專利名稱：公路交通環(huán)境生態(tài)受耦合災(zāi)害脅迫的損勢演繹與重建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于公路交通及環(huán)境災(zāi)害技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種公路交通環(huán)境生態(tài)受耦合災(zāi)害脅迫的損勢演繹與重建方法。
背景技術(shù)：
公路具有沿線狀分布的特征，跨越不同地域，尤其是我國西南山區(qū)為保證道路線型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，往往高填深挖而大大改變了自然生態(tài)的穩(wěn)定環(huán)境，雖在公路建設(shè)中做過一些結(jié)構(gòu)物支撐處理，一般能維護穩(wěn)定狀態(tài)，但由于種種條件限制，未能充分估量的洪水及派生災(zāi)害的襲擊，加劇了滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的形成，加之地面風(fēng)對植被的拔力作用、地震作用等，以及它們以各種方式和各種程度形成最不利的耦合破壞作用，不但嚴(yán)重危及交通運輸安全暢通，造成人員財產(chǎn)的重大傷亡和損失，在災(zāi)害發(fā)生的同時，又使生態(tài)環(huán)鏡根基連續(xù)遭到削減和更嚴(yán)重的破壞，從而形成惡性循環(huán)的加重態(tài)勢。隨著公路建設(shè)網(wǎng)狀式的密集型發(fā)展，生態(tài)環(huán)境將受到更大范圍影響，實屬不可低估。因此，在西部地區(qū)，尤其西南山區(qū)如何將公路建設(shè)與災(zāi)害造成的對神態(tài)環(huán)境的損傷破壞結(jié)合起來，從治本的深層次入手，解決這一重大的多學(xué)科滲透的前沿科學(xué)問題，是迫不及待的深入研究課題。
從國內(nèi)外的技術(shù)現(xiàn)狀看，對公路交通環(huán)境生態(tài)的災(zāi)害影響有待進一步深化和拓展研究的必要，特別是對耦合災(zāi)害作用，生態(tài)環(huán)境的物化破壞過程和能量傳輸、破壞力作用的損勢演繹過程和規(guī)律以及重建機理的研究有待進一步深化，從膚淺的表面現(xiàn)象研究深入到災(zāi)害實質(zhì)性和規(guī)律性剖析，從而提高我國解決西部環(huán)境、生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展中重大科學(xué)問題的能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對西南山區(qū)公路建設(shè)典型的高填深挖引起生態(tài)環(huán)境急劇改變的客觀實際，揭示地面風(fēng)蝕、地震破壞、以及雨季山洪伴隨的地質(zhì)災(zāi)害的強烈耦合作用，對生態(tài)環(huán)境工程的脅迫損勢特征和規(guī)律；通過時空過程變尺度物質(zhì)和能量傳輸耦合嵌套模式定量描述，實現(xiàn)三維可視化過程動態(tài)演繹及重建效果防真，達到既維護交通安全暢通，又根治生態(tài)環(huán)境災(zāi)害的雙重目標(biāo)。
本發(fā)明的具體實現(xiàn)方式如下其構(gòu)思特色是以耦合災(zāi)害形成的源頭為突破點，以物理力學(xué)模式為貫穿全過程的主線，最終歸宿于重建工程治本的目標(biāo)效應(yīng)。
公路交通環(huán)境生態(tài)受耦合災(zāi)害脅迫的損勢演繹與重建方法，其特征在于包括以下步驟(1)首先，確定公路交通環(huán)境的耦合災(zāi)害形態(tài)及成災(zāi)機理1)確定公路交通環(huán)境的耦合災(zāi)害形態(tài)包括洪水及派生災(zāi)害、地面生態(tài)風(fēng)蝕和地震破壞作用；2)確定上述災(zāi)害耦合脅迫損勢包括交通設(shè)施損勢和生態(tài)環(huán)境損勢；3)對耦合災(zāi)害的特征進行參數(shù)界定與分級度量包括路面沖刷破壞、路基滑移塌方、支擋結(jié)構(gòu)破壞、橋梁損傷跨塌、隧道破壞跨塌、植被根基破壞、地面植被風(fēng)蝕、風(fēng)暴及沙漠化、沖刷水土流失和生態(tài)環(huán)境削減。
(2)然后，加入脅迫量化參數(shù)，對環(huán)境與工程設(shè)施災(zāi)害耦合脅迫進行損勢演繹1)確定災(zāi)害破壞時空過程能量傳輸?shù)鸟詈锨短啄Ｊ剑?
