三维全息地质模型构建及地下空间地质环境韧性水平评估

地下空间地质环境韧性是指地下空间地质环境受自然灾害、地下工程活动影响时，在人为干预下维持或恢复其承载性能的能力。利用三维全息地质模型对城市地下空间地质环境韧性水平进行评估，对于掌握地下空间开发对城市地质环境的影响规律、正确认识地下空间开发与地质环境的关系，并在此基础上对地下空间进行合理规划、建设和管理具有重要意义。本书主要介绍三维全息地质模型构建及基于全息地质模型的城市地下空间地质环境韧性水平评估方法。全书共分7章，首先介绍基于图卷积神经网络和钻孔数据的地层体素建模方法、基于多输出稀疏贝叶斯学习的土性参数三维空间变异性表征及建模方法、岩土参数相关性分析及多元概率分布特征研究，然后提出城市地下空间地质环境韧性水平评估模型，对我国典型城市分别进行海水入侵城市地质环境韧性水平评估、岩溶塌陷地质环境韧性水平评估和地面沉降灾害作用下城市地质环境韧性水平评估。

本书可作为城市地下空间领城的管理人员、科研人员、工程技术人员以及高等院校相关专业学生的参考用书。

苏栋，男，45岁，岩土与地下工程专业，教授、博导，现任滨海城市韧性基础设施教育部重点实验室副主任、深圳大学未来地下城市研究院副院长。2000年毕业于清华大学，获工学学士学位；2005年1月毕业于香港科技大学，获博士学位；2005年4月进入深圳大学工作。主要从事地下基础设施灾害作用机理与韧性提升方面的研究。广东省高等学校“千百十工程”省级培养对象、深圳市地方高层次人才。先后主持1项国家重点研发计划课题，6项国家自然科学基金项目及20余项地下工程咨询科研课题。发表论文100余篇，出版教材1部、专著2部，获授权国家发明专利16项，美国发明专利2项，软件著作权21项。先后获2021年广东省科技进步一等奖、2021年中国岩石力学与工程学会科技进步特等奖、2022年教育部高等学校科学研究优秀成果奖科学技术进步奖二等奖。

