工业设备的震害预测研究

综合考虑地震作用和结构材料的随机性 ,运用概率论的知识建立了地震作用下钢铁工业设备各种破坏形式的极限状态方程 ,并求出了对应于某种地震烈度 ,设备出现各种破坏状态的概率。在此基础上 ,通过模糊综合评判的手段提出了工业设备的震害预测方法 ,并编制了相应的软件。此种方法的建立使设备抗震预测变得方便、可行。     

基于能力谱的建筑物震害评估及城市抗震规划

为减轻地震建筑物破坏带来的人员伤亡和经济损失,根据能力谱方法计算7度和8度地震影响下建筑物的破坏状态,在此基础上进行城市抗震规划。首先把城市建筑物分成钢筋混凝土、砌体、钢框架及木结构4类;然后利用能力谱方法得到建筑物各种损坏状态的概率及震害指数;最后提出抗震规划措施,在GIS环境下可视化表达建筑物震害分级图。结果表明,中层小于低层和高层建筑物的震害指数;对低层和中层建筑物,钢筋混凝土的抗震能力较强。7度地震时,未设防和低设防建筑物的震害指数在0.5和1.0之间,轻微破坏;部分中等设防和高设防建筑物的震害指数小于0.5,基本完好。8度地震时,4类建筑物的震害指数在0.5～1.0之间,轻微破坏。进行城市抗震规划后,建筑物受7度地震影响时基本完好,受8度地震影响时轻微破坏。     

地下铁道抗震研究的现状与探讨

地下铁道建设的蓬勃发展使地铁的抗震设计问题凸显出来。在对地下铁道震害分析的基础上,总结了震害发生的机理,并进一步对国内外地下铁道抗震研究的现状做了较为详尽的论述。分析表明:城市地铁作为城市轨道交通的重要组成部分,应纳入抗震设防的重要范畴;地下铁道设计规范中急需编入有关抗震设计的内容;根据对地下铁道震害机理的详细探讨,在具体分析中,应该按照不同的设计阶段来选用不同的设计方法。以上结论可为地下铁道抗震设计提供依据。     

地下结构震害类型及机理研究

地下结构由于受到周围岩体或土体的约束 ,一直被认为具有良好的抗震性能。但是 ,随着地下结构数量的增多和地下结构震害的频繁出现 ,地下结构的震害问题日益受到世界各国地震工作者的高度重视 ,笔者通过对大量地下结构震害的分析研究 ,对地下结构震害进行了分类 ,并研究了震害的影响因素及机理 ,以期为地下结构的抗震设计提供科学依据和有益的参考。     

城市供水管道抗震可靠度智能计算理论及其应用

为准确计算不同参数影响下供水管道的抗震可靠度,依据地震波作用机理,建立地下管道抗震可靠度的功能函数。首先,汲取BP神经网络较强的非线性映射的结构自组织性和自学习性等特点,建立基于神经网络的一次二阶矩可靠度智能计算方法;然后,针对国内最常用的灰口铸铁供水管道,研究剪切波速、特征周期、管径、管壁厚度、地震波入射角对埋地管道失效概率的影响;最后,以秦皇岛市DN300以上的815段地下管道为例,进行不同地震作用下的震害预测。结果表明:一类场地是对管道抗震最有利的地段,四类场地为最不利地段,地震波入射角对管道失效概率的影响在45°左右达到最大值。随着剪切波速的增大、特征周期的减小,管道失效概率随之降低。在二、三类场地条件下可以适当增加管径和管壁厚度,以提高管道抗震性能。秦皇岛市供水管网系统在小震和中震作用下是比较可靠的,在大震作用下损害会很大。     

淮南市建筑物震害预测及相关损失计算

以淮南市作为研究对象,应用能力谱方法对淮南市建筑物在8度地震下的破坏情况及相关损失进行了计算.根据建筑物结构的类型、抗震设防级别、层数、建筑高度和建筑材料等查表得到相应参数,构造出建筑物能力曲线; 通过查阅建筑物抗震设计规范构建淮南市建筑物的需求谱; 依据能力曲线与需求谱交点所确定对应的谱位移计算出建筑物对应各个震害等级的超越概率; 用相邻震害等级中相对轻的震害等级对应的超越概率减去相对重的震害等级对应的超越概率,得到建筑物处于各个震害等级的概率.并根据破坏的严重程度进行了震害区划.研究结果表明,淮南市的大部分地区在8度地震的情况下破坏并不十分严重,但区域12,13和17的破坏相比于其他区域较大,这些区域正是淮南市主要的老城区,存在大量的老旧建筑.研究结论与实际情况基本相符,具有较高的实用价值.     

