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.     

基于目标-能力差距分析的建筑物抗震韧性评估方法

传统建筑物地震易损性分析忽略了不同种类建筑物在城市抗震防灾全周期中所发挥的作用,缺乏对灾后功能恢复能力的分析。针对该问题,从规划视角入手,提出基于目标-能力差距分析的建筑抗震韧性评估方法。首先,确定不同防灾功能建筑物的重要度分级,提出用功能损失和恢复时间两个指标量化表征多水准下建筑物的抗震韧性目标;其次,基于结构易损性分析估算建筑物的功能损失值,采用指数型和直线型两种恢复模型评估建筑物的恢复时间值;然后,基于功能损失值、恢复时间值与目标值之间的差距,确定建筑物的抗震韧性等级,从而根据建筑物重要度等级确定震前保障和震后救援的优先次序和韧性提升策略,为抗震防灾规划的编制提供支撑。     

基于震害资料的云南地区砌体结构易损性研究

砌体结构房屋是存在于我国的一种量大面广的结构.针对一个地区砌体结构开展结构地震易损性分析,有利于把握该地区砌体结构整体抗震性能,对于该地区防震减灾工作的开展有着重要的指导意义.该研究收集整理了2001年到2010年10年间发生于云南地区地震的震后砌体结构震害资料,并对震后统计得到的震害矩阵进行分析,发现云南农村地区砌体结构的抗震性能与所在地区的抗震设防标准相关性小,而城区砌体结构与所在地区抗震设防标准相关性较强;由于所收集的资料中缺乏Ⅸ、Ⅹ烈度区的震害资料,从而给出了云南农村和城区不完备的砌体结构经验震害矩阵;进一步采用贝塔概率密度分布函数来拟合震害指数的分布,并根据标准震害矩阵和某一烈度下建筑物已知的震害分布得出其他烈度下的震害分布,最后给出了云南农村和城区砌体结构震害矩阵和易损性曲线.该研究可为云南地区的防震减灾规划、地震灾害预测提供参考.     

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。     

城市建构筑物地震损失预测研究

本文提出了预测城市建构筑物在不同烈度下地震灾害损失的简易方法。首先分析了影响城市建构筑物抗震能力的3个因素——抗震设防情况、建筑年代和结构类型;然后提出了建构筑物抗震能力指数的概念,并确定了将上述3因素综合成建构筑物抗震能力指数的方法;最后利用“九五”期间所做的大中城市的震害预测结果统计回归出房屋抗震能力指数与地震灾害损失——人员伤亡、经济损失和震后恢复时间的关系。由此可以得到建构筑物在不同烈度下地震灾害损失的简易计算方法。     

震后居民点建筑物的工程状态预测

对近20年来破坏性地震后果的工程分析和地震时考察建筑物的经验得出，同一类型的抗震建筑物和普通建筑物的震害性质相似、定量指标不同；地震时抗震建筑物震害程度低于普通建筑物；抗震建筑物震害程度的数值分布符合高斯规律。大量资料分析认为，抗震建筑物震害程度取决于地震烈度，具有线性特征。提出了承重砖石墙建筑物、框架和大板房屋建筑物在地震烈度Ⅶ～Ⅸ度时建筑物震害程度的计算公式，并绘制了曲线图。抗震建筑物震害程度均方差较少，与普通建筑物大约相当。提出的有抗震措施建筑物震害程度与地震烈度呈线性关系具有近似性，但可用于评定震后居民点建筑物的期望工程状态。     

