复杂性机理（共6篇）
复杂性机理 篇1
1 复杂显示及特征
2006年4月17日, 30649队就位12#丛式井组, 至6月17日第6口井完钻, 该平台有4口井先后在钻遇葡萄花油层时发生气水浸等复杂情况。在构造相对较高部位的3口井 (龙南19-斜06、19-07、18-07井) 复杂表现主要为气浸, 并伴有少量的水, 尤其龙南19-斜06井气量较大, 在处理卡套管、泡油顶替时发生井喷, 时间长达26分钟。在构造低部位的井 (龙南18-06井) 复杂表现为水浸, 伴有少量气, 该井水浸严重, 后导致井塌复杂。
龙南19-斜06等5口井位于龙南油田西部古44井区, 该井区共布井29口, 目前已经完钻23口井。钻进施工时平均使用钻井液密度1.30-1.45 g/cm3, 固井液密度1.45-1.50 g/c m3, 施工正常。发生复杂显示的5口井都集中在古44井西南区域的12#丛式井平台。该平台黑帝庙油层不发育, 试气未见异常。葡萄花油层孔隙压力最高为1.75 g/cm3, 而破裂压力最低为1.70 g/cm3, 为防止地层破裂性井漏, 钻井液使用密度为1.60-1.65 g/cm3。固井时采用封隔器、高抗窜水泥等措施。
该平台东侧有东西排向的4口注水井, 其中龙南20-09井距离平台最近, 井距 (距龙南19-08井) 为275米。该井日注水量为20方, 注水压力21.1M p a, 2006年3月关井停注降压。龙南20-10井投产后短期内含水100%, 不出油, 2004年1月转为注水井, 转注后一直不吸水, 于2005年2月关井。龙南20-11井日注水量40方, 2006年3月关井停注降压。
其南北各有一排共4口采油井, 日产液4.3为M3, 平均含水30%。龙南20-09井产液0.8 M3, 含水100%, 但未关井。其余3口井含水均低于10%。
2 复杂显示特征分析
2.1 复杂井完井电测曲线具有异常压力特征
5口复杂井自然电位负异常但幅度较小甚至出现正异常, 层位集中在PⅠ4和PⅠ6小层, 是复杂显示过程中主要的出水、出气层位。
龙南19-斜06井:PⅠ1层, 井深1920-1930米厚度10米, 压力系数1.62。PⅠ3层, 井深1940-1945米, 厚度5米, 压力系数1.75
龙南19-07井:PⅠ4小层, 井深1894-1898米, 厚度4米, 压力系数1.63。PⅠ7层, 井深1915-1933米, 厚度18米, 压力系数1.55-1.63。
龙南18-07井:PⅠ7小层, 井深1935—1940米, 厚度5米, 压力系数1.63。
龙南18-06井:PⅠ3小层井深1892-1898米, 厚度6米, 压力系数1.72。PⅠ6、PⅠ7小层, 井深1925-1950米, 厚度25米, 压力系数1.72-1.75。
2.2 复杂井平面分布具有明显的区域性
5口复杂井都集中在古44井区南端, 其北面的23口井已经顺利完钻, 无复杂显示。与5口复杂井同一平台的龙南18-斜08、龙南19-08井 (距离龙南18-07井275米) 施工时未见异常, 说明异常高压区集中在由5口井 (或向南延伸) 所圈定的菱形区域内, 压力分布在平面上由北向南逐步升高, 具有明显的区域性。
2.3 砂体连通图显示PⅠ6、PⅠ7小层连通较好
下表1是复杂区小层砂体实钻厚度与预测厚度对比, 结果显示预测厚度与实钻厚度相差不大, PⅠ3、PⅠ4 PⅠ6和PⅠ7小层砂体预测厚度分别为1.2-2.2、3.0-4.1、1.6-4.0米和2.25-1.7, 而实钻平均厚度分别为2.3、1.7、2.82和3.4米。有效厚度则是PⅠ1、PⅠ3、PⅠ6和PⅠ7砂体连通情况好于其他小层。
3 原因分析及成因机理研究
统计5口复杂井各小层压力情况, 发现高压层主要为PⅠ3、PⅠ6和PⅠ7小层, 其中PⅠ6和PⅠ7具有压力高、厚度大的特点, 是发生气、水浸复杂主要原因, 该小层未经注水开发, 处于原始沉积状态, 属于异常超压油藏。
PⅠ3小层则是因为注入水通过人工裂缝压缩待钻井区原始沉积的气和水, 导致局部井点油层压力升高而发生气水复杂显示。
4 总结
龙南油田在钻井及取心过程中未发现储层存在天然裂缝, 但在油田注水开发过程中, 由于注水+静水柱压力 (35.6-40MPa) 远高于油层破裂压力 (27 Mpa) 储层经压裂改造后, 部分东西向注水井井排上的油井水淹, 出现东西向裂缝, 在小层砂体连通较好的PⅠ3层, 形成注水井与待钻井之间的通道, 由于东侧为断层遮挡, 注入水沿裂缝西向推进, 并积存在砂体尖灭带附近, 形成注水井-岩性蹩压区。
龙南18-06井发生水浸复杂后, 浸出物化验结果, 其氯离子含量为713 mg/L, 龙南区块葡萄花油层地层水氯离子含量1557mg L-2829m g/L, 注入水氯离子含量为50 m g L。表明浸出物是地层水与注入水的混合物, 同时也进一步说明, 注水井主要通过压力传导的方式压缩地层水和油层气, 并沿着人工裂缝窜入待钻区域, 进而对待钻井油层压力产生影响的。
复杂性机理 篇2
1 试验原理
当射孔方位与最大水平主应力方向一致时，水力裂缝将优先沿着射孔孔眼方位扩展，为此，现场多利用深穿透定向射孔技术来减少近井筒附近由于应力集中导致的多裂缝问题[10,11,12,13,14,15];但当两者方向不一致时，水力裂缝一般会首先沿着射孔方向延伸一段距离，之后再转向最大主应力方向[16,17,18,19]。基于上述理论，提出先通过高压水射流技术改变原始井周应力场，之后再通过水力压裂进行储层改造的压裂设计理论。目前对定向射孔压裂裂缝延伸机理的研究大多建立在数值模拟的基础上，但由于对其内在机理认识不足，在分析裂缝扩展规律时往往采用理想化的假设条件，因此本文首先通过理论分析对此问题进行可行性论证，之后结合室内试验对定向射孔压裂中的裂缝扩展行为进行直观观测研究[20,21,22,23,24]。
1.1 定向射孔破裂压力理论解
假设岩体是均匀各向同性线弹性多孔介质，并假设井壁围岩处于平面应变状态，将水平射孔孔眼看作一段圆柱体，在边上受周向应力σθ，在上下受压应力σz，轴向受单轴压缩应力σr，并作拉应力为正，压应力为负的假设，建立的力学模型和定义坐标系如图1、图2所示。
对于水平射孔孔眼，认为其轴向两端有刚性约束，其轴向位移受到限制，各点都只能在s-φ平面内移动而不能沿zz方向移动，即为平面应变问题。在此基础上，推导得到孔壁应力分布模型:
式(1)中，σr为井眼围岩径向应力，MPa;σθ为井眼围岩周向应力，MPa;σz为井眼围岩轴向应力，MPa;σs为孔眼围岩径向应力，MPa;σφ为井眼围岩周向应力，MPa;σzz为井眼围岩径向应力，MPa;τsφ，τsz，τzφ为孔眼围岩剪应力，MPa;PPf为孔眼内流体压力，MPa;rhs为孔眼半径，m;s为距孔眼中心的径向距离，m;θ为自最大水平主应力σH方向逆时针测量的方位角;φ为自σθ方向逆时针测量的方位角。
令s=rhs，可得水平井孔壁处应力分布:
结合井周围岩应力分布[23]，可得射孔孔壁上任一位置的周向应力表达式为:
式(3)中，a为井眼半径，m;r为距井眼中心的距离，m;Pwb为井眼内流体压力，MPa;σH为最大水平主应力，MPa;σh为最小水平主应力，MPa;σV为上覆岩层压力，MPa。
在孔眼跟部，即r=a，有:
由弹性力学理论，射孔孔壁最大拉应力σmax为:
综合岩石拉伸破坏准则，引入有效应力，满足式(6)时，裂缝开裂:
式(6)中，α为Biot系数，无量纲;Pp为孔隙压力，MPa;T为岩石的抗拉强度，MPa。
1.2 定向射孔压裂诱导复杂裂缝可行性研究
为了验证该压裂理论可行性，以西南某低渗透气田为例，分析了定向射孔孔壁应力分布，并计算了相关的破裂压力。该区块的垂向主应力为-42MPa，最大水平主应力为-35.95 MPa，最小水平主应力为-29.02 MPa，泊松比为0.2，井眼半径为0.1m，径向射流水平孔眼直径为0.06 m。分别考虑井眼内压分别为20 MPa和30 MPa时，射孔孔眼跟部孔壁上的应力分布如图3，图4所示。
由图3和图4可以看出，当射孔方位角固定时，孔眼壁面上应力极值出现在具有高度的对称性;随着井眼内压由20 MPa增大到30 MPa，孔眼壁面局部区域周向应力分量由压应力变为拉应力，并且在孔眼顶面和底面位置处拉应力最大，即在孔眼的顶面和底面最易产生拉伸破坏，因此在计算破裂压力时只需取