基于QRNN模型的生命年损失概率密度预测

为全面评估预测震害损失,提出一种概率密度预测方法。首先,通过改进的生命年损失计算法,获取生命年损失值;其次,采用基于Akaike信息量准则(AIC)的逐步回归分析法,辨识生命年损失的强关联因素,在此基础上构建神经网络分位数回归(QRNN)模型;然后,得到生命年损失预测值与强相关因素的非线性关系,输出不同分位点下生命年损失预测值,运用高斯核函数预测生命年损失概率密度;最后,选取我国1996—2014年的189条地震灾害损失数据作为训练样本,预测2015年10例地震的生命年损失,并与B样条分位数回归(QRBS)模型及3种线性模型作对比。研究表明:基于QRNN模型的震害损失评估概率密度预测,降低了数据依赖性,提高了评估效率;预测值平均绝对误差不超过7. 5%,便于震害评估。     

在地震作用下碎石土滑坡抗滑桩的抗震加固作用机理研究

本文利用弹塑性动力固结大变形有限元模型,采用非线性分析的方法对比研究在地震荷载作用下的碎石土滑坡的抗滑桩在坡脚和边坡中部的抗震加固效果.研究结果表明:设置在边坡中部的抗滑桩相对于设置在边坡下部的抗滑桩对整体边坡土体位移支挡最有效.不同高程点动弯距的变化趋势基本相同.在同样条件下中桩位抗滑桩的静力、动力弯矩大于桩位在坡脚的抗滑桩相应位置的弯矩,表明中桩位加固位置可以更有效发挥抗滑桩的抗弯承载能力.从提高边坡稳定性和抗滑桩的抗滑效果来看,边坡中部的抗滑桩抗震加固效果较好.     

基于风险分析的城市防灾减灾规划编制——以地震规划为例

为减轻城市灾害损失,提出城市防灾减灾规划编制方法,将减灾规划分为准备、风险分析、编制和实施4个步骤。依据风险分析结果,制订防灾减灾规划目标、减灾措施及策略。给出典型的地震灾害风险分析方法。以某市为例,算出其各区域的地震风险。根据风险等级划分标准确定各区域的地震风险可接受水平。基于此结果在GIS平台上的表达,可知市内旧城区的地震风险很高,须立刻采取风险减缓措施。对减灾措施进行优化,结果表明:加快现有设防不足工程的抗震加固,严抓新建工程的抗震设防水准是提高该市抗震减震能力的关键。     

元胞自动机在矿山地质灾害预测中的应用

本文根据复杂性科学理论,论证了地质灾害系统是一个复杂大系统。元胞自动机（Cellular Automata,CA）是一种重要的复杂性科学研究工具,本文阐述了元胞自动机的基本原理和方法,总结了其基本特点,认为元胞自动机在安全科学与技术领域有着广阔的应用前景,并探讨了其在滑波预测、地下水渗透、岩爆预测等几种矿山地质灾害预测中的应用。     

尾矿坝地震液化评价可靠度模型及应用

为适应计算参数本身具有的随机性和未确知性,将可靠度理论引入尾矿坝地震液化评价中。以测试数据的统计分析结果为基础,应用一次二阶矩法建立尾矿坝地震液化分析可靠度模型,探讨了可靠度指标与抗液化安全系数之间的关系,并将该模型应用到某尾矿坝地震液化分析中。结果表明,新建可靠度模型各参数的物理意义与统计指标明确,相比传统的确定性分析方法,不仅能判断液化的发生与否,还能给出液化发生的概率;可靠度理论在液化分析中能更好地考虑计算参数的变异性,进一步完善了尾矿坝地震液化分析理论,为进行基于风险分析的尾矿坝抗震设计和地震安全评价提供更全面的依据。     

Scenario derivation and consequence evaluation of dust explosion accident based on dynamic Bayesian network

In order to clarify the correlation between the evolution path of dust explosion accidents and emergency decision-making, and to accurately predict the disaster damage levels of various disaster bearing bodies. This paper extracts 56 key scenario elements from four aspects, namely state, answer, goal and environment, based on the analysis of typical dust explosion accident cases. At the same time, a general scenario evolution path of dust explosion accident is constructed. Using fuzzy number set theory and dynamic Bayes joint probability model, the accurate solution of scenario state probability was realized. With the help of accident cases and dynamic Bayes approach, the dust explosion consequence prediction index system and evaluation criteria were constructed, covering factors such as dust explosion intensity, casualties, direct economic losses, equipment damage, building damage, environmental damage and other factors. A polyethylene wax dust explosion accident in a city of China was used to verify the dust explosion accident scenario evolution model and consequences prediction model. The predicted results were in good agreement with the actual damage of various carriers of the accident, which indicated that the model could be used for dust explosion accident prediction and disaster loss prediction. The research results provided reference and technical support for the prediction of dust explosion accident evolution direction, emergency aid measures decision and deployment, disaster damage prediction and evaluation.     

