地下巖土工程事故系統(tǒng)化控制模式與方法.pdf

1、本文以沙堆為復雜系統(tǒng)的簡化模型，進行了幾種不同類的沙堆實驗，詳細地分析了沙堆的演化機制和坍塌機制，在此基礎(chǔ)上，研究了復雜系統(tǒng)的災(zāi)變機制和控制模式，并針對地下工程事故的實際情況，提出了地下工程事故的控制模式和方法。主要工作及研究成果如下：
　　 (1)進行了從亞臨界狀態(tài)到臨界狀態(tài)、從臨界狀態(tài)開始的短序列和長序列、在臨界狀態(tài)下的四種沙堆實驗，在分析和總結(jié)四種沙堆實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，我們認為，在外界物質(zhì)和能量持續(xù)輸入的情況下，沙堆等廣延

2、耗散動力系統(tǒng)向輸入與輸出的平衡狀態(tài)演化，向臨界狀態(tài)演化僅僅是一種特殊形式。
　　 (2)我們發(fā)現(xiàn)影響系統(tǒng)演化的主要因素有外界擾動的強弱、系統(tǒng)所處的狀態(tài)和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
　　 (3)由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、外界擾動的強弱、系統(tǒng)所處狀態(tài)的不同，以及三者在空間上和時間上的不同組合，向平衡狀態(tài)演化過程常常被打破，系統(tǒng)又在新的基礎(chǔ)上又向新的平衡狀態(tài)演化。廣延耗散動力系統(tǒng)演化的動力學過程總是表現(xiàn)為不平衡-平衡-不平衡的不斷循環(huán)往復的過程。平衡

3、是暫時的、相對的，不平衡是絕對的、無條件的。向平衡態(tài)演化規(guī)律符合能量守恒定律和物質(zhì)不滅定律，符合矛盾運動規(guī)律。
　　 (4)對SOC概念進行了評述。我們認為SOC概念將災(zāi)害產(chǎn)生的歸因于連鎖反應(yīng)，是一種嶄新的世界觀；利用簡化模型研究普適性規(guī)律，是一種嶄新的方法論。但是SOC概念對廣延耗散動力系統(tǒng)演化規(guī)律的認識違背了對立統(tǒng)一規(guī)律，在哲學上是站不住腳的；“級序分析方法”會扭曲系統(tǒng)演化的動力學特性；SOC的判斷標準也存在問題。
　

4、　 (5)信息熵是系統(tǒng)不確定性的量度。計算了2.5mm～5mm、φ=2.85沙堆從亞臨界狀態(tài)到臨界狀態(tài)、從臨界狀態(tài)開始、在臨界狀態(tài)下加沙105g的信息熵。信息熵都很大，我們進一步認為，進行沙堆坍塌規(guī)模、坍塌時間和坍塌的地點確定性預報都非常困難；對天然沙堆坍塌進行確定性預報幾乎是不可能的。
　　 (6)在上述工作的基礎(chǔ)上，我們提出了復雜系統(tǒng)災(zāi)變的控制模式--超前探測、動態(tài)監(jiān)測(檢測)、動態(tài)評價、分級預警與分級控制；提出了復雜系統(tǒng)