假设岩石本身抗拉强度为2 MPa，原始孔隙压力为18.0 MPa,Biot系数为0.65，孔眼深度1.0 m，不同射孔方位角条件下孔眼跟部的破裂压力如图5所示。
由图5可以看出，与裸眼完井相比定向射孔显著降低地层破裂压力，同等条件下裸眼井破裂压力为41.41 MPa，当沿水平最大主应力方向定向射孔地层破裂压力仅为31.27 MPa，降幅达24.48%;此外随着射孔方位角的增大，地层破裂压力逐渐升高，但其增幅呈现出明显的阶梯状，同时存在一个最佳射孔方位角，在此位置射孔可以在井壁上形成多个“破裂源”，进而诱导地层产生复杂裂缝。
2 试验设备及试样制备
2.1 试验设备
试验本研究所采用的大尺寸真三轴水力压裂物理模拟系统主要由三轴高压缸(图6)、液压动力泵组、伺服控制系统、主控计算机、信号采集系统5部分组成。实验系统中水平地应力加载方式为加压板柔性加压，加压板放置在岩样与加载框架之间，通过向加压板中注液，压力增大致加压板膨胀，然后将压力传递至岩样表面，达到模拟水平地应力的目的。加压板柔性加压与传统的扁千斤顶刚性加载相比，具有应力加载均匀的优点，但由于加压板材料的膨胀不可回缩特性，重复使用次数有限。
2.2 试样制备
受天然岩样加工条件的限制，本研究采用混凝土试样进行实验，其尺寸为100 mm×100 mm×100mm。试样采用普通32.5R水泥和120目石英砂以体积比1∶1混合而成。在试样制作的同时，将外径10 mm、内径8 mm、长60 mm的钢管预置在试件中，以模拟井筒，其上有直径为2.5 mm的小孔模拟射孔孔眼，其长度为20 mm(图7)。以质量分数0.45%的瓜胶作为压裂液(添加了蓝色示踪剂)，其表观黏度为52.4 MPa·s。实验排量为4.1×10-9m[3]/s，试样基本参数见表1。
2.3 实验参数及条件设置
水力压裂物理模拟实验要求模拟地层条件，其中最主要因素之一便是地应力大小和分布。依据相似准则确定各实验参数，取σV=24 MPa，射孔相位角为180°，采用平面简单布孔方式布孔，设3排孔(共6个)。详细的模拟实验方案见表2。
3 试验结果及影响因素分析
3.1 射孔方位角的影响
为研究射孔方位角对破裂压力和裂缝形态的影响，本次共进行了5块岩样的模拟压裂实验，实验结果见表3，实验后试样裂缝形态如图8所示。
#1号试样由于射孔孔眼方向与σH方向一致，裂缝沿0°，180°相位孔眼起裂后，一直沿孔眼方向延伸，产生了1条平整、规则的对称双翼裂缝，裂缝形态与裸眼井压裂类似。
#2号、#3号试样首先在射孔炮眼处起裂，裂缝延伸一段距离后转向最大地应力方向，形成1条双翼转向裂缝。由于射孔方位角增大，#3号试样破裂压力及转向距离较#2号试样明显增大。
#4号试样裂缝形态较为特殊，不仅在井眼两侧形成沿定向射孔尖端起裂形成的一条双翼弯曲裂缝，同时，又沿σH方向形成了一条对称双翼裂缝。
#5号试样自射孔孔眼跟部与井壁的交汇位置起裂、穿过微环面后形成一条沿σH方向扩展的对称双翼裂缝，但裂缝面较为粗糙。
由表3可以看出，随着射孔方位角的增加，地层破裂压力及裂缝转向距离不断增大。根据最小能量原理，裂缝总是沿着阻力最小的平面破裂和传播。平行于最大水平地应力方向的孔眼壁面的破裂阻力最小，所需的破裂压力最低;当射孔方位角不等于0°或180°，即偏离最佳射孔方向时，偏离得越远，地层破裂阻力越大，所需的能量越大，破裂压力也越大。
综合上述实验结果，可以将定向射孔水力压裂中可能出现的裂缝扩展形态归结为4大类，如图9所示。当定向射孔沿着最大水平地应力方向时，人工水力裂缝一般沿着定向射孔方向起裂，产生一条规则的双翼平直裂缝[图9(a)];当定向射孔与最大水平地应力呈一定角度时，裂缝首先沿射孔方向扩展并迅速转至最大水平地应力方向，产生一条双翼转向裂缝[图9(b)];同时存在一临界射孔角度，在此位置，定向射孔处和最大水平地应力方向处的第一主应力大小相等，裂缝可以同时在这两个位置起裂[图9(c)];当定向射孔方位角进一步增大时，人工裂缝将不再沿着定向射孔起裂，而是沿最大水平地应力方向起裂，产生一条穿过微环面的双翼平直裂缝[图9(d)]。对于实际需要改造的储层，由于受岩石非均质性及固井质量的影响，实际形成的裂缝形态可能会更加复杂。
3.2 射孔深度的影响
为了研究射孔深度对破裂压力的影响，除#1试样外，又进行了3块岩样的模拟压裂实验，实验结果见表4。
由表4可以看出，地层破裂压力随着射孔深度的增加而降低，但是当钻孔深度增至一定值后，钻孔深度的增加引起的地层破裂压力的降幅逐渐减小。这是因为钻孔深度增加，在注入同样压裂液体积的条件下，液体压力在井壁上的有效作用面积增大，用于破裂地层的能量增大，使得井壁的周向应力增加，地层的破裂压力降低。
3.3 水平应力差的影响
为研究水平应力差对破裂压力和裂缝形态的影响，选取射孔方位角为45°，进行了3组模拟实验，结果见表5。
由表5可以看出，随着水平应力差的减小，破裂压力显著升高，裂缝转向距离也随之增大。可见在低水平应力差储层进行定向射孔压裂，能显著提高水力裂缝波及面积，改善渗流通道，提高增产效果。
4 结论与认识
(1)通过室内物理模拟实验对定向射孔压裂裂缝的起裂及延伸机理进行了系统研究，实验结果表明:通过定向射孔压裂可以人工控制形成“多破裂源”，激发诱导地层产生“S”型、“X”型等更为复杂裂缝形态。
(2)定向射孔方位角对破裂压力、起裂位置以及转向距离均有显著的影响。随着定向射孔方位角的增大，破裂压力与转向距离均增大;存在一个有效射孔角范围，超过此范围，裂缝将从微环隙起裂或者转向不明显，所以建议最佳射孔角范围在45°～60°之间。
(3)射孔深度和水平应力差也是影响定向射孔破裂压力及裂缝形态的核心参数。地层破裂压力与射孔深度成反比。随着射孔深度增加，地层破裂压力也不断降低，但地层破裂压力的降幅随着射孔深度的增加而降低;对于水平应力差而言，其值越小，地层破裂压力越高，裂缝转向距离越大。
(4)本实验结果主要针对于各向同性较强的水泥试样，未来应用到复杂的裂缝性页岩储层来说将更有意义，借助两条主裂缝的同步延伸会大大增加与储层中天然裂缝接触的机会和复杂缝网形成的概率，从而达到三维立体储层改造体积的目的，为致密油气的压裂改造提供了更广阔的设计思路。
摘要：基于线弹性岩石力学和定向射孔增产理论,提出了利用定向射孔诱导地层形成复杂体积裂缝的增产设计思路。通过大型真三轴水力压裂物理模拟实验对其压裂机理进行了研究,分析了射孔方位、水平地应力差、射孔深度等对破裂压力以及裂缝扩展形态的影响。结果表明:定向射孔方位角和水平地应力差对破裂压力的影响最为明显;并且控制着裂缝转向半径。随着射孔方位角的增大,破裂压力逐渐升高;随着射孔深度的增加,破裂压力逐渐降低;同时存在一个最佳射孔方位角范围,在此范围内可以诱导地层产生“S”型、“X”型等复杂裂缝形态。研究成果可为定向射孔压裂施工参数优选提供理论支撑。
复杂性机理 篇3
随着复杂网络理论在各学科领域的广泛应用和发展[4], 现实世界中的各种复杂系统如生物、技术、社会系统都被描述为复杂网络[5,6]。作为社会系统的重要组成部分之一, 交通运输系统得到了广泛研究。研究者们应用复杂网络理论的方法和技术, 分析和度量公路交通网、铁路交通网和航空交通网的复杂结构特性, 并提出相应的网络模型解释结构特性的产生机理[7,8,9,10,11,12]。快递网络构建于交通运输网络之上, 与交通运输网络有相似之处, 但其网络结构和功能作用必然有着自身的特点。目前, 已有研究从复杂网络的视角对我国快递网络的结构特性展开了研究, 发现快递网络呈现出小世界网络的特征, 具有明显的社区结构, 其度分布展现出无标度 (scale-free) 特性[13,14]。但是, 这些研究主要是针对陆运快递网络展开的, 即网络中的连接主要是由公路投递线路和铁路投递线路构成。随着近年来快递产业的迅速发展以及快递业务量的激增, 一些发展较快的快递企业已经构建了完整的基于航空交通的航空快递网络。此外, 根据现有关于交通运输网络的研究, 不同类型交通网络的复杂结构特性有着一定的区别。比如, 公路交通网络的度分布形式为无标度分布[7], 铁路交通网络的度分布形式为指数分布[8], 而航空交通网络的度分布形式对于不同的国家表现为不同的分布形式[9,10,11,12]。那么, 基于航空交通构建的航空快递网络是否与基于公路铁路交通构建的陆运快递网络有着不同的复杂结构特性?二者是否具有不同的演化机理?
