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摘要 博士学位论文摘要 紧密结合拟建特大型交通工程——镇江至扬州长江公路大桥工程, 基于优势面理论, 应用人工智能控制理
论、计算机及信息技术等先进理论和技术, 研究和探讨了新的区域稳定性智能评价与控制的模型和方法, 取得研究成果和创新主
要有以几个方面:
(1) 首次建立了基于人工神经网络(ANN ) 的优势断裂评价及预报模型。该智能评价和方法提高了优势断裂的智能识别水平
和预报准确率, 弥补了传统区域稳定性评价专家系统的知识获取和确定阀值或判据主观性的缺陷并实际应用于镇江至扬州长江
公路特大桥梁工程区域稳定评价, 实践验证了模型具很高的准确性和可靠性。
(2) 提出了基于地理信息系统(GIS) 的优势断裂评价及预报模型, 首次建立了基于GIS 优势断裂评价及预报的一般GIS 评
价预报模型和基于GIS 图象库模型, 其增强了老、新、活三类断裂划分和优势断裂找寻及评价的空间综合分析水平, 并实现了可
视化的决策支持能力。首次设计及构建了基本GIS 的区域稳定性评价信息系统的系统结构和设计准则。
(3) 提出了应用最优化法(FOM ) 和Monte Carlo 模拟法评判砂土液化势的两种新模型及方法, 并用C 语言编写了程序, 通过
工程实际应用、评价和验证, 表明了所建立的模型和方法是可行和正确的, 且取得了较好的效果。
(4) 通过镇扬大桥工程桥基断裂断层泥显微结构和断层泥石英碎砾SEM 特征的系统研究, 提出了断层泥石英碎砾受化学作
用的分级标准, 开发和应用了断层泥原状显微特征研究方法。基于断层泥的特征(矿物组分、粗度成分结构和分形、成熟度和目前
活动度和SEM 特征等) 的系统研究, 探讨和提出了以断层泥的显微和定量特征来评价隐伏断裂的抗震和抗断难题的新思路和方
法, 并在镇扬大桥工程区域稳定性评价实际应用中取得了良好的效果, 这对建在断裂带上的特大型桥梁工程的稳定性评价具有
重大意义。
(5) 提出了桥基断裂的工程横向分带评价观点。从断层岩的矿物组成、显微特征、岩体结构、物理力学性质、渗透性等来研究
与评价断裂的横向分带性, 且系统研究了各分带的工程地质特征和针对各带提出了相应的工程对策, 其对评价断裂带和合理选
取岩体参数, 以及指导工程设计具有实际应用意义。
(6) 研究分析了镇杨大桥桥址区的构造背景, 得出桥址区位于下场子板边缘, 区域构造格局是薄皮和盆岭东西向构造和k2
断陷盆地, 桥址近场区则以近EW ,N E 和NW ,NNW 向断裂为主体构成构造格局, 并应用优势指标法和ANN 法进行分析和判
定得出控制工程区区域稳定性是三条区域优势断裂, 即郯庐断裂、茅山断裂和长江断裂, 且以茅山断裂影响最大, 影响和控制桥
基稳定性则是夹江场区优势断裂和世业洲场区优势断裂。研究得出桥址区地震活动性就江苏省陆域而言是地震活动性相对活跃
地段, 但产生地表断裂的可能性小。应用分形理论和RöS 分析原理分析和研究了桥址区的380 多年(1615～ 1998) 地震序列的地
震时间丛集和地震频率度特征及规律, 得出桥址区不同震级范围的子集合具有近似相等的分维值, 约为01405, 子集合无标度区
可跨1～ 2 数量级; 不同震级层次的地震频率Hurst 指数为015412～ 015580, 都表明了桥址区不同震级层次的地震之间具有统计
自相似性。通过大桥工程区的区域稳定性系统评价和研究, 明确了中桥位从地质条件看是一个相对并不理想的桥位, 工程地质条
件比世业洲桥位差。针对大桥工程勘察和设计需求, 提出了一些有益建议和工程对策。
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| 关键词 ：
区域稳定性,
优势面理论,
智能,
人工神经网络,
地理信息系统,
分形,
最优化理论,
桥梁工程,
显微特征
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收稿日期: 2000-07-04
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