基于遥感震害指数的尼泊尔地震综合烈度评估研究

2015年4月25日在尼泊尔廓尔喀县发生的8.1级地震及后续强烈余震,造成尼泊尔北部严重的人员伤亡和财产损失,灾区建筑物倒塌损失严重。本文利用现场震害调查资料和高分卫星遥感影像,开展建筑物震害遥感解译,得到各个遥感解译点的遥感震害指数,结合现场调查点评估的烈度拟合了遥感震害指数-实际震害指数转换关系,再根据遥感震害指数估计了全部解译点的震害指数及地震烈度。估计的烈度与现场调查结果对比显示出较好的一致性,研究结果为该地区今后发生地震提供了可借鉴的遥感评估震害指数转换模型。     

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。     

基于综合震害指数的玉树地震烈度遥感评估研究

本文概述了地震烈度遥感评估的思路和方法,给出了遥感综合震害指数、地面等效震害指数计算的模型和地震烈度估计方法。利用2010年青海玉树7.1级地震发生后获取的主要地震灾区玉树县城区结古镇高分辨率航空遥感影像及其遥感震害解译结果和震后地震现场震害遥感比对科学考察成果,进行了结古镇的地震受灾程度和地震烈度的遥感评估。综合分析表明,玉树县城区遥感评估的地震烈度为IX度,与地面调查确定的地震烈度一致。文章最后对结果进行了讨论,表明遥感方法对应急烈度评估具有实用价值。     

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.     

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.     

基于抗震性态的设防标准研究

以基于性态的抗震设计为出发点,并以我国为例,针对目前国内外抗震设防标准的若干问题和不足,提出了基于性态抗震设计的三环节抗震设防方法．将现有的设防内容改为确定结构的抗震设计类别、确定设计烈度或设计地震动参数、确定建筑的重要性等级３个方面,并分别在每一方面进行具体深入的研究,从而形成了一套完整的基于性态的抗震设防标准确定的原则、方法和框架,可以直接用来编制规范供抗震设计使用．      

基于综合震害指数的玉树地震烈度遥感评估研究

This paper provides an overview of the ideas and methods of the assessment of seismic intensity based on remote sensing and describes the models used to assess the remote sensing based synthetic seismic damage index and seismic intensity. With the data of damage information extracted from the high-resolution aerial images in the earthquake-stricken areas （Jiegu town, Yushu city, Qinghai） of the 2010 Ms7. 1 Yushu earthquake, and the data obtained through post-earthquake field investigation, the seismic damage degree and seismic intensity have been estimated. The analysis of the results shows that the seismic intensity in Yushu city is estimated as IX through the RS assessment method, which is consistent with the result estimated according to the ground surveys. The results are discussed in the last part of the paper and indicate that the RS techniques are expected to be one of the main methods used to estimate the seismic intensity values in the emergency stage.     

基于衰减关系的城镇烈度发生概率快速估计

震后快速产出的震动烈度分布是地震应急救援非常有效的依据, 通常由烈度与地震动参数的经验关系给出. 有台站的场点, 地震动参数可以直接由台站数据给出确定性的结果; 而无台站的场点, 地震动参数只能由衰减关系给出估计值. 目前我国台站覆盖有限, 且难于实时获取, 快速生成的地震动参数主要依赖于地震动衰减关系, 再依据烈度与地震动参数的经验关系, 输出确定性的震动烈度分布. 由于衰减关系本身存在着不确定性, 将其估计值用于生成确定性的震动烈度分布是不准确的. 而且实践证明, 震动烈度与实际调查烈度存在差异. 鉴于此, 从衰减关系模型中的ε出发, 提出了场点(城镇)遭遇不同烈度的概率计算方法: 利用衰减关系的估计值与衰减关系的标准差, 构造峰值加速度(PGA)变化的对数正态分布, 然后以烈度分档对应的PGA范围, 计算震区各城镇遭遇不同烈度的概率及各城镇抗震设防烈度被超越的概率. 具体以1966年3月8日河北邢台M_S6.8地震为例, 说明了此方法的可行性, 认为以概率形式给出城镇可能遭遇的烈度在表述上更为合理, 并建议将场点(城镇)遭遇烈度的概率表达方法用于震害快速评估.     

Seismic damage assessment based on different hysteretic rules

The inelastic response of a single-degree-of-freedom (SDOF) system to different sets of earthquake records was analysed to study the significance of ground motion characteristics on structural damage. Six non-linear models were used. The ductility ratio and hysteretic energy index were chosen as two important damage indices to measure the structural damage. The dispersion phenomenon exhibited by yield spectra due to input ground motion was reduced by incorporating the ground motion a/v ratio into the two damage indices. Finally, empirical formulae for estimating two measures of structural damage were developed for each hysteretic model.     