鉴于对以上问题的思考, 本文从复杂网络的研究视角对航空快递网络展开研究。首先对其网络结构进行拓扑描述, 然后利用复杂网络的统计方法对其结构特性展开详细分析, 发现航空快递网络展现出许多与陆运快递网络不同的结构特性。基于这些结构特性, 本文构建了一个具有偏好连接机制的演化网络模型。此模型重构了航空快递网络的主要结构特性, 刻画了航空快递网络的演化机理。
1 航空快递网络的拓扑结构
本文所使用的航空快递网络数据取自中国最大的民营快递企业之一, 数据的收集时间截止到2012年底。由于数据涉及商业信息, 故企业细节不予公开。该企业构建了一个基于航空交通的独立的航空快递网络, 涉及到全国33个主要城市, 其网络拓扑结构如图1所示。在网络中, 一个节点代表一个城市, 一条边表示两个城市之间的一条航空投递路线。节点的大小表示该节点的度 (degree) , 即连接到该节点的邻居节点的数量。①
根据航空快递网络的实际投递路线构建一个有向的二元邻接矩阵A (N, N) 。如果城市i到城市j存在一条航空投递线路, 矩阵A (N, N) 的元素ai, j取值为1, 否则取值为0。非对称矩阵A (N, N) 用来计算对连接方向敏感的结构特性, 如最短路径程度和网络密度。其他的结构特性如度分布、群聚系数、社区结构、富人俱乐部、匹配形式的计算则将矩阵A (N, N) 进行对称化处理。
2 航空快递网络的复杂结构特性
2.1 小世界特性 (Smallworldproperty)
许多现实世界的网络表现出小世界网络的结构特性, 即与相同规模的随机网络相比, 有着相同水平的平均路径长度和更高水平的群聚系数[15]。网络的平均路径长度是网络中所有节点对之间最短路径长度的均值, 即, 其中dij是节点i到节点j所经历的边的数目, N是节点的数量。网络的群聚系数是网络中所有节点群聚系数的均值, 即, 其中ki是节点i的度, Ni (real) 是ki个邻居之间实际存在的边数。根据以上定义, 计算得航空快递网络的平均路径长度为1.564, 群聚水平为0.698。与相对应的随机网络相比, 航空快递网络有着相同水平的平均路径长度和更高水平的群聚系数, 表现出明显的小世界现象。②此分析结果表明, 航空快递网络中任何两个城市之间的包裹投递至多平均需要一次转运, 一半以上的城市之间有着直接的投递关系, 从而形成了一个高效的投递系统。
2.2 度分布特性 (Degreedistributionproperties)
节点的度分布特性是描述网络结构的重要指标之一。现有文献中常用节点度的分布函数P (k) 或累积度分布函数P (>k) 描述节点的度分布特性。前者的含义为网络中度为k的节点占总节点的比例, 后者的含义为网络中度大于等于k的节点占总节点的比例[6]。实证研究表明, 大量现实世界的网络表现为三种类型的节点度分布特性:①无标度特性;②宽标度特性;③单标度特性[10]。本文采用累积度分布函数描述航空快递网络的度分布特性, 如图2所示。可以看出, 随着度k的增大, 航空快递网络的累积度分布函数曲线表现出快速衰减的尾部, 说明该网络的节点度具有单标度特性, 这与现有研究中发现的陆运快递网络的无标度分布特性完全不同。单标度网络的特点是, 网络中节点度的异质性水平较高, 但度特别高的节点相对缺乏。其主要原因在于, 一个快递企业航空快递网络的构建依赖于网络中每个城市的航空运输能力。然而, 任何一个城市的机场都有着有限的处理交通的能力, 进而导致一个城市不可能建立太多的航空投递关系。
2.3 社区结构 (Community structure)
社区结构是指网络中存在若干群, 群内的点连接紧密, 群之间的点联系稀疏。本文使用Girvan和Newman提出的GN算法寻找航空快递网络中的社区结构[16,17]。借鉴GN算法中的模块性指标Q, 计算得航空快递网络的最大化模块性指标为Q=0.073, 网络被划分为19个社区。当网络的模块性指标Q的取值大于等于0.3时, 意味着网络中存在明显的社区结构[18]。航空快递网络所具有的最大模块性指标值0.073远远低于0.3, 说明它所给出的19个社区的划分实际上是不明显的。也就是说, 航空快递网络的社区结构不显著, 这与陆运快递网络具有明显社区结构的特性完全不同。在此基础上, 进一步计算了航空快递网络的密度, 发现它的网络密度 (0.435) 远远大于中国航空交通网络的密度 (0.143[12]) 。①这意味着, 航空快递网络中的所有城市形成了紧密的连接, 共同支持着包裹在空中的快速投递。
2.4 富人俱乐部现象 (Rich club phenomenon)
富人俱乐部现象是指网络中的hub节点之间有着紧密的连接, 进而形成了网络中的一个核心团队, 可以用富人俱乐部系数φ (k) 进行度量[19]。用E>k表示网络中度大于k的节点之间的连接数量, 富人俱乐部系数定义为φ (k) =2E>k/ (N>k (N>k-1) ) , 其中N>k (N>k-1) /2表示度大于k的节点之间最大可能的连接数量。航空快递网络的富人俱乐部系数如图3 (a) 所示。可以看出, 该系数随着节点度k的增大而增大, 意味着航空快递网络中hub城市之间有着比其他外围节点更加紧密的连接, 形成了一个富人俱乐部。在图3 (b) 中, 给出了航空快递网络中六个度最高的节点之间的连接关系。可以看出, 这六个城市形成了一个完全连接图, 且几乎所有的连接都是双向的。航空快递网络的富人俱乐部现象说明, 处于俱乐部中的城市是航空快递网络中的核心团队, 控制着整个网络上的包裹投递。因此, 它们的正常运行对于整个网络的包裹投递起着至关重要的作用。
2.5 匹配形式 (Mixing pattern)
匹配形式描述了网络的节点度与其邻居节点度之间的关系[20]。统计上分析网络的匹配形式包括两个步骤。首先, 计算节点i的邻居平均度, 其中Ni为节点i的邻居集合。然后, 对具有相同度k的节点的邻居平均度进行统计平均, 即, 其中Nk是网络中度为k的节点的数量。如果knn (k) 随着k的增大而增大, 意味着高连通度的节点偏好与其他高连通度的节点相连, 则网络表现为同配性。否则, 如果knn (k) 随着k的增大而降低, 则网络表现为异配性。图4给出航空快递网络的节点度与其邻居节点度之间的关系。可以看出, knn (k) 随着k的增大而减小, 说明航空快递网络是异配网络。此分析结果表明, 在航空快递网络中, 高连通度的节点偏好与低连通度的节点相连。这进而说明在其生成演化过程中, 新进入网络中的城市优先与那些已经有着较高度的个体建立连接, 现有城市之间投递关系的建立也偏好于发生在高连通度城市和低连通度城市之间。
3 网络演化模型
为进一步分析航空快递网络的演化生成机制, 基于Barabási和Albert R构建的无标度网络模型[21], 提出一个具有增长和偏好连接机制的网络演化模型, 步骤如下。
步骤1:初始化。在初始网络中有少量 (m0≥2) 完全连接的节点。
步骤2:增长。在每个时间步骤t, 一个新节点以概率P加入网络并连接到一个现有节点上, 或一条新边以概率1-P在网络中现有节点之间建立连接。这样的增长机制描述了航空快递网络建立过程中节点加入的困难性。因为一个新节点的加入需要得到新城市航空公司的批准和同意。
步骤3:偏好连接。新节点连接到一个现有节点j上的概率依赖于节点j的度kj, 即.新边在两个现有节点i和j之间建立连接的概率依赖于两个节点的度之差, 即。在连接过程中, 不允许重复连接。
从两各相互连接的节点开始 (m0=2) , 仿真时间步骤为t=300。通过详细的实验结果分析, 发现P=0.12时模型产生的仿真网络具有和航空快递网络相一致的复杂结构特性。具体而言, 仿真网络具有和航空快递网络相一致的节点规模, 其平均路径长度和群聚系数分别为1.616和0.663, 其度分布特性、匹配形式、富人俱乐部系数、6个度最高的城市之间的连接关系如图5 (a) 、5 (b) 、5 (c) 、5 (d) 所示, 其最大化模块性指标为Q=0.052, 网络被划分为23个社区, 逾味着其社区结构不明显。①可以看出, 仿真网络与航空快递网络的主要结构特性的拟合程度非常高, 说明当前模型较好地描述了航空快递网络的演化机制。
4 结论
从复杂网络理论的研究视角出发, 用点表示航空快递系统中的城市, 用边表示城市之间的航空投递关系, 从而将航空快递系统抽象成网络形式, 对其复杂结构特性及演化机理进行研究, 得到了以下主要结论:
(1) 航空快递网络是一个小世界网络, 任何两个城市之间的包裹投递至多平均需要一次转运, 一半以上的城市之间有着直接的投递关系, 形成一个高效的投递系统。
