极端气候条件下膨胀土路基水毁灾害预测研究

作为一种典型的浅表层轻型工程，膨胀土路基在正常的自然气候条件下会对建设在其上的路基和构筑物产生较大的危害。而近年来全球变暖使极端气候频发，修筑在膨胀土地区的路基发生水毁灾害的情况也越来越多。目前，膨胀土路基水毁灾害的研究主要集中在膨胀土地质灾害、膨胀土胀缩胀缩机理、非饱和土力学强度理论及膨胀土边坡的数值模拟等研究上。本项目采用理论分析、室内试验、模型试验和现场试验相结合的方法，借助于目前日益发展的全球气候系统模式研究极端气候下膨胀土路基水毁损害特征和规律；把线性或非线性统计变换、随机模拟、Markov链、粗糙神经网络、概念格理论等智能计算技术引入到膨胀土路基水毁灾害的预测当中。研究工作及有关成果将为膨胀土路基的地理分布与极端气候耦合时的水毁预测提供了一种可扩展的算法和模型，并可望应用于极端气候条件下的其他灾害预测。

本书在分析了气候对膨胀土路基水毁影响的基础上，应用通过大型模型试验探究得到的不同气候条件下膨胀土路基中含水量、土压力、温度、胀缩变形等的规律，系统地将粗糙集理论引入膨胀土胀缩等级分类及膨胀土路基水毁灾害预测，并全面解决了应用中的系列关键技术问题，建立了极端气候条件下膨胀土路基水毁预测模型并很好地处理了网络预测结构和仿真中存在的问题，根据灾害学原理对膨胀土路基的水毁属性特征、等级划分和灾害特征进行了分析。本书可供从事膨胀土路基及其灾害研究的科技、教学和勘察设计人员参考，也可供从事极端气候条件下灾害预测研究的人员参考，同时可作为相关专业研究生的参考用书。

关于极端气候的研究，近十多年来虽然已取得了新的进展，但无论在观测和理论及其模拟方面的研究都还缺乏系统性和深入性。尤其是(1)关于极端气候的区域型态及长期变率；(2)极端气候与全球平均气候变化的关系；(3)未来极端气候情景预测等三个方面的研究还有待深人。根据以往观测记录所显示的极端气候指标不但具有长期变率，而且其年际、年代际变化也十分明显；不少学者已经注意到，未来气候增暖背景下，气候极值频率有可能增大。20世纪中后期，人们将主要研究目标集中于全球或区域平均气候的变化趋势检测，而很少专门关注于全球或区域的极端气候及其长期变化规律，因此，就世界范围而言，一方面，尚缺乏关于气候极值的高质量的长期观测资料(包括全球及区域性的)致使人们对各地或不同区域的ECAE及其长期变率特征还知之甚少；另一方面，从理论上对于极端气候成因机制及其模拟试验和预测模型的研究都还处于起步阶段。虽然20世纪90年代以来，不少学者已注意到平均气候变化与极端气候的关系，但其研究还缺乏系统性和深度。

2000年许多学者发出了“关于加强极端天气气候事件长期观测变率及其未来变率预测的研究”的联合呼吁。正在执行中的CLIVAR的主要任务之一就是确定气候变率的区域型态，而在一定的统计分布型条件下，极端气候异常事件的许多统计特征量(如频率，强度等)与平均气候及其变率的非线性关系已经有了相当多的理论基础(如极值分布理论，统计分布函数的熵理论，平稳过程的交叉理论等)，各种气候数值模式模拟的最新结果也表明，模拟的平均气候场及变率有相当的可靠性，在给定的初边值条件下作第二类气候预报(气候强迫敏感性试验)与观测结果已相当一致。因而，借助于优良的气候数值模式输出结果，预测各种条件期望气候情景下，出现降水、气温ECAE灾害的风险(概率)及其区域型态已具备必要的理论基础。 2100433B

极端气候灾害举例

1.1430年欧洲进入小冰期（冰期即拉尼娜现象）。2.1703年英国有记录以来最严重的一次暴风雨“大风暴”毁坏了许多城镇，造成陆地上123人死亡，另外8000人在海水中淹死。3.1815年有史记录以来最大的一次火山喷发——印度尼西亚塔姆波拉喷发，导致1816年整年都没有夏季4.1974年澳大利亚北部的达尔文镇几乎被热带风暴特蕾西彻底摧毁。5.2005年卡特里娜飓风袭击了新奥尔良市。