基于典型生命线工程震害评定地震烈度的研究

目前,《中国地震烈度表》(2008)对地震烈度的评定,依靠人的感觉、房屋震害、其他震害现象及水平地震动参数等指标。随着社会的发展、生命线地震工程研究的深入,在震后依据现行地震烈度表判定某地区的烈度时,存在一些不足之处。在这种背景条件下,考虑在地震烈度表中引入一些典型的生命线工程指标,用于辅助地震区地震烈度的评定,有一定的社会需求。本文以生命线工程地震烈度评定为研究的切入点,选择系统中典型结构物或设备进行地震烈度的评定,主要工作内容及成果如下:(1)对我国破坏性地震中典型桥梁震害进行了详细的分析,按照桥梁的结构形式、地震烈度、破坏部位、破坏部位的数量、桥梁的破坏等级、是否发生间接震害等分类整理汇总。根据现有桥梁的占有量,选择两类主要的桥梁类型——梁式桥和拱桥作为研究对象,以地震烈度为基本分类依据,寻找梁式桥和拱桥宏观震害与地震烈度间的关系。经统计分析,得到各烈度下梁式桥和拱桥出现各种震害的概率;得到各烈度下梁式桥和拱桥在完好、轻微、中等、严重和毁坏等5种破坏等级下出现的概率;得到各破坏等级下桥梁不同部位出现震害的概率;得到在各烈度下桥梁出现破坏部位种类的概率。将统计得到的概率简化,采用"个别、少数、多数、绝大多数"等不定量数词对各种震害或破坏等级进行限定,依据桥梁的破坏等级和破坏部位两种震害方式评价地震烈度,给出基于桥梁震害评定地震烈度的建议指标。该建议指标与现行地震烈度表模式相近,不定量数词范围定义一致,为地震烈度表中引入生命线工程的评价指标提供参考。(2)对我国破坏性地震中的变电站内的电力设备进行了广泛而细致的震害分析,总结电力设备的自身结构形状及材料构成特点,通过比较和综合归纳、统计分析,对变电站中变压器本体位移、变压器套管、断路器、隔离开关、CT、PT和避雷器等设备宏观震害进行研究,按照不同烈度进行分类统计。得到各烈度下各类设备震害出现的概率;判断各变电站的破坏等级,并得到各烈度下变电站出现完好、轻微、中等、严重和毁坏等5种破坏等级的概率;得到变电站各破坏等级下各设备出现震害的概率;得到各烈度下变电站内出现破坏设备种类的概率。将统计得到的概率简化,采用"个别、少数、多数、绝大多数"等不定量数词对电力设备各种震害或变电站的破坏等级进行限定,依据变电站的破坏等级和电力设备震害两种方式评价地震烈度,给出依据电力设备震害评定地震烈度的建议指标。该指标与现行地震烈度表模式相近,不定量数词范围定义一致,为地震烈度表中引入生命线工程的评价指标提供参考。(3)对我国破坏性地震中的供水管道进行了广泛而细致的震害分析,对国内外供水管道震害进行分析,总结其震害特点和震害规律。由于供水管道在地震中的易损程度较高,在VI度区庭院管道就可能发生破坏,且随地震烈度的增大,管道破坏也相应加重。此外,供水管道的震害受地震动参数、场地条件、管材特征、管材的设计、使用年限和施工质量等多种因素的影响,统计时很难给出精准的关系。本文从供水管道的区域平均破坏率和系统功能状态为切入点,对国内供水管道震害进行分析和统计,总结震害规律。选择单位长度内管道的破坏处数进行统计,得到各烈度下的供水管道破坏等级;总结各烈度下供水管线的震后水压、漏损率和功能失效时间一级系统功能恢复的难易程度,大范围内衡量了管道震害破坏程度。参考日本和前苏联地震烈度表中对管道的描述,结合震后供水管道的破坏等级和功能失效模式给出基于供水管道震害评定地震烈度的建议指标。(4)应用定性比较分析方法,找出各级地震烈度下,桥梁各电力设备中选定的震害之间的因果联系,确定各破坏同时出现的概率,相较于传统统计方法得到的"和/或"结论更为合理。这是定性比较分析方法在地震工程学领域的初次使用,为今后该方法在地震工程领域的应用奠定了一些基础。本文研究给出的建议指标与现行地震烈度表模式相近,不定量数词范围定义一致,可为地震烈度表中引入生命线工程的评定指标提供参考。     

基于遥感和GIS的建筑物震害损失评估方法研究与实现

介绍了一种使用遥感技术进行震后损失快速评估的方法,评估流程包括震害提取和损失评估两个部分。评估方式根据需求可以分为基于震害指数的评估和基于图像分类结果的评估两种模式,前者通过震害指数与烈度的关系得到地面居民住地的宏观震害情况,结合地震应急数据进行建筑物损失评估;后者采用图像处理技术,选取典型震害样本以图像分类技术得到地面居民住地的分级分类的震害结果,然后计算参数进行损失评估。损失评估的计算根据震害提取模式而不同。这种遥感震害评估方法和计算流程结合了遥感和GIS技术,以满足实际工作需求目标,提高了震害提取的自动化程度,实现多人工作模式,通过有效率的人机交互来提高遥感震害评估的速度。     