(2) 航空快递网络的度分布形式为单标度分布, 网络中节点度的异质性水平较高, 但度特别高的节点相对缺乏。其主要原因在于任何一个城市的机场都有着有限的处理交通的能力, 进而导致一个城市不可能建立太多的航空投递关系。
(3) 航空快递网络不存在明显的社区结构, 其网络密度 (0.435) 远远大于中国航空交通网络密度 (0.143[12]) 。这意味着, 航空快递网络中的所有城市形成了紧密的连接, 共同支持着包裹在空中的快速投递。
(4) 航空快递网络具有富人俱乐部现象, 处于俱乐部中的城市是航空快递网络中的核心团队, 控制着整个网络上的包裹投递, 它们的正常运行对于整个网络的包裹投递起着至关重要的作用。
(5) 航空快递网络具有节点度的异配特性, 高连通度的节点偏好与低连通度的节点相连。
(6) 航空快递网络的生成演化机制主要体现在增长和偏好连接两个方面。一些有着较大经济优势和地理位置的企业必然优先进入网络, 随后一些新的城市陆续进入网络。新的城市进入网络时, 偏好与高连通度的城市形成投递关系。现有城市之间建立投递关系也偏好于发生在高连通度城市和低连通度城市之间。这样, 新进入网络的城市以及那些低连通度的城市就可以通过高连通度的城市获得更多的与其他城市之间的投递关系, 进而获得高效率的包裹投递。
复杂性机理 篇4
近年来,中国安全生产状况持续好转,但重特大事故时有发生,如2013年11月22日山东青岛特别重大输油管道泄漏爆炸事故、2014年8月2日江苏昆山特别重大事故粉尘爆炸事故、2015年8月12日天津滨海新区特别重大化学品仓库爆炸事故。从已经公布的事故调查报告可以看出[1,2,3],上述事故都是初始事故在特定的时空范围内相继发生引发一系列衍生事故的结果,即事故的发生和扩大存在链式关系。由此可知,事故链式演化机理是一个有价值的研究取向。
通过对事故发生发展过程所遵循的演化机理的研究,可以挖掘事故孕育源头、厘清事故演化过程中的关键路径和判断事故发展方向,进而在事故的预防预控中占据主动地位。当前国内外事故链式演化机理的相关研究主要集中在以下几个方面:①事故致因理论,如事故因果连锁模型[4]、“瑞士奶酪模型”(Swiss Cheese)[5]、STAMP模型[6,7]、“2-4”模型[8]、“R-M”模型[9]等。事故致因理论虽然在事故预防、安全管理实践中已得到一定的证实和应用,并形成了较为完善的理论体系,但在事故演化机理方面有待进行深入研究;②在事故演化方面,文献[10-12]对事故进行多米诺链锁分析、文献[13-15]分析事故链模型。上述事故演变相关研究都是基于因果关系进行的简单案例分析,缺乏对事故演变现象背后的内在机理进行深入研究。
概念模型以形式化的方法揭示研究对象的主要概念、定义以及它们之间的逻辑关系,是对研究对象和内容的第一次抽象与假设,它将零散的、非结构化的知识转换为系统的、结构化的与可读性强的基础理论知识。鉴于此,本文基于熵理论,立足于理论思辨层面,对事故演变的研究思路从传统的“静态-描述-解释”向“动态-建模-启示”转变,综合考虑事故链物质、能量和信息三者的复杂性耦合作用,对事故链形成机理、事故链载体反映、事故链式演化等进行研究,并构建事故预防与控制框架,以期完善事故演化机理理论体系,并促使事故预警预控、决策支持和应急救援遵循事故演化发展的客观规律,从而有效提高事故预防与控制水平。
1 事故链定义及内涵
事故的发生发展都是系统多种内外因素沿着某一条规律链相互作用的结果。按照安全科学相关理论[16],事故是致灾物(可导致损害物质)、承灾物(可遭受损害物质)与避灾物(可避免或减少损害物质)三者之间以及它们与人和环境之间交互作用的涌现和涨落。从以下两方面解析这种交互作用:①当致灾物引发事故以后,事故系统的致灾物、承灾物与避灾物按照各自被赋予的内涵处于三角形的顶点(稳定系统,如图1中的粗箭头标示),通过合理匹配达到有效的减灾救灾目的,这是最理想状态。②当相互匹配不合理时(如不符合标准的救灾物导致致灾物作用时间、作用空间、作用强度等发生变化,以及承灾物发生变异等),致灾物作用于承灾物产生了新的致灾物,并作用于新的承灾物,从而引发次生、衍生事故,形成事故链(如图1所示)。
由上述分析可知,事故链是指在特定的时间、空间范围内,由于事故系统致灾物、避灾物和承灾物之间不合理匹配而形成的一种由初始事故引发一系列次生事故的连锁和扩大效应,是事故系统复杂性的基本形式。事故链内涵解析如下:
1)若把整个事故看成一个大系统(事故系统),则事故链是复杂事故系统的重要组成部分和基本特征,事故链构成事故系统的一个子系统。事故链的发展态势由致灾物的危险性、承灾物的暴露性和脆弱性、避灾物的不确定性、环境的不稳定性以及人的主观能动性在时间与空间上的复杂耦合作用决定。
2)事故链的产生需满足三个条件:①存在初始事故,初始事故发生后产生新的致灾物。②新的致灾物作用于承灾物,导致至少一个二次事故发生。③次生事故扩大了初始事故严重程度,即所导致的一个或多个二次(或三次等)事故产生了大于初始事故后果的严重事故。
3)事故链演化具有两方面特殊性:①初始事故发生后,次生事故是否发生存在一定的随机性,但由于事故具有因果关系与引发关系,所以又不是完全的随机现象。这种受到约束的随机性会产生复杂性风险,进而增大事故系统复杂性。②事故链存在时间上延续性与空间上的扩展性,这种时空的延续扩展过程造成事故规模的累积放大。
2 重大事故链式演化模型构建
2.1 事故链载体反映
通过分析相关重特大事故调查报告可知[1,2,3],事故链式关系演化的实质是介质载体的转化,事故链式关系的载体反映是对事故链式规律的客观认识。因此,将事故链式演化的研究落实到物质第一性,抓住事故过程中载体的演绎规律和本质,就能认识整个事故演化过程及其实质,并为能量转化、事故损失度量提供量化的基础条件。
根据协同学理论[17,18],事故系统的形成与其内部各元素之间节、各子系统之间以及系统与外部环境之间的相互协同作用紧密相关,这种相互协同作用通过物质、能量与信息的交换予以表征。因此,可通过物质流、能量流与信息流的协同关系获得事故系统在某一特定时间、空间、功能和目标下的特定结构。综上分析得出事故链的载体反映:
1)物质载体演化形态有固态、液态与气态等,事故链的形成过程具有不同物质性态的单体演绎或多性态聚集、耦合与迭加等特征,这些性态由其含量、转化形式和时空位置的演化而形成物质流,性态的演化导致了事故链式关系演绎的多样性与复杂性。
2)物质的流动与转化需要能量,无论是物理性流动还是化学性流动,其流动过程中都伴随着各种能量之间的聚集、耦合、传输、转换,因此物质载体演化的另一伴生特征是能量的转移和转换(能量流)。
3)在物质和能量的流动过程中产生的大量信息,因此以物质、能量为基础的信息反映也是事故链的载体反映,通过光、声、温、速等基本形式表征,伴随着链式载体起到辐射、转化、传播等作用而构成信息流。
2.2 重大事故链式演化概念模型
事故链式载体在事故演化中起着重要的媒介和桥梁作用,在事故链式载体为依托的演化体系中,物质流、能量流、信息流构成演化核心,称为“核心环流”,其他(人、环境等因素)则为“外环因素”,它们共同构成事故链式演化概念模型(如图2所示)。事故链式载体在外部环境(外环因素)和载体的核心环流(内环作用)共同作用下实现其链式演变。
1)核心环流
安全生产活动中的主体对客体的认识是以能量流或物质流为载体,进行信息的获取、传递、变换、处理和利用实现的。事故预防与控制的本质就是通过信息流的标示、导向、观测、警戒和调控作用对系统中物质流和能量流进行控制、操纵、调节和管理(正作用),而错误反映系统中物质流和能量流状态的信息则会触发事故或导致事故处置失败(负作用)。因此,要充分发挥和正确利用信息流对物质流和能量流的引导和控制作用。
2)外环因素
在正常安全状态下,系统中物质流、能量流、信息流都处于正常有序的排列和控制中,即系统中物质、能量、信息在一定的安全阀值范围内与外界系统进行不断的交换作用。如果遇到一定的触发条件(如人的不安全行为、环境的不合理规划、管理的缺陷、物的不安全状态以及物质本身的设计缺陷等)使物质、能量和信息的正常交换作用失控,进而导致物质流、能量流、信息流的紊乱就会引发事故。
2.3 事故链式阶段性演化机理
事故链在孕育、演化过程中具有阶段性,不同阶段链式载体的转化呈现不同状态,因此可通过事故演化过程中的载体特性来认识事故。R A Haslam[19]、陈安等[20]等将事故演化分为阶段型演化、扩散型演化、因果型演化和情景型演化。根据事故载体反映和事故链式演化关系,本文将事故链演化按照时间顺序划分为四个阶段:事故潜伏期、事故爆发期、事故链蔓延期和事故终结期。
