建筑坍塌事故发生机理的尖点突变模型及应用

为研究坍塌事故的发生机理，探索建筑施工系统随风险因素变化而发生坍塌事故的过程，有效预防坍塌事故的发生。基于突变理论，将建筑施工系统中人的因素、物的因素、环境因素和管理因素作为系统的控制变量，建筑施工系统的安全状态作为状态变量，建立坍塌事故随时间变化的动态尖点突变模型，通过模型分析事故致因的演化机理。利用2013～2019年中国发生的237例坍塌事故报告，对系统的控制变量、固有特征量、关键参数和系统的突变风险值进行量化。选取典型坍塌事故案例，建立风险-事故突变树，以表明事故的具体发生过程和风险因素之间的关系。利用Python对坍塌事故的尖点突变数据进行仿真，对事故发生机理进行定性和定量的分析，验证该模型的有效性。研究结果表明：当系统的2个控制变量发生突跳且与分叉集相交时，系统才有可能发生突变，进而发生坍塌事故，事故严重程度与控制变量的突跳值相关。系统中风险能量的释放导致风险值的积累，坍塌事故的发生是系统风险值不断积累的过程。可以通过改变控制变量的状态来降低坍塌事故的发生概率，提前进行人工干预，减小突跳值，防止事故的恶化。该尖点突变模型能够阐述建筑施工系统的突变机理，为坍塌事故的预防和控制...