模糊数学在地震工程中的应用述评

第一篇文章评述了近年来模糊数学在地震工程中的应用情况,主要内容包括:模糊烈度、烈度评定、各有关参数间的模糊关系、震害预测、实用工程参数的确定,以及震后破坏程度的估价等。文章最后指出,模糊集合理论在地震工程中的应用具有广阔前景。     

烈度评定与震害预测中的模糊数学方法

本文提出一个以震害指数的模糊集来表示的模糊烈度概念。文中还以1981年1月24日四川道孚M=6.9的地震在道孚县城关的烈度评定为例,说明它的意义和具体评定方法。本文还介绍了运用模糊数学研究房屋震害预测方法的初步结果。用于空旷砖房的例子,说明这一方法是有效的、可行的,为震害预测开辟了一条新的途径。     

模糊烈度评定计算实用方法

文献〔1〕、〔2〕首先提出了模糊烈度的概念,并给出了以震害指数的模糊集所定义的模糊烈度。本文对于文献〔2〕中提出的两种模糊烈度评定计算方法,即α-截集和区间数运算方法和求模糊数语言概率均值方法,作了详细具体的介绍。目的在于使评定人员可以很简单地使用上述方法评定历史的和近期的地震烈度。     

用模糊集理论对时变震害作定量估计

本文中,模糊集理论的各种方法,也称模糊数学,已被应用于时变震害的定量估计,获得以下结果: 1.以地震烈度资料为基础对震害作定量估计.应用模糊数学的一些方法,大地震前的地震烈度花样能进行比较清楚地、定量地计算;在某给定区域,大震前高活动周期和地震活动静态周期能被识别;地震活动的暂时变化和地震间隙的相似性也能被检测出来.另一方面,根据一系列的地震烈度统计指标,也可以直接估计时变震害.文中模糊集分析的两种方法.即模糊类比法和模糊花样识别直观法都很有特色.模糊集分析方法之一是基于模糊网;其二是根据模糊等效关系.2.以不同前兆观测资料为签础对震害作定量估计,模糊花样直观法适于研究不同种类地震前兆.根据被识别前兆的时间和空间特征,将能估计不同时期震害.本文主要研究中国和日本观测到的中、短期前兆.     

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。     

大姚6.1级地震烈度与震害分析

综合2003年大姚6．1级地震震区85个居民点的震害调查资料,系统介绍了该地震的烈度分布及各烈度区的震害特征,并对大姚铜矿的震害现象做了专项分析,对震区烈度异常点的场地条件进行了分析。     

建议一个弥补震害资料不足的方法

本文用模糊贴近度原则作类比,提供了一种弥补震害预测时历史地震资料不足的方法,途径是将一个烈度之下的震害经验推广到其他烈度上去用。实践证明,用这种建立在近似推理基础之上的方法推导出来的结果,在总体趋势上和真实情况完全一致。     

建筑物地震破坏等级的模糊数量化表示方法

在地震工程领域中常要用到建筑物的破坏等级,如“完好”、“轻微损坏”……等语言描述。本文运用模糊数将这些破坏等级数量化,并对震害调查资料中数百座建筑物资料进行了统计分析,提出了对应于“完好”、“轻微损坏”、“中等破坏”、“严重破坏”、“部分倒塌”、“全部倒塌”六个等级的模糊集。这对于运用模糊数学方法来处理地震工程中的许多问题,均是极为重要的基础。     

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。     

地震烈度的模糊评定

本文在文献[1]的基础上,进一步根据大量文献给出了低烈度(Ⅴ度与Ⅴ度以下)下人感占数定量对照表和特高烈度(ⅩⅡ、ⅩⅠ度)下地裂缝宽度定量对照表。据此,与文献[1]给出的房屋破坏对照表一起,对地震发生后烈度的快速评定给出了完整的用正态模糊集贴近度概念进行处理的方法。 本文还对烈度模糊分级方法进行了介绍,引进了模糊相容度概念;给出了等权观点下模糊分级的分值表,据此以查表和简单运算的方法代替了较复杂的运算,从而进一步简化了烈度评定的运算。 文中以唐山大震及其它有关地震为例,用上述各方法对各种烈度进行了校核计算。结果表明,用模糊方法算得的结果与宏观调查结果一致。然而,比起经典方法来,它有过渡自然,处理迅速、简单,能够定量等优点;对历史资料和新取得的资料作同样处理,不存在资料脱节的问题。因此,无论在理论上和实用上,烈度的模糊化都有深入研究的必要。     

