区域公路网震后连通可靠性分析及系统功能恢复

为了研究区域公路网震后的连通功能,将连通可靠性作为评价指标,采用经验预测方法计算得到公路单元的抗震可靠性,使用事件树和成功树确定贝叶斯网络结构和条件概率表,然后将公路单元的抗震可靠性作为贝叶斯网络的先验概率输入,构建区域公路网连通可靠性分析模型。结合贝叶斯网络的敏感度分析和更新能力,提出一种启发式方法以识别关键单元的修...     

沉管隧道纵向抗震韧性评价方法研究

抗震韧性是评估结构抗震性能的重要手段,但目前对沉管隧道纵向抗震韧性评价的研究较缺乏。基于梁-弹簧模型建立能够合理考虑沉管隧道结构特征及接头构造的沉管隧道多尺度分析模型,选择合理的评估指标,根据不同极限状态定义获得地震易损性曲线,通过构建合理的性能恢复函数计算隧道韧性指数,从而建立沉管隧道抗震韧性评估方法,并以某沉管隧道实际工程为例进行隧道抗震韧性分析,揭示地震动强度及地层-结构相对刚度比等关键参数的影响规律。研究结果表明,随着PGA的增加,隧道震后剩余功能函数显著下降,隧道抗震韧性明显降低;隧道韧性指数随着地层-结构相对刚度比的增大而增大。     

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。     

考虑多组件的供水管网抗震韧性分析与韧性提升策略

为量化和提高城市供水管网抗震韧性,提出了一种供水管网抗震韧性分析框架和一种基于重要度的恢复策略。首先建立了供水管网的4种常见组件(水塔、泵站、水厂和管道)的功能分析方法,获得其基于需求的抗震韧性指标;然后介绍了4种组件的易损性模型,确定各组件在地震下的损伤状态,并提出了一种基于动态重要度的方法来给出供水管网震后恢复策略。将该方法应用于一中型管网,对基于动态重要度的方法、基于静态重要度的方法和两种经验方法的抗震韧性进行比较。结果表明,基于动态重要度的方法可以显著提高供水管网的抗震韧性。     

输电线路抗震韧性评估方法研究

输电线路抗震韧性研究有助于确定震后输电线路功能损失和恢复时间，为震后电力系统恢复提供重要参考。基于2008年汶川8.0级地震后成都、绵阳、德阳、广元和阿坝5个地区的输电线路震害资料，分析了输电线路功能失效、恢复情况，建立了功能失效、恢复时间与破坏情况的对应关系函数，结合韧性定义给出输电线路功能损失累积函数，划分了韧性水平等级，形成了以电压等级、长度、地形地貌为参数的输电线路抗震韧性计算方法。使用该方法对我国某地区输电线路进行试算，计算结果与以往对输电线路震害情况的定性判断基本相符，能够揭示出该地区输电线路在低烈度时损失较轻、在高烈度时损失较重的基本规律。     

强震环境下建筑复合节能墙体抗震性能评估模型

现阶段针对建筑复合节能墙体的抗震性能评估主要根据强震发生后墙体损毁程度实现,评估结果精确度低,因此构建强震环境下建筑复合节能墙体抗震性能评估模型,根据复合节能墙体构件的强度和刚度退化系数,描述强震环境下建筑复合节能墙体损伤情况;在此基础上,采用动态增量分析法(IDA)在不同强度地震动输入条件下,根据建筑复合节能墙体结构响应参数和地震动强度参数构建2种参数的关系曲线——IDA曲线,利用R-O单一函数曲线规则化IDA曲线,获取IDA概率分位曲线,并将50%概率分位曲线斜率用于描述墙体结构损伤的变化,该曲线斜率则为墙体结构损伤指数,依据该指数准确评估强震环境下建筑复合节能墙体抗震性能。实验结果表明,所构建模型可准确分析不同峰值地面加速度时建筑复合节能墙体结构的位移变化,且模型随地震等级不断提升,评估建筑复合节能墙体抗震性结果精度逐渐提高,是一种适合强震环境的建筑复合节能墙体抗震评估模型。     

基于蒙特卡罗法的城市燃气管网抗震连通可靠性分析

在对燃气管道进行地震反应判别的基础上,计算管道的抗震可靠度,并结合图论将城市燃气管网简化为源点、汇点和边线,建立管网简化模型。采用蒙特卡罗法对某六节点网络模型进行抗震连通可靠性分析,结果表明:随着迭代次数的增加,近似解以更小的误差接近精确解的概率更大;迭代次数取为5 000时,能够较好地满足精度要求。通过对连通性矩阵进行分析,探讨了设定源点提高目标汇点连通可靠度的可行性。最后,以保定市区的大型燃气管网为例,计算了Ⅶ~Ⅸ度地震烈度下管网的连通可靠度,对比了设定源点对汇点连通可靠度的影响,为该市燃气管网的震害预测和抗震优化提供参考。     

