基于公路桥梁震害的烈度评定研究

汶川地震积累了大量公路桥梁的震害资料,这为开展公路桥梁震害与地震烈度的相关性研究奠定了基础。本文整体介绍了汶川地震公路桥梁的震害情况,通过统计整理近2 000座桥梁的震害资料,分别得到了拱桥与梁桥的主要震害类型,并探讨了它们的发生概率与不同地震烈度的对应关系,还分析了关键构件的破坏程度随地震烈度的变化规律。最后,基于桥梁破坏等级和典型震害的形式分别提出了评定地震烈度的建议指标,并进行了对比分析。     

110kV及以上变电站地震易损性研究

本文提出了根据变电站内高压电气设备和房屋建筑的地震破坏状态计算变电站震害指数的方法,统计了2008年汶川8.0级大地震中成都、绵阳、德阳、广元、阿坝地区国家电网的121座110kV及以上变电站的震害情况,通过震害指数进行了震害等级评价。采用对数正态分布的累积函数,拟合了变电站基于峰值加速度的地震易损性曲线。计算结果表明:当地震烈度在Ⅶ度及以下时,变电站和输电线路只有基本完好和轻微破坏状态,不发生中等及以上等级的破坏;当地震烈度为Ⅷ度时,有变电站开始出现严重破坏状态;当烈度达到Ⅸ度时,有少量变电站发生严重破坏,多数为中等破坏;当烈度为X度及以上时,多数变电站达到严重破坏和毁坏。     

姚安6.0级地震的震害指数和烈度

阐述了姚安6.0级地震烈度评定的过程,对各评估区的房屋的破坏比进行了调查,计算出各类房屋的震害指数,进而确定了各评估区的震害指数,并按照<中国地震烈度表>新规定,对各个评估区的烈度作了评定.     

2014年云南鲁甸6.5级地震烈度分布与房屋震害特征

阐述了云南鲁甸6.5级地震烈度分布情况,并给出了各地震烈度区的房屋建筑震害特征,探讨了不同结构房屋分烈度的破坏比、震害指数,与中国地震烈度表进行了对比,认为调查点数据较为合理,支持各烈度区划定.     

基于汶川地震调查的公路桥梁震害矩阵研究

研究发现汶川地震公路桥梁震害调查数据中低烈度区(Ⅵ度和Ⅶ度区)桥梁数量,相对于高烈度区而言,不够全面详实,大量缺乏对完好桥梁的记录,基于调查数据建立的震害矩阵与实际情况有较大偏差。为提高其可靠性,在缺乏相关资料的背景下,认为灾区场地条件类似,按照桥梁调查数量与烈度区面积相关的原则对低烈度区的调查数据予以补充。之后,制作出各地震烈度下的破坏概率直方图,通过拟合常见的几种经验分布函数对公路桥梁震害矩阵进行了改进。     

经验震害矩阵的完善方法研究

近年来我国发生的几次大地震有一些是发生在低烈度区,对地震区已有的建筑物应当怎样来评价它的抗震能力,本文对此进行了探索性的研究。通过将破坏概率离散化得出一次地震中各烈度下震害指数的均值和方差,对比其与标准震害矩阵相应烈度下的值,得到其他烈度下震害指数的均值和方差。我们假设各烈度下震害指数分布都服从Beta分布,由均值和方差反算出Beta分布的未知参数,从而得出其他烈度下各破坏等级的概率值。用本文方法得到的震害矩阵,可为该地区的震害预测和经济损失评估提供科学依据。计算结果表明,本文的方法是可行的。     

