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。     

地下管道的震害预测方法简述

强烈的地面运动或场地失效等因素是造成地震中地下管道破坏的主要因素。本文对地震波作用下和砂土液化条件下管道的震害预测方法进行了概述,并基于综合概率法对埋地管道进行了分析预测。     

城镇埋地管网震害特征与破坏机理

本文从地震过程中埋地管网的破坏特征出发，在分析埋地管网震害与地震动特性、土质条件、地理环境、地质环境和管道自身特征等因素之间的关系基础上，探讨了城镇埋地管网震害特征与相应的破坏机理，探讨了运用地理信息系统建立城镇埋地管网的监测系统的思路。     

供水系统震害预测专家系统

本文建立了供水系统震害预测专家系统,把计算分析方法和专家经验相结合,形成了知识库和推理判断。其中,计算方法考虑了管段的地震反应机理和管土相互作用的特征,包括在地震地质灾害场地的管道震害预测方法。经验判断来的于震害数据和专家经验,较全面地考虑了影响管道震害的主要因素。在ＧＩＳ软件平台上形成了专用程序,界面友好,数据交换方便,已应用于实际工程。     

受沉陷作用埋地管道破坏判别方法

大地地震震害经验表明，场地的不均匀沉陷是导致埋地管线破坏地重要原因之一。提出一个适用的管道破坏判别方法十分重要本文提出了一个新的方法，用以分析受沉的埋地管道的反应，该方法发迹了沉陷区和非沉陷区都用弹性地基梁的分析途径，在沉陷区考虑了管道几何大变形，克服了现有方法公适用于无限远处发生最大沉陷的缺陷，适用于任何沉陷参数的情况。     

地下管线震害预测实用方法研究

为了更合理地预测地下管线工程在预期地震作用下的破坏情况,对原有的震害预测方法及其实际应用进行了分析,结合地下管线工程震害现场调查及损失评估工作需求,指出了传统方法存在的不足之处。基于前人给出的地下管线地震破坏经验统计研究成果,以及汶川地震中地下管线工程的震害资料,给出了现役不同材质地下管线的震害率,提出了与震害宏观表现相符、与地震经济损失评估及恢复重建资金评估相衔接的地下管线震害预测实用方法。     

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。     

唐山东矿区地震易损性分析

地震易损性分析是小区域震害预测的一种新方法,是以震害经验为基础,综合分析地基土、第四系厚度、地下水埋深、砂土液化、边坡、断层和地形等地质因素对震害的影响,并将这些影响以数字形式表示。以唐山东矿区为例,介绍地震易损性分析在我国的应用     

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。     

水利水电工程震害分析及抗震措施建议

通过对汶川地震、通海地震、唐山地震和澜沧-耿马地震中水利工程破坏情况的统计分析,本文以统计表的形式直观地反映了水利工程震害的特点及破坏形式.根据水利工程的震害特点,探讨分析了水利工程震害的主要影响因素,结果表明地震烈度、结构设计、施工质量、地基及场地条件是水利工程震害的主要影响因素.基于水利工程震害的特点及主要影响因素...     

埋地生命线管道系统智能监测的初步研究

智能材料在土木工程和防灾减灾工程中的应用是未来土木工程和减灾科学领域发展的重要方向，本文对光纤传感技术在埋地生命线管道系统抗震防灾方面的作用作了初步的研究。对光纤传感器应用于埋地生命线系统中存在的主要问题作了分析，提出了实施埋地生命线系统智能监测的方案。     

A new approach for estimating seismic damage of buried water supply pipelines

Conventional damage prediction methods for lifeline structures are primarily based on peak ground motion measurements. However, line structures such as lifelines suffer damage that is mainly induced by the strain of the ground and therefore are likely to be vulnerable to sharp spatial changes in the ground motion. In this study, we propose a measure for evaluating the damage incurred by underground water supply pipelines based on the spatial gradient of the peak ground velocity (PGV), in an attempt to quantify the effects of the geospatial variabilities in the ground motion on pipeline damage. We investigated the spatial distribution of the damage caused to water pipelines during the Niigata‐ken Chuetsu earthquake on October 10, 2004 (Japan Meteorological Agency magnitude (M_JMA) of 6.8) and the Kobe earthquake on January 17, 1995 (M_JMA7.3) and compared the surveyed damage with the PGV distribution as well as with the gradients of the PGV calculated around the damage areas. For the Kobe earthquake, we used the PGV distribution obtained by the strong‐motion simulation performed by Matsushima and Kawase 1 . In case of the Chuetsu earthquake, we estimated the ground motion using a broadband‐frequency‐based strong‐ground‐motion simulation method based on a multiasperity source model. In both cases, we calculated the gradients of the PGV along the geographical coordinates, with the amplitude of the PGV gradient vector being employed as the damage estimator. Our results show that the distribution of damage to underground water supply pipelines exhibits a greater correlation with the gradients of the PGV than with the PGV itself. Thus, the gradient of the PGV is a useful index for preparing initial‐screening hazard maps of underground facilities. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