根据熵理论,熵是对系统中物质、能量、信息的混乱和无序状态的一种表征,系统越无序熵值越大,而耗散结构理论讨论的则是系统从无序向有序转化的机理、条件和规律。从事故链式演变特征可以看出,事故系统演变过程与熵的演变和耗散过程有很大共性,事故链从潜伏期到蔓延期是一个熵增大于熵减的过程,而终结期则是一个熵减大于熵增的过程。
按照事故链载体反映和安全物质学理论,事故系统可以划分为物质流子系统、能量流子系统、信息流子系统、人流子系统和环境子系统。由熵的加和性可知,事故系统的总熵可表述为:
式中,S是事故系统的总熵;SM是物质流子系统的熵;SE是能量流子系统的熵;SI是信息流子系统的熵;SH是人流子系统的熵;SC是所处外部环境系统对事故系统的输入或输出熵。
系统的混乱程度取决于系统熵增(正熵,“S+”)和熵减(负熵,“S-”)。因此,式(2)可以进一步表述为:
根据以上分析,构建事故系统熵的阶段性变化规律如图3所示(图中的时间段不代表实际时间长短)。
1)潜伏期(0-t2):0-t1时间段,S=0,系统演化的有序趋势和无序趋势处于均衡状态,即系统的有序性和无序性相互抵消,系统整体上处于一种稳定平衡状态,这是最理想的安全管理和事故预防状态。但是随着二者的相互作用以及系统安全要素的改变和外界环境的变化,这种临界状态有可能失衡。
t1-t2时间段,S>0,由于系统不合理设计、规划和管理缺陷等危险因素一直潜存,引发事故的各种因素不断积聚,系统正熵产生的无序效应大于负熵产生的有序效应,系统总趋势走向失稳。此时存在两种情况:①及时发现事故载体信息的异常演变,并采取管理措施或技术措施增大系统负熵,使系统总熵重新趋于平衡状态,系统恢复正常,如图中的a-曲线所示。②没有及时发现事故载体信息演变趋势,或发现了但没有采取控制措施以及措施失效,则系统继续向着正熵变大的方向演变,导致事故发生,进入事故爆发阶段,如图中的a+所示。
2)爆发期(t2-t3):事故系统总熵迅速扩大,事故由可能变成了现实,进入全面爆发阶段,导致人员伤亡、财产受损。存在两种情况:①根据事故链式演化载体信息,采取正确的处理措施,向事故系统输入负熵,使事故系统有序效应大于无序效应,事故得到控制,系统总熵重新趋于0,系统恢复平衡状态,如图中b-所示。②如果没有采取输入负熵的措施,或负熵不足以抵消正熵,则事故链继续演变,进入事故链蔓延期,如图中b+所示。
3)蔓延期(t3-t4):事故系统总熵由于事故链式演变而继续增大,次生、衍生事故相继发生,事故损失和危害逐渐增大。蔓延时间跨度取决于事故的严重程度以及事故处理效果。若事故链演变得到有效控制(有效的应急救援),蔓延就会很快结束,不再发生后续事故;反之,则事故造成的影响会不断加剧且扩散。
4)终结期(t4-t5):事故系统总熵可能因为物质、能量的耗散而自行趋于0(事故链式演化过程自行终结),也可能因为人为控制和干预而重新趋于0(事故链式演化过程因为人为控制和干预而终结)。事故链自行终结所造成的损失通常大于人为干预造成的损失,事故链式演化终结的时间主要取决于物质、能量、信息的混乱程度以及事故造成的破坏强度和人为干预力度。
3 重大事故链式演化模型的应用
基于所构建的重大事故链式演化概念模型,结合典型行业的事故应急救援可知[1,2,3],无论是事前的预防、事中的控制,还是事后的救援,一方面需要抑制物质流、能量流、信息流、人流和环境要素所产生的正熵,另一方面需要通过控制手段使这些要素产生负熵。针对事故链的阶段演化特性,提出潜伏期“预防”、爆发期和蔓延期“断链控制”和终结期“治理”的措施,即避免事故发生的关键是掌握事故链的演化路径,在事故潜伏期采取断链预防和控制措施,将事故消灭在萌芽和生长阶段。基于上述分析,以事故阶段性链式演化为切入点,构建事故预防与控制框架,如图4所示。
每种类型的事故链在演化过程中的各阶段都有特定的演变形态和表现特征,因此可通过监测物质、能量、信息的聚集与转化确定其演化阶段,分析事故系统各要素之间或子系统之间的相互作用关系以及事故系统与环境的相互作用关系,找出事故预防与控制的切入点,确定应急方式和对策(如表1所示)。
4 结论
1)从安全物质学的视角提出事故链定义,并从事故链时间与空间上的复杂耦合性、次生事故的随机性,以及事故链产生条件等方面解析其内涵;基于致灾物、承灾物与避灾物三者之间以及它们与人和环境之间交互作用论述重大事故链形成机理。
2)将事故链的研究落实到物质第一性,抓住事故链式演化过程中的演绎规律和本质,通过物质、能量、信息形式表征事故链的载体反映;构建以物质流、能量流、信息流为演化核心的重大事故链式演化概念模型。
3)将事故链演化周期按照时间顺序划分为四个阶段:潜伏期、爆发期、蔓延期和终结期。事故链从潜伏期到蔓延期是一个熵增大于熵减的过程,而终结期则是一个熵减大于熵增的过程;基于熵理论和耗散结构理论,论述事故链式阶段性演化机理。
复杂性机理 篇5
自2003年“非典”大规模爆发以来,“危机传播”、“危机管理”、“危机公关”等西方理念逐渐被引入我国。基于“管理取向”、“修辞取向”、“批判取向”以及以库姆斯为代表的“情景式危机传播”理论(SSCT)等西方经典危机传播研究成果在国内得到了较为深入的应用和发展。至此,国内危机传播话语体系得以初步建立。但总体而言,无论是“管理取向”和 “修辞取向”抑或是像“情景式危机传播”理论(SSCT)这样试图整合两者的理论尝试,都没有摆脱那种“亡羊补牢”式的 “行政式的研究”模式的局限性,所有的模式和对策都是以 “组织”为中心提出的[1],依然没有超脱出以传者为中心的窠臼。国内危机传播研究者也大多将注意力放在了危机主体、 媒体、受众以及传播策略的研究上,很少涉及到危机信息本身传播机理的分析。
危机信息的流动以及传播路径的选择是一个离散随机事件,稍纵即逝,难以监测。另外危机信息的传播和扩散涉及到人际传播、组织传播、大众传播以及各种社会群体心理因素的影响加之新兴的社会化媒体的参与,使得整个信息传播系统复杂而庞大,难以理清和整合。但是,随着大数据时代的到来,信息科学领域舆情监测技术的迅速发展,我们已经初步具备了实时监测信息流动的能力。此外,基于数学图论的复杂网络理论的发展,复杂网络中规则模型、随机模型以及小世界模型的建立为我们抽象出信息传播路径模型提供了可能,也成为笔者研究危机信息传播机理的契机。
二、危机信息传播路径模型的建构
(一)复杂网络的相关概念
系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体[2],而网络是由节点和连线所组成的。如果用节点表示系统的各个组成部分即系统的元素,两节点之间的连线表示系统元素之间的相互作用,那么网络就为研究系统提供了一种新的描述方式[3]。建立在高度仿真基础上的复杂网络也就成了现实世界纷繁复杂的社会系统的高度抽象。在复杂网络理论中,一个有形的具体网络可以被抽象成一个由点集合与边集合组成的图,记为G=(V,E),V代表点集合,E代表边集合,节点数N记为|V|,边数E记为|E|, 图像中到每个点的边称为这一点的度,度数的大小体现该节点的重要程度,度又可分为出度和入度。在本文建立的模型中,将通过计算信息流经节点的度数来衡量该节点的重要程度。
(二)危机信息传播路径的建模方法
本研究主要关注的是品牌危机信息的传播和扩散,即所有有损品牌形象、品牌美誉度和品牌忠诚度的信息。在品牌危机事件中,危机一旦产生,危机信息的传播和扩散便很难掌控,影响品牌危机信息传播的因素也是多种多样的,危机信息传播和流经的节点更是不计其数,而且各个因素和节点之间的重要程度亦不尽相同。虽然复杂网络理论为我们提供了高度抽象危机信息扩散路径的模型,但是在目前情况下, 想要建立非常精确的定量分析数学模型依然很难。为了尽可能全面、客观地反映信息扩散路径,最大限度地减少个人主观因素的影响,在正式建构模型之前我们结合“路虎变速箱故障事件”社会网络分析实例并辅以问卷调研和深度访谈的形式对其中的影响因素和关键节点进行了探索性质的研究。
1.“路虎变速箱故障事件”社会网络分析
借助清华大学新闻研究中心沈阳教授团队开发的ROST News Analysis Tool(后文简称称ROST分析工具),我们将数据采集关键词设置为“路虎变速器故障”,将数据采集源设置为“百度网页”、“网易新闻”、“搜狗网页”等十一种新闻网站或搜索引擎,通过其自带的网页爬取工具摘取含有关键词的新闻信息,数据采集详情见表1:
在此基础上,借助ROST分析工具的词性、词频统计功能我们对上述采集到的新闻逐条分析统计,形成高频词数据组、域名数据组及总体关系数据组三组数据,通过社会网络分析与可视化工具Net Draw,我们描绘出了高频词、域名及总体关系的社会网络关系图,详见图1、图2、图3。