基于不同翔实程度数据的燃气管网地震破坏评估方法研究

针对燃气管网数据获取的翔实程度不同,开展地震破坏评估不同层次模型研究。基于历史震害统计分析结果,引入地震破坏概率指标,修订了燃气管网地震破坏等级划分方法。在数据有限条件下,考虑燃气管网震害率模型不完备情况,提出类比供水管网震害率模型获得燃气管网震害率模型的方法,完善第一层次模型(震害率模型);在数据较翔实条件下,基于两态破坏准则给出燃气管道的地震破坏概率,引入加权统计平均法,建立第二层次模型(地震反应分析模型);在数据充足条件下,基于第二层次模型,提出几种因素的影响系数,修正给出第三层次模型(考虑小区划的地震反应分析模型)。以西部某市为例,分别采用三种不同层次模型评估了不同地震影响烈度下燃气管网的地震破坏状态,分析了它们的优缺点,验证了方法的实用性。     

在役公路梁式桥综合震害等级预测研究

为客观预测在役公路梁式桥综合震害状况,考虑在役桥梁在运营期存在的病害问题,从压力和承压两方面建立在役公路梁式桥综合震害预测评价指标体系。以桥梁作为承灾体,建立在役公路梁式桥综合震害物元可拓模型,运用熵权法进行赋权,确定桥梁的综合震害状况。以一座在役梁式桥为例,运用上述模型确定算例的综合震害状况。研究结果表明,该桥的综合震害等级为Ⅲ级,破坏等级中等,且根据结果分析影响桥梁震害程度的主要影响因素;该模型通过对多个指标关联系数的综合分析来评价在役梁式桥的综合震害等级,极大地提高了该模型评估的准确率及可靠性,为桥梁震害等级的预测提供一定的参考,对提升桥梁综合抗震能力具有积极意义。     

城市建筑物震害预测方法的改进

目前基于地震烈度的建筑物震害预测方法,通常按整烈度给出预测结果,造成在设定地震影响下烈度分界线两侧相邻的、抗震能力相同的建筑物震害预测结果有很大的差异,而同一烈度圈内靠近高烈度分界线与靠近低烈度分界线的建筑物震害预测结果却完全相同,这与实际震害情况严重不符。为了解决这个问题,将地震烈度按0.2度间隔进行分档,同时将震害指数和破坏等级也进一步细化出5个分档。按地震烈度与震害指数的关系,通过拟合方法和等分方法得到5个烈度分档的震害指数调整系数和分档震害指数,拟合方法获得的调整系数适用于群体房屋震害预测,等分方法获得的震害指数适用于单体房屋震害预测,通过改进方法获得的设定地震影响下震害预测结果,可以体现同一烈度不同烈度分档内建筑物震害差异,并使烈度线两侧,抗震能力相同的建筑物的震害预测结果不再出现跃变。     

用模糊数学法进行管道系统的震害预测

叙述了地震时埋地管道可能遭受的破坏形式、影响管道震害的因素及破坏等级的划分。论述了用模糊数学法进行埋地管线震害预测的方法和步骤，利用这一方法对忻州市供水管网主干线进行了震害预测，给出了在地震烈度Ⅶ度～Ⅸ度作用下的震害预测结果。     

地震调查中V-X度宏观烈度的标志及其评定方法

本文根据近年来多次现场地震的考察资料,提出了一种评定Ⅴ—Ⅹ度地震烈度的方法——“民房受害程度百分比”。采用“民房受害程度”作为评定标志,由类比统计方法直接得到烈度值。实际结果表明,用“民房受害程度百分比”估算的烈度值与用《新的中国地震烈度表》评定的烈度值有较好的一致性,与“震害指数”有较好的对应关系。     

中外烈度表“人的感觉”和“器物的反应”对比研究

随着震害经验的积累以及人们对地震认识的深化,不断修改烈度标准,使烈度评定更加客观与科学是地震工程界一直所追求的.人的感觉和器物的反应都是评定一次地震时相应烈度的宏观标志,是烈度表的重要组成部分.鉴于此,本文简要介绍了中国历代地震烈度表(《新的中国地震烈度表》、《中国地震烈度表(1980)》、《中国地震烈度表( 1999...     