管土摩擦和管径对埋地管道破坏的影响分析

如何分析管土摩擦和管径对埋地管道地震破坏的影响,是城市地下管道建设中面临的突出问题。采用AD INA软件的定义体操作来选择体类型,并应用布尔操作实现了管道与土体和断层之间的融合,得到地下管道破坏分析的几何模型。通过模型参数选择,确定了岩土性质、管道特性、断层等模型参数,定义了管土摩擦、地震荷载时间函数、断层位移荷载。依据计算结果,分析了管土摩擦和管径对地下管道地震破坏的影响,找出了提高埋地管道抵抗破坏能力的摩擦系数和管径最优值,给出了几点工程建议。     

管土相互作用下埋地管道的抗震性能研究

管土相互作用是影响埋地管道抗震性能的关键因素之一，分析管土相互作用是城市地下管道建设中面临的突出问题。在应用ADINA软件实现地下管道与土体融合有限元建模的基础上，通过定义管土接触来设定管土相互作用；介绍了管土接触设定、地震荷载加载时间函数、模型参数选择与求解步骤，并依据所建模型计算了埋地管道的变形和应力分布。根据计算结果，分析了管土相互作用对埋地管道抗震性能的影响，并给出了几点工程建议。     

分区分类的生命线工程地震直接经济损失研究

生命线工程的震害及损失评估工作对于震害防御和震后地震应急工作有着极其重要的意义。 但是, 生命线工程是一个复杂庞大的网络系统, 目前对其开展的震害及损失评估研究工作存在着很大的局限性和不确定性。 本文充分利用研究较多且较系统的建筑物震害及损失评估结果, 结合历次典型历史地震震害中建筑物和生命线震害情况, 通过分析建筑物损失和生命线工程损失的数量关系, 建立二者之间的关联模型; 通过对人口、 GDP、 土地利用等公里网格数据进行分析, 给出中国大陆地区的分区分类原则, 建立分区分类的生命线工程地震直接经济损失分析模型; 基于GIS软件平台, 开发了生命线工程地震直接经济损失分析模块, 利用该模块, 得出了四川省不同地震烈度下的生命线工程直接经济损失空间分布情况。     

地下管道震害预测实用方法的研究

本文根据震害调查分析和试验研究结果，建立了由环境因素和管道结构参对地下管道震害进行二级多因素模型综合评判的方法，文中给出了计算，评价构成二级评判因素地震烈，场地类型，工作状态和结构种类正态模糊范数ak的方法，并在地下管道震害关联分析和试验基础上，给出了二级模糊评判的权向量，本文为面广量大的已那建下管道的震害预测工作提供了一套方便实用的计算方法。     

供水管道震害预测模型及其在GIS环境下的实现

供水管道的震害主要原因是强烈的地面运动或场地失效以及管材、管径尺度等因素的影响。因此,将管道细分为单元,并分别考虑主要因素是强烈的地面运动或场地失效对单元的震害影响,建立相应的震害预测模型;单元综合震害以及由单元组成的管道体系的震害,则采用综合概率法进行预测。用GIS空间分析技术,依据用户指定的单元划分原则进行多因素单元自动划分,将有助于提高震害预测的自动化水平和预测效率。另外主要介绍了供水管道的单元震害预测模型和综合概率预测模型;叙述了在GIS环境下管道数据管理与查询、地图显示、预测单元自动划分、预测结果的显示输出等功能设计。     

东莞市区震害预测与防御对策系统建设

在地震小区划、概率设定地震和广泛收集地震地质、建(构)筑物、生命线工程、地震次生灾害源、社会环境与经济人口数据等的基础上,对东莞市区89.3 km2范围工作区开展震害预测与防御对策研究,得到不同烈度下建(构)筑物、生命线工程的震害分析结果,以及地震次生灾害影响、人员伤亡与经济损失评估结果,对工作区及东莞市的抗震能力进行...     

宁洱6.4级地震考察研究综述

基于2007年6月3日云南宁洱6.4级地震现场近场强震与流动数字地震观测、各类建筑结构及生命线工程震害调查、政府及民众应急处置与响应调查等基础工作,结合云南多年积累的大量地震现场调查资料与认识,开展了震区各类建筑结构及生命线工程震害特征与机理、强震动观测与地震烈度分布关系、灾区恢复重建资金评估方法、政府应急处置与普通群众个体认知状况以及地壳结构、震源特性、强震动频谱与农居抗震调查等方面的综合分析与研究等工作。归纳和总结了可供我国其它多震地区在城市发展规划、工程结构抗震、地震应急管理和地震灾区恢复重建等领域参考和借鉴的技术、方法、措施和经验。