昆明市区地震震害的不均匀分布特点及其重复性

本文以澜沧耿马地震时昆明震害调查资料为基础,结合地震史料,研究了昆明市区震害的不均匀分布,烈度有两度的差别。相对高烈度区与历史强震破坏的重震害点大部分重合。据此分析了震害重复特点及其与地质构造和沉积盖层的关系。本文可用于研究昆明市区及邻区强震对市区可能造成震害的大致分布,为震害预测、防震抗震和城市规划提供一些依据。     

中国地震震害特征及其意义

本文对1969年以前发生在中国境内的5级以上的地震震害进行了总结。提出了历史震害分布规律及震害出现次数与烈度曲线函数关系,给出震级与震害最大距离的关系公式。这些规律和公式,对震害预测和烈度小区划有一定参考价值。 我国有丰富的地震灾害记录,但至今还散落在各种地震文献之中,如果把这些资料进行整理,用之于生产建设,将有一定的实际意义。 据此目的,本文对公元前1177年至1969年间发生的地震进行了总结,并着重研究了震害情况     

西北黄土地区及其邻区烈度影响范围的模糊信息分析

本文以西北黄土地区（陕、甘、宁、青）及其邻区历史地震等震线资料为基础，采用模糊信息分析方法，建立震级与烈度分布范围的模糊关系，并将其用于甘肃境内近年发生的迭部地震和景泰地震，计算结果与实际震害情况较为接近。本文还将研究结果同前人的工作进行了对比。     

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。     

1605年琼山地震烈度的模糊评定

1605年琼山地震是数百年来海南岛北部及其邻区发生过的最强烈的一次地震。据广东地震局丁原章等的最新研究结果,这次地震的宏观震中在东寨港附近(东经110.5°,北纬20.0°),震中烈度为十度,震级为7 1/2级;史料明确记载发震时间是明万历三十三年五月二十八日夜亥时。近一、两年来,广东省地震局重新收集、整理、订正了这次地震的有关史料,写出了一本丰富的史料汇编。本文正是以这些史料中的房屋破坏资料为基础,用正态模糊集贴近度方法,对这次大地震的六度以上烈度区进行了模糊评定。这是我们单独采用模糊数学方法来近似划定历史大地震的烈度分区的第一次尝试。     

1999年11月29日岫岩—海城5.6级地震的烈度与震害

１９９９年１１月２９日在辽宁海城岫岩交界处发生了５．６级地震,这次地震造成的破坏、震中烈度达到了Ⅶ度,本文阐述了这次地震的宏观地震参数,烈度划分标度,烈度分布及震害特点等内容,与一般的５．５级左右地震相比,这次地震的特点是,震害偏重,震害分布不均匀,地震波的频谱效应从震害现象得到明显反映。     

砖石古塔震害程度与地震烈度的对应关系研究

依据四川省汶川地震中损伤的砖石古塔统计资料,结合现场考证和资料分析,探讨了古塔震害程度与地震烈度的对应关系.研究表明,砖石古塔因结构高大、材料老化,对地震作用较为敏感;在地震烈度Ⅵ度区域,52％以上的古塔出现局部损坏,在地震烈度Ⅸ度及以上区域,75％以上的古塔完全毁坏;按照中国现行抗震设防标准,在设防烈度Ⅵ度至Ⅸ度的范围内建立砖石古塔震害程度与地震烈度的表述关系是合适的.论文针对古塔的结构特征、地震损伤状况以及文物修复的要求,提出了古塔震害的分级定义,确定了砖石古塔震害程度与地震烈度对应的参考指标.     

唐山市古冶区预测震害烈度的确定

通过分析唐山市古冶区地震地质资料、历史地震资料并结合唐山市7.8级大地震强余震的分布规律等,综合确定唐山古冶区预测震害烈度,为房屋震害预测分析提供依据。     

评价地质因素对地震灾害风险影响的一个模糊集方法

提出了地质因素对震害风险影响的评价问题 ,分析与选择了有关的地层因素指标。给出了指标的量化表达方式与论域空间 ,从烈度的角度对不同地震、震中距、区域条件下的建筑物震害数据进行了归一化处理。针对邢台、海城等大震的震害与地层资料 ,建立了地层岩性、深度、厚度等因素与震害程度之间的模糊因果律推理模型 ,给出了多维可能性 -概率模糊风险的算法。由模糊信息传递的方式解决了可能性 -概率风险分析过程中地层与震害变量空间分离的问题 ,并在此基础上完成了可以衡量相关因素之“贡献”量的风险评价方法。然后通过实例说明了如何用这种方法针对地层因素进行震害风险评价     

2007年宁洱6.4级地震震害综述

给出了宁洱6.4级地震4个烈度区的分布情况,详细介绍了本次地震造成的各类建筑物震害、各烈度区的建筑结构特点和震害特征、生命线工程和水利设施的震害以及地表裂缝、滑坡和沙土液化及喷沙冒水等地震地质灾害,并对形成震害的原因进行了初步分析。