基于已有震害矩阵模拟的群体震害预测方法研究

本文提出了一种群体震害预测方法，根据已有建筑物震害预测结果或震害统计分析结果，按照影响建筑物抗震能力的主要因素，由普查资料统计出的建筑物各影响因素的建筑面积比例得出模拟震害矩阵与已知矩阵的贴近度，最后进行加权平均，建立具体预测对象群体建筑物的震害矩阵。     

抗震设防烈度的决策分析方法研究

研究了抗震设防烈度的决策分析方法，提出了“最优经济设防烈度”和“最优安全设防烈度”的两种决策分析模型，并引出了社会可接受死亡率的概念。通过算例分析可以发现，社会可接受死亡率的不同等级对最优设防烈度的确定具有决定作用，确定最优设防标准仅考虑经济效益是十分不全面的，还需要考虑人员伤亡的影响。     

基于Levenberg-Marquardt法的中国大陆地区地震烈度分布快速评估的偏差特性分析

地震灾害发生后,可根据地震烈度衰减关系,利用地震灾害快速评估系统初步评估烈度分布范围.为评定烈度分布结果的偏差特性,利用中国西部地区488个震例和中国东部地区182个震例的等震线数据,使用Levenberg-Marquardt非线性迭代算法进行回归,计算我国大陆分区域烈度衰减关系,并对中国大陆1990—2007年23次...     

基于神经网络的结构震后快速损伤评估

为了利用结构地震响应观测数据在震后对结构进行损伤快速评估,本文提出了基于BP传播神经网络多参数预测震后结构损伤程度的方法。本文设计了9个不同设防烈度和层数的钢筋混凝土框架结构,利用OpenSees有限元软件进行了非线性时程分析,并用损伤指数量化了结构损伤程度。利用有限元模拟结果,创建了神经网络的数据集,训练神经网络建立了结构参数与结构损伤指数之间的映射,对比了不同参数组合预测结构损伤水平的能力,提出了最优参数组合。结果表明：此方法预测结构损伤指数准确度高,耗时短,可为建筑工程震后损伤快速评估提供支撑。     

基于数值模拟和地震活动性统计的混合地震预测: 在中国地震科学实验场的应用

地震数值预测是近年来最为前沿的科学研究问题之一,但是大部分地震数值预测的探索都受困于数值模拟步长的问题.本文引入混合预测方法,探索了较短预测时长的地震数值预测方法,并在中国地震科学实验场区中进行应用.该混合预测方法主要建立在活动块体理论和构造力学分析的基础上,利用数值模拟推测未来长时间的应力变化量,并引入上一次7级地震之后数十年间,中等强度地震同震应力的影响,最后通过重分类和加权,在应力变化量上叠加年尺度小地震活动异常的统计,从而实现区域地震危险程度的混合评估.基于该方法,我们将地震数值预测的预测时间尺度缩短到年尺度,以年为单位滚动预测了中国地震科学实验场自2021—2030年或更长时间段内可能出现中强地震的区域.2022年芦山6.1级地震、2021年漾濞6.4级地震、2021年泸州6.0级地震和2022年泸定6.8级地震均发生在危险性较高的区域,而2022年马尔康6.0级地震则不在预测区域内.本文展示的混合预测尝试为地震数值预测研究提供了一个可供参考的例证,也为解决数值预测步长控制难的问题提供了一个可能的探索途径.

     

Seismic vulnerability assessment to slight damage based on experimental modal parameters

The aim of this paper is to adjust behaviour models for each class of structure for vulnerability assessment by using ambient vibration. A simple model based on frequencies, mode shapes and damping, taken from ambient vibrations, allows computation of the response of the structures and comparison of inter‐storey drifts with the limits found in the literature for the slight damage grade, considered here as the limit of elastic behaviour. Two complete methodologies for building fragility curves are proposed: (1) using a multi‐degree of freedom system including higher modes and full seismic ground‐motion and (2) using a single‐degree of freedom model considering the fundamental mode f₀ of the structure and ground‐motion displacement response spectra S_D(f₀). These two methods were applied to the city of Grenoble, where 60 buildings were studied. Fragility curves for slight damage were derived for the various masonry and reinforced concrete classes of buildings. A site‐specific earthquake scenario, taking into account local site conditions, was considered, corresponding to an M_L = 5.5 earthquake at a distance of 15 km. The results show the benefits of using experimental models to reduce variability of the slight damage fragility curve. Moreover, by introducing the experimental modal model of the buildings, it is possible to improve seismic risk assessment at an overall scale (the city) or a local scale (the building) for the first damage grade (slight damage). This level of damage, of great interest for moderate seismic‐prone regions, may contribute to the seismic loss assessment. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于假设检验的地震动强度(烈度)速报方法

地震发生后数分钟内,快速、可靠地判别出地震动强度(烈度)的空间分布,用以估计不同地区的受灾程度,可以为政府开展应急救援并合理分配救援力量提供决策依据,保证救援人员及时、准确地到达极震区并展开搜救,以减少生命财产损失。本文基于统计学中的假设检验方法,对历史震害资料进行统计,提出了一种利用强地震动参数判别地震动强度(烈度)的方法。比较结果表明,本方法所确定的地震动强度(烈度)与实际震害烈度对应较好,能较真实地反映实际震害情况。     

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。     

水库诱发地震机制与抗震设防

本文探讨了水库诱发震的机制、水库诱发地震动的特征以及设计地震动的选择，提出了诱发地震设计烈度确定方法和地震反应分析方法的选定原则。