大型城市管网抗震可靠性分析与优化

本文提出了地震作用下供水系统的渗漏模型,发展了地震后带渗漏管网的流分析技术,结合一次二阶矩方法获得了地震后供水管网的功能可靠度。针对供燃气管网系统则提出了一类高效精确的大型网络抗震连通可靠度分析的概率解析算法———递推分解算法。以上述管网抗震可靠性分析理论为基础,分别发展了基于模拟退火算法的供水系统网络拓扑优化分析理论和基于遗传算法的供燃气网络系统拓扑优化理论。     

具有中介状态的生命线网络系统抗震可靠性分析

现有的生命线抗震可靠性分析多采用两元易损性假设，即假设单元和系统的工作状态仅有“连通”与“断开”两种，并以连通可靠度近似代替系统抗震可靠性。事实上，系统或单元的工作状态从“连通”与“断开”是渐变的，或者说从连通到不连通之间具有中介状态，通过建立生命线工程的震后工作状态判别准则，定义了“连通-中介-断开”三维可靠性向量。并在传统“连通—断开”模式下的网络系统可靠性评估方法的基础上，提出具有中介状态的生命线网络工程系统抗震可靠性评估方法。     

城市结构抗震韧性评估研究新进展

城市结构是城市抵御地震灾害的关键载体,其抗震韧性要求在地震作用下具有快速恢复结构使用功能的能力。通过抗震韧性评估定量反映结构地震损伤及恢复程度,可为制定城市结构韧性提升策略提供依据。本文系统地梳理了城市结构抗震韧性评估研究现状。首先,介绍了结构抗震韧性的基本理念,从韧性指标、韧性模型、韧性水平及韧性评估四个方面总结了国内外关于城市结构抗震韧性评估的研究成果;其次,探讨了城市结构抗震韧性评估的发展趋势。已有研究表明：结构抗震韧性评估的研究在评估方法高效化和韧性模型精细化方面取得了较大进展,但仍然面临功能恢复模型不完善和韧性评估工程实践案例较少等诸多挑战;最后,对未来研究方向进行了展望,可为后续城市结构抗震韧性评估研究提供参考。     

建筑结构监测与抗震韧性评估

建筑结构响应是有效反映结构动力特性的最直接参数,开展结构动力响应实时监测可为结构抗震韧性评估提供准确的地震动输入。本文基于非结构构件损失构建结构抗震韧性评估方法,研究确定位移敏感型和加速度敏感型非结构构件的易损性模型。选择某六层钢筋混凝土框架结构进行实时监测系统建设,基于监测数据开展结构抗震韧性评估。通过构建建筑信息模型（BIM）,并在有限元分析软件OpenSees中建立结构弹塑性分析模型,利用实时监测数据实现结构模型更新,直至监测数据与模型分析结果一致。由于实时监测数据峰值较低,结构不会发生塑性变形,因此选择10条双向非脉冲地震动模拟实时监测地震记录。根据层间位移角和楼面加速度分布,开展结构功能损失评估,得到该建筑结构的抗震韧性得分。分析表明,该结构抗震性能较好,在遭受地震破坏后,会发生非结构构件脱落,需要采取有效措施进一步提升建筑抗震韧性水平。     

电力系统震后网络连通性研究

文中针对电力系统网络的震后连通性开展研究,在电力系统网络基本模型基础上,增加网络单元的两值工作状态假设,建立了电力系统网络连通性分析模型,提出了电力系统网络连通性模型的邻接表存储结构,给出了深度优先搜索的基本原理,形成了基于邻接表的深度优先搜索算法.用该方法分析了某区域电网在汶川8.0级地震后的网络连通性,并对计算结果...     

地震灾害之后公路运输系统功能失常的恢复过程

提出了可以评价公路运输系统震后恢复过程的蒙特卡罗模拟方法。该模拟模型包括三个方面：１）网络破坏状态评定；２）包括交通流量分析在内的系统运行评价；３）恢复过程。恢复问题分为两部分：评价时只考虑节点间的连接程序的应急恢复和受交通控制影响的修复工作。用多个表示结构和功能的。该和用于研究伊豆半岛震后阶段的公路运输系统。文中用可能的人力和物力条件考察了由于受恢复进程的影响结构和功能的恢复过程，恢复次序和通行     

沈阳市供水系统抗震功能可靠性分析

城市供水管网的抗震研究能够服务于供水管网的规划、设计和改造。以沈阳市供水管网系统为背景,介绍了一类求解大型供水网络节点及系统功能可靠度的方法。对沈阳市主干供水网络进行了抗震功能可靠性分析。研究结果证明,建议方法是合理评价供水管网地震后工作性能的工具,可以为大型供水管网的抗震可靠度分析及抗震设计服务提供基础。     