从上面“高频词社会网络分析图”中我们可以看出,在采集到的所有新闻信息中,出现频率较高,与其他高频次之间联系最多的高频次分别为:html、故障、极光、变速箱、晚会、 央视、新闻、财经、百度、揽胜等。分析可知,央视、新闻、晚会、 财经三词都是与传统新闻媒体相关的词汇。而百度、html则是与网络有关的词汇。故,通过对高频词的分析,我们可以看出“路虎变速箱故障事件”事件中,危机信息的传播与媒体和网络有莫大的关系。
从上面“域名社会网络分析图”中我们可以看出,在采集到的所有新闻信息中,域名出现频率较高,与其他域名之间联系最多的域名分别为:qq、weixin、baidu、sina、sh、news、 ifeng、163、bbs、souhu、msn等等。经分析可知,qq、wixin、 bbs、msn属于社交媒体,其用户大多为个人用户,而sina、 souhu、ifeng属于门户网站。由以上分析可知,在“路虎变速箱故障事件”事件中,危机信息的传播与个人和门户网站关系巨大。
从上面“总体社会网络分析图”中我们可以看出,红色信息节点中,变速箱、故障、极光、揽胜、车主、消费者、搜狗、百度、晚会、财经、央视、曝光等节点与其他节点之间联系极为紧密,由此可以看出,在整个“路虎变速箱故障事件”中,危机信息的传播和扩散、和汽车产品本身(揽胜、极光)、媒体、消费者、网络等关键因素联系极大。
2. 问卷调研阶段
由于“路虎”产品本身极具奢侈性,用户群体相对而言较为小众,在实施调研阶的过程中我们发现,普通大众对“路虎变速箱故障事件”关注度不够,在随机抽样的受访者中有相当一部分表示对此事件并不知情,为确保调研结果更具客观性和代表性,遂调整调研方案。最后选定2015年“3.15晚会” 曝光的与普通老百姓关系最为密切的“联通员工私用客户信息重复开卡”事件,向普通民众、新闻传播研究者、新闻从业者以及安徽省内从事危机传播的专家、危机公关从业人员发出调研问卷500余份,成功回收有效问卷492份。通过对调研问卷的初步分析、梳理,从中得出一致认同度较高的关键因素和关键节点共计12个,分别为“3.15晚会”、央视、身边同事、联通公司、联通员工、客户、手机、新闻、微信、微博、 QQ、论坛。
3. 深度访谈阶段
在问卷调研的基础上,我们整理了安徽省内新闻传播研究学者库、主要媒体从业人员信息库和主要危机公关单位从业人员信息库,并随机选取5名新闻传播研究者、5名新闻媒体从业人员和5名危机公关从业人员就此次“联通员工私用客户信息重复开卡”事件进行深度访谈。结合访谈实录,我们进一步修正了问卷调研阶段获得的12个关键节点因素,综合问卷调研和深度访谈的结果,删减相同节点、合并相近节点,我们可以得出以下关键节点:央视及传统媒体、“3.15晚会”、联通公司、联通员工、客户、手机、论坛、新闻,微信、微博等社会化媒体。
(三)危机信息流经关键节点的提取
本文中所涉及的危机是指巴顿(Laurance Barton)提出的“一种会引起潜在负面影响的具有不确定性的大事件,是可能对组织及其员工、产品、服务、资产和声誉造成巨大损害的”[4]事件。
本文将危机信息传播、扩散过程中的每一个关键节点因素抽象为复杂网络中的一个节点,经过上述探索性研究中 “路虎变速箱故障事件”案例分析与辨识并结合问卷调研和深度访谈结果进一步修正,抽象出了以下7个节点:
1.危机第一见证者
这里的危机第一见证者是指危机直接受害者或者说危机发生的第一个或第一批见证人。比如三鹿奶粉事件中受害婴儿及其家属,大众汽车DSG变速器质量问题中的车主,他们都亲身经历或者见证过有损相关企业品牌的事件发生。这里的第一见证者可以是一人,也可以是多人,也可以是组织或团体,但是在模型中会被抽象为一个点,他们是危机信息流经的第一批或第一个媒介。
2.利益相关者
这里的利益相关者与传统“情景式危机传播”理论(SSCT)中的“利益关系方”(stakeholder)不同,在SSCT中,“利益关系方”指的是“与某一组织有联系或是在某一组织中有利益存在,并受组织决策影响的人,以公司为例,其利益关系方包括公司员工、公司股东、社团组织……”[5]。而本文中不仅仅是指这些,他是任何可以影响组织的行为或者被组织行为影响的人群[6],还包括在三鹿奶粉事件中自家孩子或者亲戚朋友家孩子有服用三鹿奶粉者,是大众汽车DSG变速器事件中同样有大众这款车或汽车中同样有DSG变速器的人群。因为涉及自身或者亲近之人切身利益,所以称他们为利益相关者。这批人是危机爆发以后,对危机最为关注的群体之一。
3.自由传播者
这里的自由传播者是指个人和相关品牌或者企业不发生任何利益关系或者极少有利益关系。他们在危机事件发生以后,对危机信息的关注度不大,是否对相关危机信息及存在的谣言等进行传播是一个随机事件。
4.媒体
这里的媒体包括大众媒体以及社会化媒体 (social media)。大众媒体作为社会正义的守望者,在品牌危机爆发以后出于媒体的社会责任感和使命感,会第一时间关注并进行报道。再者,近年来,传播领域新技术的发展使得人们可以通过那些过去不存在或者不能为大众广泛使用的新媒介(social media)进行互动和信息分享活动[7]。尤其是最近5年,社交媒体在灾难和突发事件传播过程中起着越来越重要的作用。在美国,大量突发事件以及与灾难相关的一些组织、机构,包括大学、个人以及非盈利机构、国家还有地方政府等都在运用社会化媒体facebook等传播信息、彼此交流以及协调应急计划制定和应急演练等活动[8]。其影响和应用范围更为广阔, 因此我们这里将传统媒体和社会化媒体抽象为一个节点。
5.行政监管部门
这里的行政监管部门是指我们的政府组织,在危机事件爆发以后相关的监管部门会针对事件进行一定的表态。由于政府是公信力所在,其表态对危机信息的传播起着至关重要的作用。
6.危机当事企业
企业本身危机信息的传播过程中是一个至关重要的环节。如果企业能够在第一时间内接收到危机信息并积极行动起来将有可能避免危机的持续酝酿和大规模爆发。如果品牌危机已经大规模爆发,信息流经企业主体时,企业对信息的解读和反应也会再一定程度上左右品牌危机舆论场的走向。
7.竞争性企业
竞争性企业是指与危机当事企业在经营、业务等领域存在竞争性关系的相关企业。危机发生以后,相关竞争性企业对危机信息的利用和传播会对危机企业本身产生一定影响。 竞争性企业借机营销、打压,落井下石等方式会将危机企业重新推向舆论的中心。
(四)品牌危机信息传播路径拓扑模型
1、第一见证者 2、利益相关者 3、自由传播者 4、媒体 5、行政监管 6、企业自身 7、竞争性企业
如上图所示,图中1-7节点分别代表上文提到的信息流经的1-7中七种媒介。本拓扑模型中涉及到的品牌危机信息皆为对品牌发展不利的信息,噪音有助于弱化危机信息, 因此在模型中没有加入传统信息传播模式中不可或缺的噪音环节。谣言以及传播者的非理性行为可以将危机信息放大,导致更为不利于企业品牌的信息出现,此类信息被归入之前的危机信息之列,因此本模式也没有考虑谣言以及复杂社会群体心理因素的影响,单纯考察危机信息的传播路径, 同时也达到了简化模型的目的。拓扑图中危机信息首先流经媒介1与媒介6,如果媒介6接收到信息以后,迅速做出反应,在媒介1将信息传播出去之前与其取得联系,及时阻止信息的扩散,企业品牌危机将被解除。如媒介6未能及时阻止,危机信息将经由媒介1传播出去,遍历媒介1-7。图中各节点之间的连线为信息的传播路径,箭头表示信息传播方向,两点之间连线为双箭头的表示两媒介之间有媒介信息的双向路径。
三、基于节点出入度的品牌危机信息传播路径分析
危机信息传播路径模型中,每个节点出度越大(这里的出度是指经由此节点流出的路径数)则该节点传出的危机信息数量越多,对品牌形象的损害也越大;入度越大则影响该节点的途径越多,流入信息量越大,经由此节点传出的信息被公众接受和认可的程度就越高,其影响力就越大(实证调查研究显示,当流入A的信息量越多时,A就越接近事实的真相,当A告知B其从不同的渠道都得到了某一信息时,B对此信息真实性的认可度越高)。每个节点的出入度从传播路径模型中确定,有一个箭头被引入该节点则该节点入度加1,有一个箭头被引出该节点,则该节点出度加1。表2给出了信息传播路径模型中每个节点的出入度值。
由表2可以看出,在品牌危机信息传播路径模型中,“4媒体”、“5行政监管部门”、“1危机第一见证者”、“2利益相关者”尤其是“4媒体”的出度较大,其在危机信息传播过程中的影响力也就最大,品牌危机信息经由这些节点传播出去以后对品牌的伤害也最大。而“4媒体”、“2利益相关者”、 “5行政监管部门”的入度较大,说明该节点信息流入量更大,流入途径更多,可信度更高,影响这些节点传播危机信息的因素也更复杂,控制难度较大,品牌危机信息经由这些节点传播出去以后造成的负面影响也更严重,需要逐一进行有针对性的控制。从以上分析可以看出,在品牌危机信息的传播过程中,“1危机第一见证者”、“2利益相关者”、“4媒介”、“5行政监管部门”、“6危机当事企业”都起着至关重要的作用。