基于强震动记录的地震生命损失快速评估方法

随着我国强震动观测数据数量和质量的大幅提高, 破坏性地震发生后所观测到的强震动记录也在试验性地转化为仪器烈度数据． 本文将强震动记录引入应急性的生命损失快速评估, 借助已有的地震应急灾害损失快速评估模型的表达方法, 提出了一种将仪器烈度概率密度函数和生命损失函数相结合的地震人员伤亡快速评估方法． 通过确定仪器烈度的概率密度, 并结合四川地区已有房屋建筑易损性研究成果, 建立了考虑建筑地震易损性并与烈度相关的地震生命损失快速评估函数, 并利用汶川地震的强震动记录对本文提出的生命损失快速评估方法进行评估计算. 结果表明, 该方法的计算结果与实际震害损失结果颇为一致, 说明了该方法的可行性, 因而能够及时为地震应急救援提供可靠信息．      

基于动态贝叶斯网络的道路交通系统抗震韧性评价

以道路交通系统在地震作用下的连通性随时间变化的曲线作为其抗震韧性量化评价的基础,构建了基于动态贝叶斯网络的抗震韧性评价模型。该模型采用动态贝叶斯网络表征道路交通系统抗震功能的连通逻辑以及路段连通性随时间的变化趋势,并基于网络中各变量的概率与条件概率表输出不同时刻系统的连通性,绘制连通性曲线。最后以青岛市的局部城市路网为应用实例,实现了对道路交通系统全过程抗震韧性的评价。结果表明：所提出的韧性指标可全面描述震后系统连通性退化与恢复全过程;构建的动态贝叶斯网络能直观表征系统抗震功能的连通逻辑与变化;全过程韧性评价结果能够为系统震前预防与震后恢复策略的制定提供参考。     

校园地下管线抗震评估初步探讨

对前人有关直埋地下管线的震害及其影响因素进行了简单总结,整理分析了前人关于管线震害评估的有关标准.结合某学院实际管网的资料,进行了各种管线的震害率计算,并对其进行了基于郭恩栋方法的震害等级评定及影响因素分析,得出:(1)设防烈度下管网系统在应急上能基本满足要求,但在使用功能上需进行修复;(2)对于断层影响,管道与断层应呈60°交角并采取抗震构造措施;(3)管网设计中应选用韧性、大口径、大曲率弯头的管材.     

结构抗震技术经济投入产出效益分析的一种新指标

本文提出一种评估同一地区不同类型结构的抗震投入产出效益的新指标,即结构价值损失比率。利用"5·12"汶川地震后对甘肃陇南的学校、住宅、办公、医院和生命线工程等9类建筑物的调查统计结果,研究了震害等级、经济损失与结构抗震初始投入之间的关系,建立了结构价值损失比率与结构初始投入之间的关系和高烈度区危房率与地震地面运动峰值之间的关系。对比分析了土-木组合、砖-木组合、砖砌体结构、非隔震框架结构和基础隔震结构等不同类型结构的抗震性能,并与实际鉴定的震害等级相比较。利用结构价值损失比率,初步说明了采用隔震新技术结构的减灾效益。     

基于震前高分影像和震害仿真的建筑物震害快速评估：以四川泸定6.8级地震为例

精细化的建筑物震害评估,对震后应急救援和烈度评估具有重要的意义.为解决因震后高分辨率影像缺乏导致无法快速开展建筑物震害评估的实际需求,以四川泸定6.8级地震为例,提出基于震前高分影像和震害仿真的建筑物震害快速评估方法.首先通过深度学习技术提取灾区建筑物空间信息,在收集实际地震动记录的基础上,结合精细化的建筑物震害仿真方法,对震中部分村镇的建筑物震害及地震烈度进行了快速评估,并与震后获取的无人机影像解译结果、现场调查烈度及余震等进行验证.结果表明震中附近的磨西镇烈度估计达到Ⅸ度,其他地点的估计结果与发布的烈度图进行比较,其衰减较为一致,且与余震发生空间较为重合,进一步证明该方法可作为震后大范围影像缺失的“盲区”的建筑物震害快速评估的有效方法,为现场应急、灾害调查和烈度评定提供信息支撑.     

