考虑统计不确定性的泥石流灾害定量评估模型与方法

发布时间：2022-10-05 23:55

　　泥石流是山区多发的地质灾害,常造成人员伤亡、财产损失等严重后果。为了减少泥石流灾害的影响,有必要采取相应的泥石流防治工程措施。泥石流灾害评估是泥石流的防治工程措施设计的重要参考依据。在泥石流灾害评估中,需要根据既有观测数据建立泥石流参数的联合概率分布模型（如总流量Qtotal和最大冲击力Pmax的概率分布）,计算泥石流超越概率,定量评估泥石流灾害,为泥石流防治措施设计提供参考依据。计算超越概率需要基于观测数据识别泥石流参数概率模型及模型参数,而观测数据受到多种不确定性因素（如观测误差、随机波动）的影响,导致模型参数中存在统计不确定性,继而导致所计算的超越概率具有波动性或不确定性。尽管文献在基于泥石流总流量的灾害评估方面开展了诸多有益的研究,但均未考虑模型参数统计不确定性对超越概率的影响。如何在合理考虑模型参数统计不确定性条件下计算超越概率,合理、稳健地评估泥石流灾害是泥石流灾害评估中亟待解决的关键问题。针对上述问题,本文提出了一套考虑统计不确定性的泥石流灾害评估模型与方法。所提模型与方法包括三个主要部分:建立了表征泥石流参数不确定性的Copula联合概率分布模型和高斯混合模型;提出了基... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
    1.3 研究目的与研究内容
2 泥石流灾害表征
    2.1 泥石流超越概率
        2.1.1 超越概率定义
        2.1.2 超越概率的工程意义
    2.2 泥石流参数概率模型
        2.2.1 基于Copula理论的概率模型
            2.2.1.1 Copula理论
            2.2.1.2 边缘概率分布函数
            2.2.1.3 二维Copula函数
        2.2.2 高斯混合模型
3 贝叶斯模型选择与参数识别
    3.1 贝叶斯模型选择与参数识别理论
        3.1.1 贝叶斯模型选择理论
        3.1.2 贝叶斯参数识别理论
    3.2 贝叶斯方程求解方法
        3.2.1 直接数值积分方法
        3.2.2 拉普拉斯近似方法
    3.3 基于可靠度方法的贝叶斯更新方法
        3.3.1 BUS理论
        3.3.2 基于子集模拟和BUS的贝叶斯方程求解方法
4 基于Copula理论的泥石流灾害评估方法
    4.1 基于Copula理论的概率模型选择与参数识别方法
    4.2 方法验证
        4.2.1 模拟数据
        4.2.2 验证结果
    4.3 基于Copula理论的蒋家沟泥石流灾害评估
        4.3.1 蒋家沟泥石流观测站及观测数据
        4.3.2 模型识别结果
        4.3.3 超越概率
        4.3.4 超越概率的不确定性
    4.4 本章小结
5 基于高斯混合模型的泥石流灾害评估方法
    5.1 基于高斯混合模型的概率模型选择与参数识别方法
    5.2 方法验证
        5.2.1 模拟数据
        5.2.2 验证结果
    5.3 基于高斯混合模型的蒋家沟泥石流灾害评估
        5.3.1 模型识别结果
        5.3.2 超越概率
        5.3.3 超越概率的不确定性
    5.4 基于Copula理论的概率模型与高斯混合模型对比
        5.4.1 概率模型
        5.4.2 超越概率
        5.4.3 超越概率不确定性
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录:蒋家沟泥石流观测数据
攻读硕士学位期间发表的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高效随机有限元法的边坡风险评估[J]. 李典庆,肖特,曹子君,周创兵,方国光.  岩土力学. 2016(07)
[2]格宾石笼拦挡坝在玉树地震灾区泥石流治理工程中的应用[J]. 张亚飞,徐光黎,谢书萌,石维栋,王仲复.  安全与环境工程. 2013(05)
[3]基于Copula函数的抗剪强度参数间相关性模拟及边坡可靠度分析[J]. 唐小松,李典庆,周创兵,方国光.  岩土工程学报. 2012(12)
[4]消能结构防治泥石流研究——以文家沟为例[J]. 王兆印,漆力健,王旭昭.  水利学报. 2012(03)
[5]基于Copula函数的基桩荷载-位移双曲线概率分析[J]. 唐小松,李典庆,周创兵,方国光.  岩土力学. 2012(01)
[6]汶川地震地质灾害后效应分析[J]. 黄润秋.  工程地质学报. 2011(02)
[7]基于Copula函数的水量水质联合分布函数[J]. 张翔,冉啟香,夏军,宋星原.  水利学报. 2011(04)
[8]基于Matlab的BP神经网络在泥石流危险性评价中的应用[J]. 李秀珍,孔纪名,李朝凤.  工程勘察. 2010(01)
[9]泥石流灾害风险评价方法及其应用研究[J]. 韩用顺,崔鹏,刘洪江,杨命青,李朝奎.  中国安全科学学报. 2008(12)
[10]基于粗糙集和灰色理论的模糊综合定权法在泥石流危险性评价中的应用[J]. 罗冠枝,徐林荣.  安全与环境工程. 2008(03)



本文编号：3686743