如此分析使得我们对影响品牌危机信息传播的关键因素有了更加科学、全面的认识,对危机信息的传播路径也有了较为深刻的理解:危机信息的传播路径是一个非线性的多链回路,信息可以通过多条路径遍历每一个关键节点,进而通过关键节点向更大范围传播、扩散开展,并最终在社会上形成不可逆转的舆论冲击波,给企业品牌带来致命的打击。 同时也为我们进行品牌危机管控及危机传播和危机公关提供了有益的启示。在危机爆发的最初阶段,危机第一见证者或危机直接受害者的行为将左右整个局势,如果我们能够将 “品牌危机传播路径拓扑模型”(以下行文称拓扑模型) 中关键节点1的外出路径斩断即我们能够在第一时间监测到危机信息,并对危机第一见证者或危机直接受害者进行适当的安抚和沟通,就有可能将危机事件控制在一定范围之内甚至可能在初期就将品牌危机消化。当我们未能在危机爆发的最初阶段成功斩断拓扑模型中关键节点1的外出路径,危机信息进一步传播、扩散,危机持续发酵、酝酿,不利于企业品牌的压倒性社会舆论正在形成时候,我们可以通过拓扑模型中的关键节点2、3、4、5进行有针对性的危机沟通和管控。 从表2中关键节点的出入度分析结果我们可以看出,这一时期关键节点4媒体以及5行政监管部门的出入度明显都很大,其在危机事件中的任何表态都将在很大程度上左右社会舆论,这也为我们进行危机沟通,为引导社会舆论朝着有利于企业品牌的方向发展提供了平台和对象,为以后制定更加全面的,更具针对性的品牌危机传播策略奠定了基础。
摘要：为研究品牌危机信息传播机理,通过复杂网络理论对品牌危机信息传播路径进行高度抽象化建模,在此基础上对传播路径中关键节点出入度进行测算,进而确立了每个节点在品牌危机信息传播过程中的重要程度,为以后制定更加全面和更加具有针对性的品牌危机传播策略奠定基础。
复杂性机理 篇6
关键词：大型复杂滑坡,坡体结构,变形机理,分析
0 引言
向家坡滑坡产生于渝黔高速公路K13+500~K14+000段左侧山坡,位处重庆南岸区4km以东著名的南山西坡地段。修建的高速公路以路堑形式通过。
1998年4月至5月施工开挖时发生大面积边坡坍塌,专项勘察后结论指出:变形主要是开挖诱发堆积层浅层滑坡及人工路堑边坡的失稳坍塌,遂采取了放坡减载、截排水及坡面锚固的工程措施,同时在变形严重地段设置了55根抗滑桩(即第一排抗滑桩,桩长7~14m)和混凝土抗滑挡墙;1998年12月至1999年4月间,修建抗滑桩的12#~54#桩发生了不等量位移, 桩前后坡体产生了多道长大裂缝,局部坡体下滑,再次进行了勘察与地质评价。勘察后认为:变形是一老滑坡的局部复活,并于1999年9月进行了滑坡整治加固设计,主要措施为:在距第一排抗滑桩山侧8m处增设17根抗滑桩(即第二排抗滑桩,桩长11~16m),在路基边增设修建了48根抗滑桩(即第三排抗滑桩,桩长20~22m),桩间设C15片石混凝土挡土墙,进一步放缓边坡坡率,同时在边坡上采用预应力锚索墩加固;2000年12月底滑坡又一次变形,部分新、老抗滑桩位移,第三排部分抗滑桩桩顶以下3~5m处桩身断裂,坡面锚固工程拉裂失效,为保安全,采取在坡脚抗滑桩前填土反压,加固已断裂抗滑桩,并在已建第三排抗滑桩桩间增补一排锚索抗滑桩(共15根,桩长15m),同时在第一排桩河侧坡体上增设12根抗滑桩(即第四排抗滑桩,桩长17~26m),修复锚固工程,坡前增设仰斜式排水孔;2004年7月底,滑坡再次变形,部分锚索抗滑桩外倾,锚索拔出,尤其第一排抗滑桩变形更加严重。滑坡一旦失稳,将会对下方的高速公路安全运营造成严重威胁,后果不堪设想,因此决定再次对滑坡进行勘察设计,详见图1。
从以上简述可以看出,向家坡滑坡经多次治理已陷入被动局面,成为一个难题。可见对于变形复杂的滑坡,应正确分析其所处的工程地质条件、坡体结构和变形机理,采取有针对性的工程措施,才能彻底根治滑坡灾害,若盲目修建抗滑工程,治标不治本,只能欲速不达。因此从实际调查入手,分析研究滑坡变形的真正原因和变形机理是关键。
1 滑坡产生的工程地质条件
1.1 地形地貌
滑坡区域地形东高西低,地貌形态受地质构造和岩性控制,呈起伏变化不大的阶梯状斜坡地貌,地面高程290~490m,相对高差近200m,自然坡率为25~35°,为构造剥蚀堆积形成,坡面植被生态良好。
1.2 地层岩性
滑坡区地层为下侏罗统珍珠冲组(J1Z),岩性以泥岩为主夹砂岩,北侧及东侧出露三叠系上统须家河组(T3X)厚层砂岩。
上覆第四系崩坡积土层(Qdl+el4),成份主要为碎石土,含大量砂岩碎块石,结构松散,厚度约10m。
下侏罗统珍珠冲组泥岩局部夹薄层砂岩,质软,网状裂隙发育,泥化严重,强风化层厚7.0~25m,多呈土状,泥岩较细腻具滑感,结构面极其发育,裂隙中充填灰白色粘土,遇水易软化,易崩解,力学强度低。
三叠系上统须家河组厚层砂岩质地坚硬,节理发育,岩层产状NE15~30°/NW70~80°。主要分布于路线左侧斜坡的后部陡坡一带和路线右侧的岸坡一带。
1.3 地质构造
滑坡位于南温泉背斜西翼陡缓坡交界处的斜坡地带,南温泉背斜走向为NE-NNE向,其西翼陡,东翼缓,为单斜构造,岩层产状较陡,泥岩中下部岩层产状近直立,产状NE10~20°/NW70~80°,上部岩层产状NE20°/NW40~50°,地层局部倒转,岩层中网状节理裂隙发育。砂岩中发育的主要节理有:NW65~80°/SW50~80°、NW50~65°/NE40~50°、NW80°/NE25°、NE20~30°/NW80°。
1.4 水文地质条件
滑坡区地下水主要赋存于第四系松散堆积层,接受大气降水补给。滑坡后部地层为强风化砂岩,透水性强,下伏基岩岩面较陡,大气降水在土体内迳流,大部分补给下伏基岩强风化岩石的裂隙,转化为地下水,沿结构面、裂隙带向临空方向渗流排泄。为进一步掌握滑坡地下水的分布状况,勘察中采用了高密度电法进行物理勘探,通过对层析成像剖面的数据采集和数据处理形成二维层析成像文件(见图2)。该图宏观地反映出滑坡地段的地层布局及坡体内部地下水和过度潮湿带的分布。
结合钻探资料,可以清楚地剖释:滑坡后部为高阻的砂岩区域,滑坡主体地段为电阻率相对较低的泥岩或砂泥岩过渡带,滑坡前部为地下水富积区域,在施工揭露与盲洞修建中验证了地下水的分布状况。
2 滑坡多层结构分析
通过对变形和滑坡工程地质条件的深入分析,判识出滑坡的坡体结构是由堆积层滑坡和切层岩石滑坡叠合而成,切层岩石滑坡受构造控制又孕育着浅、中、深三层滑坡(见图3),滑坡具有复合式和多层性两大特征,也正是因为滑坡的这两大特征使得滑坡的治理尤显复杂。
堆积层滑坡主要是残积物和崩坡积物沿泥岩顶面形成,滑体物质主要为粘土、碎石、砂岩块石、泥岩风化物及泥质粉砂岩,结构松散,滑体厚度10m左右,滑坡出口在第二级边坡平台上下。该层滑坡多次滑动,出口处滑动擦痕指向为NW70~80°,倾角22°。
切层岩石滑坡产生于泥岩当中,三层滑带的形成均与地质构造密切相关,总体上受控于顺坡缓倾构造面,产状为NNE/NW30°左右。浅层滑坡厚约10m, 剪出口在路基以上;中层滑坡厚约20m,剪出口在路基面以下;深层滑坡厚25~30m,目前尚未形成。活动变形的滑坡主要是浅层和中层,该两层滑坡形成的地质基础是岩层倾倒变形,深层滑坡可能的依附面是泥岩的强弱风化界面。
分析得知,产生多层滑坡的地质基础是构造作用,在单斜构造区,岩层产状NE10~30°/NW70~80°,砂岩中发育NNE/NW30°的缓倾结构面应是在背斜形成后,坡体在应力释放过程中岩体松弛期产生的结构面,该组结构面可能会出现多组,坡体一旦开挖,形成临空面,其应力释放基本沿此结构面方向,因此坡体中发育的该组结构面是控制滑坡滑动的主要依附面[1]。事实上,泥岩的剥蚀面基本与此一致。
修建高速公路开挖路堑深切斜坡,坡体应力失衡而进一步松弛,扩大了后山由地表水转化的地下水沿泥岩顶面、泥岩强风化裂隙带和构造裂隙面的补给程度。随着临空面深度的增加,坡体松弛范围也逐渐加深,地下水进而下渗,在固有结构面、裂隙带(岩层弯折面处)向临空面排泄,扩大了水—岩作用,加之岩土本身的崩解性、膨胀性和水敏性,遇水后强度更低,从而成为软弱结构面或带,一旦条件成熟,滑体即沿之滑动,形成滑坡。从这个角度分析,坡体内形成几个软弱带就会产生几层滑坡,结合地质条件分析,该滑坡应具有多层性。
施工跟踪时,在坡脚以上二级平台处新建抗滑桩的开挖中,发现自地表至桩深10m以上的岩层有不同程度的反倾,产状NE10~35°/SE35~50°。桩身10~20m岩层产状不连续,较为紊乱,岩石破碎,且裂隙发育,甚至产状不清。在桩深20m以下, 岩体结构面非常发育,岩层产状NE 5~30°/NW65~80°,与当地正常岩层基本一致。地层产状自上而下的这种变化是一个较为特殊的地质现象,也就是局部倒转,这一发现为多层滑坡结构的科学分析提供了重要的地质依据。