第1章基于图卷积神经网络和钻孔数据的地层体素建模方法研究

1.1引言

1.2岩土工程地层模型不确定性量化及预测研究现状

1.3基于马尔可夫链模型的地层体素建模

1.3.1随机过程简介

1.3.2马尔可夫链模型

1.4基于马尔可夫随机场模型的地层体素建模

1.5基于图卷积网络模型的地层体素建模

1.5.1图卷积网络算法简介

1.5.2拓扑图构建

1.5.3模型架构

1.6工程应用

1.6.1澳大利亚某工程场地案例分析

1.6.2长沙市某隧道工程案例分析

1.7本章小结

参考文献



第2章基于多输出稀疏贝叶斯学习的土性参数三维空间变异性表征及建模方法

2.1引言

2.2岩土参数空间变异性量化表征及随机场生成研究现状

2.2.1岩土参数空间变异性表征研究现状

2.2.2岩土参数随机场生成研究现状

2.3随机场理论与土性参数表征建模

2.3.1随机场定义及数字特征

2.3.2自相关函数

2.4无数据缺失的多相关土性参数三维稀疏贝叶斯学习建模

2.4.1土性多参数回归模型

2.4.2单输出稀疏贝叶斯学习模型

2.4.3考虑误差项空间相关性的单输出稀疏贝叶斯学习模型

2.4.4多输出稀疏贝叶斯学习模型

2.4.5基于多输出稀疏贝叶斯模型的多相关条件随机场

2.5有数据缺失的多相关土性参数三维稀疏贝叶斯学习建模

2.5.1第一类缺失数据插补

2.5.2第二类缺失数据插补

2.5.3多相关条件随机场

2.6案例分析及工程应用

2.6.1SVG2基准算例分析

2.6.2南京地铁11号线浦七区间场地案例分析

2.7本章小结

附录

参考文献



第3章岩土参数相关性分析及多元概率分布特征研究

3.1引言

3.2岩土参数相关性及概率分布模型

3.2.1岩土参数相关性及预测模型

3.2.2岩土参数概率分布模型

3.3岩土工程土性参数数据库

3.4深圳市典型土体参数概率统计分析及多元分布模型

3.4.1深圳市黏土参数概率统计分析

3.4.2深圳市风化残积土参数概率统计分析

3.4.3深圳市岩石参数概率统计分析

3.5本章小结

参考文献



第4章城市地下空间地质环境韧性水平评估模型

4.1地质环境韧性水平评估指标体系构建

4.1.1评估指标选取原则

4.1.2评估指标体系构建

4.2地质环境韧性指标评估方法

4.2.1扰动强度

4.2.2地质环境脆弱性

4.2.3抵御力

4.2.4恢复力

4.2.5适应力

4.3本章小结

参考文献



第5章海水入侵城市地质环境韧性水平评估

5.1深圳市海水入侵地质环境韧性水平评估

5.1.1深圳市沿海地带概况

5.1.2深圳市海水入侵灾害作用下韧性水平评估指标分析

5.1.3深圳市海水入侵灾害作用下韧性水平评估结果

5.2上海市崇明岛海水入侵地质环境韧性水平评估

5.2.1上海市崇明岛沿海地带概况

5.2.2上海市崇明岛海水入侵灾害作用下韧性水平评估指标分析

5.2.3上海市崇明岛海水入侵灾害作用下韧性水平评估结果

5.3青岛市崂山区海水入侵地质环境韧性水平评估

5.3.1青岛市崂山区沿海地带概况

5.3.2青岛市崂山区海水入侵灾害作用下韧性水平评估指标分析

5.3.3青岛市崂山区海水入侵灾害作用下韧性水平评估结果

5.4葫芦岛市兴城市海水入侵地质环境韧性水平评估

5.4.1葫芦岛市兴城市沿海地带概况

5.4.2葫芦岛市兴城市海水入侵灾害作用下韧性水平评估指标分析

5.4.3葫芦岛市兴城市海水入侵灾害作用下韧性水平评估结果

5.5不同海域海水入侵城市地质环境韧性水平特征对比

5.5.1扰动强度对比

5.5.2地质环境脆弱性对比

5.5.3抵御力对比

5.5.4恢复力对比

5.5.5适应力对比

5.5.6韧性水平对比

参考文献



第6章岩溶塌陷地质环境韧性水平评估

6.1深圳市东部地区岩溶塌陷地质环境韧性水平评估

6.1.1深圳市东部地区概况

6.1.2深圳市东部地区岩溶塌陷灾害作用下韧性水平评估指标分析

6.1.3深圳市东部地区岩溶塌陷灾害作用下地质环境韧性水平评估结果

6.2武汉市中心区岩溶塌陷地质环境韧性水平评估

6.2.1武汉市中心区概况

6.2.2武汉市中心区岩溶塌陷灾害作用下韧性水平评估指标分析

6.2.3武汉市中心区岩溶塌陷灾害作用下韧性水平评估结果

6.3泰安市泰莱盆地岩溶塌陷地质环境韧性水平评估

6.3.1泰安市泰莱盆地区域概况

6.3.2泰安市泰莱盆地岩溶塌陷灾害作用下韧性水平评估指标分析

6.3.3泰安市泰莱盆地岩溶塌陷灾害作用下地质环境韧性水平评估结果

6.4重庆市涂山湖片区岩溶塌陷地质环境韧性水平评估

6.4.1重庆市涂山湖片区概况

6.4.2重庆市涂山湖片区岩溶塌陷灾害作用下韧性水平评估指标分析

6.4.3重庆市涂山湖片区岩溶塌陷灾害作用下地质环境韧性水平评估结果

6.5不同地区岩溶塌陷灾害作用下地质环境韧性水平对比

6.5.1扰动强度对比

6.5.2地质环境脆弱性对比

6.5.3抵御力对比

6.5.4恢复力对比

6.5.5适应力对比

6.5.6韧性水平对比

参考文献



第7章地面沉降灾害作用下城市地质环境韧性水平评估

7.1深圳市软土地面沉降评估

7.1.1深圳市地面沉降风险区域概况

7.1.2深圳市地面沉降灾害作用下韧性水平评估指标

7.1.3深圳市地面沉降灾害作用下韧性水平评估结果

7.2上海市软土地面沉降评估

7.2.1上海市区域概况

7.2.2上海市地面沉降灾害作用下韧性水平评估指标

7.2.3上海市地面沉降灾害作用下韧性水平评估结果

7.3天津市软土地面沉降评估

7.3.1天津市区域概况

7.3.2天津市地面沉降灾害作用下韧性水平评估指标

7.3.3天津市地面沉降灾害作用下韧性水平评估结果

7.4西安市地面沉降评估

7.4.1西安市区域概况

7.4.2西安市地面沉降灾害作用下韧性水平评估指标

7.4.3西安市地面沉降灾害作用下韧性水平评估结果

7.5不同地区地面沉降地质环境韧性水平特征对比

7.5.1扰动强度对比

7.5.2地质环境脆弱性对比

7.5.3抵御力对比

7.5.4恢复力对比

7.5.5适应力对比

7.5.6韧性水平对比

参考文献