汶川8.0级地震甘肃陇南地区建筑震害调查

总结了2008年汶川8.0级地震在甘肃陇南地区造成的农村房屋和城镇房屋的典型震害及其原因。考察发现,由于农村房屋一般未经抗震设防设计,在本次地震中即使在低烈度地区仍然震害严重;而城镇房屋震害较轻,一般均表现出良好的抗震性能,严重破坏的大多是一些施工质量差,缺乏良好的抗震概念设计以及改建时未考虑抗震设计的建筑。建筑震害调查的几个地区设防烈度均为Ⅷ度,实际烈度为Ⅵ～Ⅸ度,因此这些地区的房屋震害情况刚好能反映这些地区房屋抵抗小震、中震及大震的能力。结果表明,严格按照抗震规范设计、并保证施工质量的建筑基本都能达到三水准设防目标。最后本文对灾后重建和抗震设防提出了建议。     

液化土层上多层砖房震害预测方法的研究

本文研究了计算震陷值和震害指数增量之间的关系,指出计算震陷值可以很好反映地基失效情况,但在预测房层的震害时还需考虑基础类型、建筑物特点和地震烈度等因素的影响。文中给出了液化地区房层震害预测的方法,并就如何考虑液化土层对房屋震害的影响对现行抗震规范提出了修改意见。     

基于烈度差的城市建筑地震易损性评估

不同地区、不同时期建成的城市建构筑物的抗震设防烈度不同,导致基于遭遇烈度建立的建构筑物地震易损性矩阵,在应用于按照标准设防烈度进行建设的城市规划区震害评估时存在一定的偏差。针对该问题,引入烈度差的概念,结合实地调研数据研究了典型城市的地震震害,分别采用地震烈度与烈度差建立城市建构筑物的地震易损性矩阵,并对结果进行比较,结合已有文献研究的案例统计,分析比较了基于烈度差的建筑抗震能力指数与模拟分析统计结果的差异。研究结果表明:基于烈度差构建的城市建筑地震易损性矩阵能更好地反应城市建筑震害情况,基于烈度差建立的城市建筑抗震能力指数和模拟分析统计的城市建筑抗震能力指数基本吻合,烈度差能更好的反应不同标准设防烈度的建筑抗震性能的差异。     

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。     

九寨沟7.0级地震松潘至九寨沟震害特征及分析

对九寨沟7.0级地震松潘至九寨沟各烈度区的房屋结构特点和震害特征进行了分析。该地区新建建筑(尤其是框架结构)抗震性能良好,砖混、砖木等结构整体性较差,地震中损坏普遍。通过计算分析震害指数后发现,框架结构震害指数远小于土木、砖木结构;在Ⅵ度区框架结构震害指数普遍为0,随烈度增加,框架结构的震害指数快速增加,而增加幅度逐渐减小。此外,探讨了缺乏建筑物的地区以及建筑物结构为单一框架结构地区的烈度评定问题并给出了相关的建议,以期对今后的地震现场工作起到参考借鉴作用。     

地震灾害快速自动评级方法研究

发生地震时,需根据本次灾害的各个方面的损失程度来确定最终的应急响应级别,目前的地震等级评估办法,主要参考受伤死亡人数、房屋损伤程度、经济损失情况、烈度等,其中部分参考因素需震后较长时间调查之后才能获取,无法及时为应急响应提供参考。利用回归分析方法,对我国历史上大量地震数据进行分析,提出一种地震灾害快速自动评级的方法,综合地震震级、经济损失、受灾人数、衍生灾害等各种影响因素在震害初期快速评估出本次地震的等级,为应急响应的启动提供保障,方便救灾工作的展开。数据分析结果表明,提出的地震等级评估结果与综合灾害指数灾区分级结果基本一致,且在震害初期就能评估出地震等级,能为应急响应、地震救援工作提供参考。     

九寨沟7.0级地震甲蕃古城震害特征研究

在九寨沟7.0级地震现场震害调查的基础上,研究甲蕃古城及其周边出现的崩塌和滑坡、玻璃固定窗的破损和局部倒塌、片石砌体结构房屋倒塌、房屋开裂破坏等典型震害特征,分析了鞭梢效应等,探讨了改善房屋建筑抗震性能的构造措施和Ⅷ度区的烈度评定方法及依据等,以期为房屋建筑的抗震设防、减轻震害损失以及烈度评定等提供参考。