钢筋混凝土框架结构震后功能恢复能力的量化研究

震后功能恢复能力是指建筑物、社区或城市等遭受地震影响后实现功能恢复的能力。以一钢筋混凝土框架结构为对象,基于OpenSees有限元分析平台,对其进行增量动力分析,得到其对应于不同损伤状态的地震易损性曲线。进而基于单体建筑损失评估理论,评估该结构在不同强度水准地震动作用下的地震损失,包括直接经济损失和间接经济损失等。在此基础上,分别利用直线型、指数型以及三角函数型功能恢复模型,在不同强度水准地震动作用下,分别计算该结构的震后功能恢复能力。结果表明:随着地震动强度的增加,基于3种恢复模型计算得到的震后功能恢复能力都在下降,而且直线型和三角函数型恢复模型得到的恢复能力均比指数型的下降更快;在同一强度水准地震动作用下,基于指数型恢复模型计算得到的震后功能恢复能力均高于直线型和三角函数型恢复模型,即使在较强水准地震动作用下,根据指数型恢复模型得到的恢复能力依然较大。而在各个强度水准地震动作用下,基于直线型和三角函数型恢复模型得到的震后功能恢复能力非常接近。     

基于神经网络方法的地下管道系统地震可靠性分析

基于反向传播的多层前馈网络（BP网络）理论，建立了管道单体地震反应预测模型和管道系统连通性预测模型。模拟数值计算提供的样本，两个模型通过离线学习，得到训练后的神经网络，以此执行实时模拟，两模型充分利用了BP网络较好的泛化能力，达到了迅速评估管网系统震后运行状态的目的，神经网络方法克服了传统方法需要大量计算时间的缺点，为地下管道的震后评估提供了一条新的途径。     

标致性景观设计抗震避灾韧性评估模型分析

现有的抗震避灾韧性评估模型存在着评估精准性差、模型灵活性差的缺陷,为了解决上述问题,提出标致性景观设计抗震避灾韧性评估模型分析与研究。通过对现有模型的分析,对构建的抗震避灾韧性评估模型整体架构进行提出,以此为基础构建整体结构数值分析模型,并采用回归分析方法对非线性动力时程进行分析,得到标致性景观抗震避灾韧性评估指标-损伤指数,采用pushover分析方法对损伤分布系数进行计算,以得到的损伤分布系数为依据建立标致性景观性易损性曲面,由其推导出抗震避灾韧性指数公式,从而实现标致性景观设计抗震避灾韧性的评估。通过实验得到,与现有的抗震避灾韧性评估模型相比较,构建的抗震避灾韧性评估模型极大的提升了评估的精准性与模型的灵活性,充分说明构建的标致性景观设计抗震避灾韧性评估模型具备更好的评估性能。     

落地通信基站机房地震易损性及震后功能失效概率评估

机房是移动通信基站的重要组成部分,其地震易损性将决定基站在震后的功能状态,即基站所辖范围内的移动通信服务在震后是否可以正常使用。在对我国北方某市典型落地通信基站机房进行实地考察的基础上,确定了影响机房地震后使用功能的重要设施（即基站板房、内部走线架、通信机柜和蓄电池组）;随后采用有限元软件ABAQUS分别建立了这些设施的数值模型,通过Pushover分析确定了每种设施的损伤模式、损伤水平评价指标及其数值;通过IDA分析得到了每种设施的抗震性能,并通过对IDA分析结果的统计得到了这些重要设施的地震易损性曲线;最后,给出了基于故障树模型的典型通信基站机房震后功能评估的方法。该工作将作为基本环节用于城市及地区移动通信系统的地震后功能状态评估与预测。     

工程场地抗震韧性评价指标体系

阐述了工程场地抗震韧性的概念；围绕稳定性和恢复力两个韧性特征，分析了场地条件及特征参数、地震危险性、地震地质灾害、工程对场地的功能要求、地震危险性分析能力、资源保障能力、应急管理能力等因素对工程场地抗震韧性的影响；在此基础上构建了工程场地抗震韧性评价指标体系。利用该评价指标体系，并借助合理的评价方法，可实现工程场地抗震韧性的定量评价。     

震后紧急供电的电力网络安全检测研究

当前震后紧急供电安全检测方法忽略了电网节点的三相电流不对称问题,未计算电力网络节点功率、支路电流及网损,导致电力网络进行节点连通安全检测准确率低。据此提出震后紧急供电的电力网络安全检测方法,根据连通度矩阵电力网络节点的工作参数,电力网络潮流计算不同节点的电压向量。利用快速耦合法优化牛顿拉夫逊法的计算速度,求出节点功率、支路电流及网损数值。以所构建的电力网络节点连通安全检测模型为基础,采用蒙特卡洛方法完成震后紧急供电的电力网络安全检测。经实验证明,所提方法可有效检测震后紧急供电的电力网络节点安全性,当震动加速度分别为0.05 gal、0.20 gal、0.80 gal时,实验对象连通安全检测结果分别为较高、中等和极低状态,与实际结果均一致,说明所提方法能准确检测电力网络节点连通的安全性。