基于汶川地震震害的公路桥梁易损性研究

随着综合国力迅速提升,我国进行了大规模的公路网络建设,兴建了数以万计的公路桥梁,为整个经济社会的可持续发展提供了有力支撑。然而,国内外历次大地震中有大量公路桥梁发生破坏,这极大地降低了公路交通的通行能力,严重阻碍应急救援工作和城市日常生活。我国是遭受地震灾害最多的国家之一,因此,在我国开展公路桥梁地震易损性研究具有重要的现实意义。本文在对汶川地震公路桥梁调查数据深度挖掘整理和全面归纳总结之基础上,采用多种方法比较系统地研究了当代公路桥梁的地震易损性,还开展了基于公路桥梁震害评定地震烈度的研究,旨在更好地服务于公路桥梁的震害预测和损失评估、震后可恢复性研究、交通系统的地震风险分析,以及应急救灾决策的制定和完善抗震设计理论等工作,从而达到减轻桥梁震害和提高救援效率之目的。论文主要完成了以下工作:(1)针对低烈度区公路桥梁调查数据不完备、遗漏大量基本完好桥梁的实际情况,按照烈度区面积与调查桥梁数量相近的原则对低烈度区的调查数据进行了补充估计,利用常见的几种经验分布函数拟合了破坏概率直方图,对公路桥梁的易损性矩阵进行了改进,还分析了地震地质灾害的影响。(2)合理地估计了桥址处的PGA数值,基于补充后的调查数据建立了一系列"桥梁-破坏等级-桥址处PGA"样本对,采用最大似然估计法确定了易损性函数中的待定参数,给出了汶川地震公路桥梁的经验易损性曲线,比较分析了拱桥与梁桥之间的易损性差异,并探讨了桥梁规模对易损性的影响。(3)基于SAP2000建立了9种工况下的连续梁桥有限元分析模型,选取36条典型地震动记录为输入,考虑支座和桥墩的非线性行为,进行了桥梁非线性时程分析,在此基础上首先建立了支座和桥墩两种构件的易损性曲线,随后利用一阶界限法合成了整座连续梁桥的易损性曲线,并讨论了不同支承方式对地震易损性的影响,同时验证了桥梁规模对地震易损性的影响规律。(4)通过统计整理近2 000座公路桥梁的详实震害资料,分别得到了拱桥和梁桥的主要震害类型,探讨了它们的发生概率与不同地震烈度的对应关系,分析了关键构件的破坏程度随地震烈度的变化规律。最后,以桥梁破坏等级和典型震害的形式分别提出了评定地震烈度的建议指标,并进行了对比分析和验证。     

地震烈度与震害指数的模糊关系

本文把地震烈度作为震害(以震害指数为基础变量)论域中的模糊子集,确定了烈度模糊集Ⅵ一Ⅹ的隶属函数;用模式识别的直接方法和α-截集的概念得到了烈度和震害指数的两种对应关系,在Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ度,这些关系和《中国地震烈度表(1980)》完全一致,而在Ⅵ和Ⅶ度则有所不同。这些结果可直接应用于烈度评定工作中。     

基于设防烈度和震害统计的变电站震害快速评估法

根据汶川地震各烈度区内变电站破坏状况、停运状况以及恢复时间的统计,分析了不同烈度区变电站地震破坏和功能失效特点和模式,定义了变电站震害指数,得出了设防烈度为Ⅶ度的变电站地震破坏和功能失效的震害指数与烈度的Di-Ⅰ关系曲线,并结合我国电力设施抗震设计标准,外推了设防烈度Ⅵ、Ⅷ、Ⅸ度变电站的Di-Ⅰ曲线,由此建立了基于抗震设防烈度和震害统计的变电站震害快速评估方法(FI-EDS法).通过德阳地区49个110kV及以上变电站的震害实例,对评估方法进行检验,结果表明,用本文方法快速评估得出的变电站破坏等级,0级偏差比率为47％,±1级偏差比率为45％,±2级偏差比率为8％.本文评估方法具有可接受的精度,并且可操作性强.     