2)確定不同尺度災(zāi)害對環(huán)境與設(shè)施的破壞狀態(tài)；3)構(gòu)建破壞過程的動態(tài)力學(xué)行為模型；4)確定不同尺度損勢脅迫指標(biāo)；5)進行三維可視化災(zāi)害動態(tài)演繹仿真；(3)最后，對生態(tài)環(huán)境與交通基礎(chǔ)設(shè)施進行恢復(fù)重建1)遵循靜動力平衡穩(wěn)定原理生成重建方案；2)確定恢復(fù)與重建方案的可靠度分析模式；3)確定重建方案與生態(tài)工程的協(xié)調(diào)性；4)對重建效果進行演繹。
本發(fā)明提出的方法具有以下特點1、具有不同環(huán)境災(zāi)害過程耦合特征本方法通過洪水及派生災(zāi)害、地面風(fēng)及地震烈度與工程環(huán)境變異狀態(tài)組成的根據(jù)實際可能性的不同耦合作用為最不利破壞特征，從源頭上抓住了重建方法的實質(zhì)性。
2、具有時空能量傳輸與嵌套特征本方法根據(jù)災(zāi)害過程的時間和空間不同尺度物質(zhì)與能量的傳輸，形象地描述破壞的動量與沖擊力，建立嵌套模型，是實現(xiàn)量化模擬的有效途徑。
3、具有災(zāi)害脅迫損勢的動態(tài)演繹特征本方法利用三維動態(tài)可視化演繹仿真，直觀地揭示災(zāi)害破壞過程和破壞程度，為根治災(zāi)害，恢復(fù)環(huán)境生態(tài)提供可靠的技術(shù)手段。
4、具有力學(xué)行為模式主線的貫穿特征整個方法以耦合災(zāi)害形成源頭為突破點，以物理力學(xué)模式為損勢演繹核心，最終歸結(jié)于重建工程的治本。


圖1是公路交通環(huán)境生態(tài)受耦合災(zāi)害脅迫的損勢演繹與重建方法的系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式
參見圖1，本方法可以利用計算機系統(tǒng)來實現(xiàn)，具體過程如下第一大步輸入災(zāi)害查測資料1、首先確定耦合災(zāi)害的形態(tài)包括洪水及派生災(zāi)害、地面生態(tài)風(fēng)蝕、地震破壞作用等；2、再確定上述災(zāi)害的耦合脅迫損勢包括交通設(shè)施損勢如路面沖刷破壞、路基滑移塌方、支擋結(jié)構(gòu)破壞、橋梁損傷跨塌、隧道破壞跨塌等，和生態(tài)環(huán)境損勢如植被根基破壞、地面植被風(fēng)蝕、風(fēng)暴及沙漠化、沖刷水土流失和生態(tài)環(huán)境削減等。
第二大步輸入脅迫模式量化參數(shù)1、首先確定損勢力度特征參數(shù)以及量化行為模式；2、確定能量傳輸與力學(xué)行為耦合嵌套模型；3、進行三維可視化動態(tài)損勢演繹。
第三大步輸入重建方案的數(shù)據(jù)1、生成生態(tài)環(huán)境工程恢復(fù)與重建方案；2、進行重建效果仿真；3、系統(tǒng)演繹全過程結(jié)果。
權(quán)利要求
1.公路交通環(huán)境生態(tài)受耦合災(zāi)害脅迫的損勢演繹與重建方法，其特征在于包括以下步驟(1)確定公路交通環(huán)境的耦合災(zāi)害形態(tài)及成災(zāi)機理1)確定公路交通環(huán)境的耦合災(zāi)害形態(tài)包括洪水及派生災(zāi)害、地面生態(tài)風(fēng)蝕和地震破壞作用；2)確定上述災(zāi)害耦合脅迫損勢包括交通設(shè)施損勢和生態(tài)環(huán)境損勢；3)對耦合災(zāi)害的特征進行參數(shù)界定與分級度量包括路面沖刷破壞、路基滑移塌方、支擋結(jié)構(gòu)破壞、橋梁損傷跨塌、隧道破壞跨塌、植被根基破壞、地面植被風(fēng)蝕、風(fēng)暴及沙漠化、沖刷水土流失和生態(tài)環(huán)境削減。(2)對環(huán)境與工程設(shè)施災(zāi)害耦合脅迫進行損勢演繹，輸入脅迫模式及量化參數(shù)1)確定災(zāi)害破壞時空過程能量傳輸?shù)鸟詈锨短啄Ｊ剑?)確定不同尺度災(zāi)害對環(huán)境與設(shè)施的破壞狀態(tài)；3)構(gòu)建破壞過程的動態(tài)力學(xué)行為模型；4)確定不同尺度損勢脅迫指標(biāo)；5)進行三維可視化災(zāi)害動態(tài)演繹仿真；(3)對生態(tài)環(huán)境與交通基礎(chǔ)設(shè)施進行恢復(fù)重建1)遵循靜動力平衡穩(wěn)定原理生成重建方案；2)確定恢復(fù)與重建方案的可靠度分析模式；3)確定重建方案與生態(tài)工程的協(xié)調(diào)性；4)對重建效果進行演繹。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種公路交通環(huán)境生態(tài)受耦合災(zāi)害脅迫的損勢演繹與重建方法。該方法針對西南山區(qū)公路建設(shè)典型的高填深挖引起生態(tài)環(huán)境急劇改變的客觀實際，揭示地面風(fēng)蝕、地震破壞、以及雨季山洪伴隨的地質(zhì)災(zāi)害的強烈耦合作用，對生態(tài)環(huán)境工程的脅迫損勢特征和規(guī)律；通過時空過程變尺度物質(zhì)和能量傳輸耦合嵌套模式定量描述，實現(xiàn)三維可視化過程動態(tài)演繹及重建效果防真，達到既維護交通安全暢通，又根治生態(tài)環(huán)境災(zāi)害的雙重目標(biāo)。整個方法以耦合災(zāi)害形成源頭為突破點，以物理力學(xué)模式為損勢演繹核心，最終歸結(jié)于重建工程的治本，有利于提高我國解決西部環(huán)境、生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展中重大科學(xué)問題的能力。
文檔編號E01C1/00GK1526880SQ0310504
公開日2004年9月8日 申請日期2003年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月3日
發(fā)明者肖盛燮 申請人:肖盛燮