨脹土地帶修筑的鐵路、公路工程已有不少，鐵路部門每年都要花很大代價對穿越膨脹土地區(qū)的鐵路線路進行維護，路基邊坡工程整治費用驚人。比如襄一渝鐵路由于膨脹土的原因，每公里造價提高了91.64萬元。我國高速公路的大規(guī)模修建始于20世紀90年代，過去由于公路等級低，在定線設計時，對地質(zhì)不良地段盡量繞避，公路路基受膨脹土破壞的問題不太突出。隨著我國交通運輸事業(yè)的迅速發(fā)展，交通建設工程對原始地質(zhì)條件的可選擇性大為降低，其中修筑在膨脹土地區(qū)的路基發(fā)生水毀的情況也越來越多，膨脹土對路基的危害和破壞也越來越受到重視。由于膨脹土路基水毀失穩(wěn)而導致交通工程不能及時發(fā)揮效益或使用被迫中斷，將對國民經(jīng)濟和國家形象造成無法估量的損失?！　　?/pre>




編輯推薦
　　《膨脹土路基的氣候性災害》是在第一作者丁加明的博士學位論文和博士后出站報告基礎上加工補充完成。丁加明博士具有良好的學歷教育背景，自1999年至2008年分別師從湖南大學趙明華教授、中南大學王永和教授和中南大學陳治亞教授完成了碩士、博士學業(yè)和博士后研究工作。這三位名師是我多年的同事和好友，他們作育英才、獎掖后進的精神和對丁加明博士的傾力培養(yǎng)是我親眼得見的。我也高興地得知，我本人多年前創(chuàng)立的隨機介質(zhì)理論及其應用對丁加明博士的研究工作以及《膨脹土路基的氣候性災害》的成型起到了極其良好的啟發(fā)和引導作用，特別高興看到非線性理論方法等理論前沿在交通工程領域不斷得到新的應用。





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