关于地震烈度的讨论--以新疆地区为例

地震烈度是衡量某一次地震对一定区域地面影响的强烈程度，代表的是一定范围内地震动强度的平均度量，反映的是地震中人的感觉和地震对地面建筑物所产生影响的分布图象。1980年初编制的《中国地震烈度表》（中国科学院工程力学研究所，1980），逐项描述了各烈度影响下人的感觉及震害现象与震害指数的对应关系。到目前为止，地震烈度的震害标准没有改变，究其原因：这种以人的感觉和宏观、微观地震震害现象为指标的烈度评定，简单易行，便于掌握；同时地震烈度的内在含义已被许多行业以及公众所接受和理解。从第一代地震烈度区划图到第三代区划图表示的不同等值线范围在很大程度上（尤其是经济欠发达、人口分布稀疏、自然环境条件相对恶劣的区域）都是依据地震烈度等值线分布状况而确定的；地震烈度仍然是抗震救灾与大中型城市抗震设防和规划的重要科学依据和指标。     

基于地震动参数的结构易损性表达方法研究

用贝塔分布函数对给定烈度下结构各个破坏等级的概率分布进行了破坏比概率密度的拟合,以地震动峰值作为地震动参数,根据烈度和加速度峰值的对应关系以对数插值方式计算了在任意一个峰值加速度下结构破坏比的倍塔概率密度分布及各个破坏等级的概率,从而使结构易损性的表达方式由烈度-震害等级构成的二维阶跃性易损性矩阵转化为由地震动参数-破坏比概率密度函数或地震动参数-各破坏等级的概率来表达的方式.试算结果表明,这种转化方法是可行的.本文为震害预测和地震经济损失估计提供参考.     

城市供水管网震害概率预测

根据概率可靠性理论,计算了地震作用下地下直埋管道的各个震害等级的概率值。假定在一段管子中,其破坏为泊松公布,求得这段管道供水的可靠性,最后用并联和串联分析法,得出整个供水管网的供水可靠性。通过实际计算,结果较理想。     

烈度及设防结构烈度评定的讨论

随着我国地震工程学的发展,烈度的应用范围渐渐发生了变化。通过整理半个多世纪的历史地震震害数据,发现整体趋势是,低烈度区的同类结构基本完好比例增加,其他破坏等级的比例下降,高烈度区同类结构的毁坏比例增加;收集近些年发生的汶川地震、芦山地震和鲁甸地震的部分震害数据,发现同一烈度区,设防、未设防的和不同设防等级的结构震害差别较大。如果烈度表达的是地震后果,则据这些后果平均水平判定的烈度应有不同,反证了烈度的含义是通过震害反映的地震作用。因此,借助不同建筑类型、不同设防等级的结构判定烈度时,需要相对统一的标准。由于我国丰富的震害资料来源于未设防结构,建议通过某个烈度下的不同设防标准、各类结构、各震害等级的平均震害指数和(或)破坏比与未设防同类结构的平均震害指数和(或)破坏比的统计关系,建立未设防结构对应的平均震害指数和(或)破坏比的调整系数,可据设防结构震害判定烈度。     

珠江三角洲土坝和堤围震害初步预测

珠江三角洲经济发达，人口众多，水网密布，大部分又属于地震基本烈度７度区。在其范围内有属于大中型水库的土坝５５座，堤围总长数百ｋｍ。有关部门要求对土坝和堤围进行震害预测。本项预测采用概率方法，首先根据５５座土坝和５９个重点堤围的座标进行概率地震危险性分析，给出它们在一定预测年限Ｔ（取５０年和１００年）的地震烈度Ｉ的超越概率；其次根据近年我国发生的几次强震时处于不同烈度区内的土坝和堤防的震害资料，形成表示土坝和土堤地震易损性的震害概率矩阵；然后，根据上述两方面结果用概率公式评价各土坝和堤围卢、在预测年限内各震害等级的超越概率，并取１０％超越概率为标准，估计震害等级。