在勘察分析多层滑坡时,漏判滑动面是成功治理滑坡的一大隐患。
3 滑坡的变形机理分析
向家坡滑坡的变形表现为平面扩展性、纵深发展性,立体交复,相互影响,具有典型的链式效应。滑坡的多次治理工程就是这种变形效应的具体反映,下面就对该滑坡的变形机理进行深入分析。
3.1 堆积层滑坡的变形
高速公路原路基设计是按一般路堑边坡设计处理的,因是岩质边坡,且坡面上岩层反倾,设计刷方坡率为1∶0.3~1∶0.5,但没有充分考虑到泥岩的崩解性、易软化性及节理裂隙发育等多种因素的影响而使边坡不能维持较陡的坡率,故而在开挖中发生了大面积边坡坍塌。边坡前部的坍塌与开挖致使斜坡上的堆积物产生沿泥岩顶面的堆积层滑坡,严重影响了施工进度与安全,在勘察后采取了放坡减载、修建第一排抗滑桩、坡面上施工锚杆锚索及截排水的工程措施。
1998年12月至1999年6月抗滑桩的一系列位移和变形裂缝的产生归纳起来主要是修建的第一排抗滑桩产生了倾倒,由此而引起的一系列裂缝展布。变形的主要原因是抗滑桩桩长设计较短,部分桩的锚固段仍处于滑体当中,或者嵌入滑床内深度较小,抗滑桩支挡力度不够;施工方面,设计的排水沟未进行防渗铺砌,另外从外观看抗滑桩施工也存在一定的质量问题。由于截排水工程的失效及支挡工程的薄弱,堆积层滑坡的变形并未得到彻底的控制,在某种程度上,抗滑桩的倾倒变形使桩前坡体受到一定的推挤作用,成为桩前坡体(泥岩浅层滑坡)变形的主动附加力。
3.2 泥岩浅层滑坡的变形
1999年8月经对该段公路边坡的工程地质条件进行了重新勘察,分析评价后,认为该段边坡为一大型老滑坡,滑坡变形为老滑坡的复活变形,滑体主要为堆积层,局部带动了泥岩的强风化层,也就是说堆积层与泥岩强风化层均发生了滑动变形,滑坡的依附面至少位于泥岩强风化层的底界,这一认识在当时解释了该阶段滑坡变形的原因,其对滑坡的认识深度已经突破了滑坡仅为堆积层滑坡的单一类型局限。基于上述认识,在第一排抗滑桩山侧修建了第二排抗滑桩,并在路基坡脚处修建第三排抗滑桩,同时进一步放缓边坡,并采用预应力锚索框架梁加固。实际上,本次滑坡的变形是泥岩浅层滑坡发生了变形,在滑坡的分析中并没有深入认识到构造因素对滑坡的根本性作用。
随着施工的进行,2000年12月滑坡再次发生变形,部分新、老抗滑桩位移;第三排坡脚抗滑桩中有34根桩顶以下3~5m处桩身断裂,14根明显位移,且位移增速较快,坡面部分锚索格子梁及垫墩被拉裂破坏,部分锚索失效。这些变形说明所建抗滑支挡工程与锚固工程力度不够,同时也说明了滑坡的推力比设计上考虑的要大。滑坡推力的增大主要是三个方面的原因,一是滑体厚度增大,二是滑面倾角较大,三是滑面强度指标变小,影响这三个方面的根本原因就是对滑坡结构认识的准确度。为控制滑坡变形,设计单位采取了桩前反压,桩间增设锚索抗滑桩,将第三排普通桩加强为锚索桩,在第一排抗滑桩河侧边坡上增设了第四排抗滑桩,增设了排水工程等措施,维持了滑坡治理的正常进行,暂时稳定了滑坡,采取的工程措施发挥了阶段性作用,保证了高速公路的建成通车。但是,如前所述,影响滑坡变形的因素并没有完全消除,可以看出,以上的治理工程主要是针对堆积层滑坡和泥岩浅层滑坡的治理工程,对于中层滑坡的治理并没有考虑,因此治理工程留下了滑坡再一次发生的隐患。
3.3 泥岩中层滑坡的变形
工程竣工后历经3年,于2004年7月底,滑坡又一次发生了变形,主要反映在坡脚第三排抗滑桩桩前路基部分地段向上鼓起,部分抗滑桩向外明显倾斜,设在滑坡中的锚索被拔出,锚头脱落,尤其是修建的第一排抗滑桩变形非常严重,混凝土挡墙上出现了长大的裂缝,说明滑坡并未完全稳定,再一次向深处发展,引起了泥岩中层滑坡变形。中层滑坡的出口在路基下方3~5m,该层滑坡一旦失稳,会造成原治理工程全部失效,对公路的安全运营带来严重的威胁,其损失难以估计。 故对此滑坡的整治引起了运营部门、建设部门和重庆交委的极大关注,于2004年7月第四次对滑坡进行了勘察设计和治理施工。
3.4 泥岩深层滑坡的认识
对深层滑坡的考虑要客观正确地对待,首先必需认识到深层滑坡有产生的地质条件,其依附发育的部位就是泥岩强风化层底界,坡前抗滑桩桩坑地层揭露,其埋深较大,基本位于路基面以下约20m,该处岩层基本上陡角度顺倾,但一方面考虑到滑坡前部路基不再开挖,深层滑坡的发生不存在临空条件,且前部路基较宽,能对深层滑坡形成被动抗力;另一方面,在对滑坡治理中实施有效的截排水工程,消除地下水向深层滑面补给的条件,这样深层滑坡的稳定性不会降低,因此在治理中要作为一个潜在的因素给予适当的考虑。
综上分析可以看出,滑坡的治理是被动的,对滑坡的勘察认识也是由浅到深的。从滑坡的发展变形来看,滑坡的稳定性主要受人工开挖边坡和地下水活动的影响[2],而且主要是地下水的影响。滑坡的产生主要是依附于顺坡缓倾构造面,其倾角为35°左右,当修建公路切坡切断上层滑动面时,坡体因侧向卸荷使岩体松弛而进水,产生沿进水地段的顺坡构造面而滑动,因切坡由上而下进行,故先形成上层滑动而后形成中层滑动,深层滑坡至今尚未形成滑动。向家坡滑坡的变形发展过程实际上就是各层滑坡自上而下的复活变形过程,也是地下水逐步下渗、逐步作用的过程。
4 治理滑坡的工程对策
通过对地质环境、构造条件、地下水作用、滑坡变形情况及发展过程的系统分析与研究,首先认识到该滑坡是一个多类型、多层的大型复杂结构滑坡,当地的地质构造作用控制滑坡的产生与发展,滑坡产生的主要原因是地下水在不同深度处的作用。在总结前几次治理失败的经验和教训后,根据滑坡特征和变形机理提出了根治滑坡的工程对策。
在坡脚抗滑桩顶一级平台处设置一排预应力锚索抗滑桩,即第五排抗滑桩,共26根,同时支挡泥岩浅层滑坡和中层滑坡,抗滑桩桩长38~47m,桩身截面2.4m×3.4m~2.5m×3.7m,每根抗滑桩上设预应力锚索4束,每束锚索由8根Φs15.2钢绞线组成,锚索钻孔孔径为150mm,锚索长度均伸入深层滑带以下一定深度;在抗滑桩上部二、三级坡面重设预应力锚索框架工程,协同锚索抗滑桩共同抵抗较大的滑坡推力,同时防止堆积层滑坡从半坡上剪出,锚索锚固段深入中层滑面以下,并要求进入深层滑面以下一定深度;在滑坡后部修建一条截水盲洞,同时辅以渗管,将滑坡体内及滑床附近的地下水汇入盲洞,排出滑坡体,以此截断地下水对滑带的供给作用(见图3);实施了抗滑桩工程后,地下水的排泄路径受到一定阻塞,结果会在桩后形成积水,地下水位抬升,形成水压力,这对滑坡的稳定极为不利,同时考虑到滑坡的多次治理在坡体内修建有多排抗滑桩和预应力锚索工程,在滑坡前部修建垂直山坡的泄水盲洞因施工作业面受限不具备施工条件,因此选择在滑坡前缘增设仰斜式排水孔,以形成孔群排除桩后积水,降低桩后地下水位,消除水压力。同时要求高质量修复原有的地表水排导系统,使雨季的大气降水能顺畅排出,避免直接渗入滑坡体。
5 滑坡治理后的稳定性评价
由于滑坡结构复杂,在治理过程中,建立了地表及深部位移动态监测网,一方面用于掌握滑坡的变形动态,反馈信息,指导施工;另一方面用于检验和评价治理工程的整治效果[3]。
经两年的监测反映,大部分地表位移监测点随时间变化的趋势基本一致,A4点较为典型地反映了该滑坡由变形到稳定的整个过程,取得的监测成果比较符合实际情况(见图4)。
由图4可以看出,滑坡的变形自施工以来表现为五个阶段,第一阶段为05年3月份观测开始至6月初的加速变形期,最大累计位移量近70mm,此阶段第一批抗滑桩开挖;第二阶段为6月初至8月15日的变形平缓期,其位移量变化不大,期间第一批抗滑桩基本浇注完成;第三阶段为8月15日至9月25日的变形又一加速期,此阶段最大累计位移近40mm,此阶段第二批抗滑桩开挖;第四阶段为9月25日至12月初的阶状变形期,该阶段支挡、锚固工程相继结束,排水工程逐步开始实施,滑坡位移呈阶状调整;第五阶段为变形稳定期,此阶段各类工程基本完成,滑坡变形趋于稳定。
影响该滑坡稳定的一个重要因素就是地下水的作用,由图5可以看出,目前滑坡的地下水位趋于稳定,说明滑坡的截排水工程发挥了作用,控制了向滑体供水的程度,促进了滑坡滑带处强度指标提高的时效效应,从而进一步提高了滑坡的稳定性,由此可见滑坡的彻底治理是成功的。
6 结语
向家坡滑坡是一个大型复杂结构的复合式滑坡,屡治不愈有着多方面的原因,但最根本的原因是在滑坡勘察分析和滑面判识中认识不足,尤其在构造作用对滑坡的根本性影响方面认识不深,同时又弱化了地下水作用。对滑坡结构的分析不到位,导致滑坡产生链式变形效应,从而使治理工程多次失效,因此在对多层滑坡进行有效治理和技术分析研究时,准确科学地分析滑坡结构和变形机理是重要前提。
参考文献
[1]徐邦栋.滑坡分析与防治[M].北京:中国铁道出版社,2001.
[2]王恭先,徐竣岭,刘光代.滑坡学与滑坡防治技术[M〗.北京:中国铁道出版社,2007.