極端氣候條件下膨脹土路基水毀災害預測研究

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的路基和構(gòu)筑物產(chǎn)生較大的危害。而近年來全球變暖使極端氣候頻發(fā)，修筑在膨脹土地區(qū)的路基發(fā)生水毀災害的情況也越來越多。目前，膨脹土路基水毀災害的研究主要集中在膨脹土地質(zhì)災害、膨脹土脹縮脹縮機理、非飽和土力學強度理論及膨脹土邊坡的數(shù)值模擬等研究上。本項目采用理論分析、室內(nèi)試驗、模型試驗和現(xiàn)場試驗相結(jié)合的方法，借助于目前日益發(fā)展的全球氣候系統(tǒng)模式研究極端氣候下膨脹土路基水毀損害特征和規(guī)律；把線性或非線性統(tǒng)計變換、隨機模擬、Markov鏈、粗糙神經(jīng)網(wǎng)絡、概念格理論等智能計算技術(shù)引入到膨脹土路基水毀災害的預測當中。研究工作及有關(guān)成果將為膨脹土路基的地理分布與極端氣候耦合時的水毀預測提供了一種可擴展的算法和模型，并可望應用于極端氣候條件下的其他災害預測。

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(guān)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(guān)專業(yè)研究生的參考用書。

關(guān)于極端氣候的研究，近十多年來雖然已取得了新的進展，但無論在觀測和理論及其模擬方面的研究都還缺乏系統(tǒng)性和深入性。尤其是(1)關(guān)于極端氣候的區(qū)域型態(tài)及長期變率；(2)極端氣候與全球平均氣候變化的關(guān)系；(3)未來極端氣候情景預測等三個方面的研究還有待深人。根據(jù)以往觀測記錄所顯示的極端氣候指標不但具有長期變率，而且其年際、年代際變化也十分明顯；不少學者已經(jīng)注意到，未來氣候增暖背景下，氣候極值頻率有可能增大。20世紀中后期，人們將主要研究目標集中于全球或區(qū)域平均氣候的變化趨勢檢測，而很少專門關(guān)注于全球或區(qū)域的極端氣候及其長期變化規(guī)律，因此，就世界范圍而言，一方面，尚缺乏關(guān)于氣候極值的高質(zhì)量的長期觀測資料(包括全球及區(qū)域性的)致使人們對各地或不同區(qū)域的ECAE及其長期變率特征還知之甚少；另一方面，從理論上對于極端氣候成因機制及其模擬試驗和預測模型的研究都還處于起步階段。雖然20世紀90年代以來，不少學者已注意到平均氣候變化與極端氣候的關(guān)系，但其研究還缺乏系統(tǒng)性和深度。

2000年許多學者發(fā)出了“關(guān)于加強極端天氣氣候事件長期觀測變率及其未來變率預測的研究”的聯(lián)合呼吁。正在執(zhí)行中的CLIVAR的主要任務之一就是確定氣候變率的區(qū)域型態(tài)，而在一定的統(tǒng)計分布型條件下，極端氣候異常事件的許多統(tǒng)計特征量(如頻率，強度等)與平均氣候及其變率的非線性關(guān)系已經(jīng)有了相當多的理論基礎(如極值分布理論，統(tǒng)計分布函數(shù)的熵理論，平穩(wěn)過程的交叉理論等)，各種氣候數(shù)值模式模擬的最新結(jié)果也表明，模擬的平均氣候場及變率有相當?shù)目煽啃?，在給定的初邊值條件下作第二類氣候預報(氣候強迫敏感性試驗)與觀測結(jié)果已相當一致。因而，借助于優(yōu)良的氣候數(shù)值模式輸出結(jié)果，預測各種條件期望氣候情景下，出現(xiàn)降水、氣溫ECAE災害的風險(概率)及其區(qū)域型態(tài)已具備必要的理論基礎。 2100433B

極端氣候災害舉例

1.1430年歐洲進入小冰期（冰期即拉尼娜現(xiàn)象）。2.1703年英國有記錄以來最嚴重的一次暴風雨“大風暴”毀壞了許多城鎮(zhèn)，造成陸地上123人死亡，另外8000人在海水中淹死。3.1815年有史記錄以來最大的一次火山噴發(fā)——印度尼西亞塔姆波拉噴發(fā)，導致1816年整年都沒有夏季4.1974年澳大利亞北部的達爾文鎮(zhèn)幾乎被熱帶風暴特蕾西徹底摧毀。5.2005年卡特里娜颶風襲擊了新奧爾良市。