城市地震灾害风险区划的研究

为了研究城市面临的地震灾害风险,笔者在充分考虑地震灾害风险在空间上分布不均的基础上,提出城市地震灾害风险区划网格的划分原则,分析并总结与地震灾害风险评价相关的工程易损性分析方法,并在上述研究的基础上,探讨基于人员死亡数量和经济损失为标度的地震灾害风险计算方法,为城市抗震防灾规划编制提供依据。以厦门市地震灾害风险区划分为例进行了风险区划网格划分,并计算了不同网格的地震灾害风险,找出了厦门市地震风险严重的区域,为今后有针对性地进行抗震防灾工作提供有益的借鉴。     

钢筋混凝土桥墩抗震性能的试验研究之二 试验结果分析与结论

笔者针对前文所述试验中出现的破坏现象和试验数据 ,通过统计分析 ,研究了该类桥墩的力—位移关系、延性变形能力、抗力特性、滞回模式、耗能指标、损伤破坏模式 ,以及配筋率、箍筋布置、剪跨比等结构参量对该类参数的影响 ,进而为实际铁路桥梁的延性抗震设计提供了必要的试验依据     

轨道交通枢纽灾害风险等级评估方法研究

轨道交通枢纽灾害发生具有随机性和复杂性特征。为了评价轨道交通枢纽灾害风险,对轨道交通枢纽运营灾害的进行了调研,应用事故树法对轨道交通枢纽进行了灾害识别;基于物元理论,分析了灾害事件影响后果并协同考虑灾害事件的发生概率,建立轨道交通枢纽灾害风险等级划分标准,确定致灾因子的风险等级;采用层次分析法确定致灾因子权重系数,运用加权平均的原则确定典型灾害风险等级,并应用灾害链理论对灾害风险等级进行修正。最后以实例分析的方式证明该评价方法的可行性和客观性。     

新疆克孜尔水库地震风险分析及防范研究

克孜尔水库地震风险防范系统是在强震台阵、F2活动断层监测设备完善、观测分析中心及抗震风险防范中心等硬件建设的基础上,通过在GIS平台上建立构造纲要、潜在震源区、峰值加速度区划、大坝所在位置等专题图层,完善地震传输系统、大坝数字减灾系统等软件建设。把强震监测信息系统技术应用于水库地震风险防范决策支持和实际运行科学管理,实现可在线处理子台传输过来的地震加速度时程曲线。分析各测点场地最大加速度值、水工结构的动力放大系数、场地卓越频率、结构自振频率、地震持续时间及水库诱发地震判别等重要参数,为各项决策提供可靠的快速支持,从而建立国内首座在活动断层上直接建坝的克孜尔水库大坝的震后快速报警体系和初步数字减灾系统,形成有效的震后快速修复措施,为深入开展活动断层上筑坝技术研究奠定基础。     

隧道突泥涌水情景构建及演化状态预测模型*

为实现对隧道突泥涌水事故的有效管控,基于情景分析理论,采用演化路径网络和演化矩阵模型,针对隧道突泥涌水灾害进行情景推演预测。将隧道突泥涌水情景要素归类为孕灾环境、致灾因子、驱动要素和承灾体,研究各要素的属性参数;基于承灾体损失将隧道突泥涌水情景分为6级,分析灾害情景的演化规律;建立灾害全过程的演化路径网络,构建预测灾害情景状态的演化矩阵模型,提出情景状态等级的概率分布算法。将该模型应用于雅叶高速公路折多山隧道,结果表明:该方法可准确地模拟隧道突泥涌水全过程的演化路径及情景状态,预测结果有助于隧道建设单位摸清既有能力和明确防灾任务,为其应急能力建设提供重要依据。     

A disaster scene simulation system in 3D for oil transmission stations: Design and implementation

The disaster scene in three-dimensional (3D) plays a crucial role in disaster emergency management and risk communication of oil transmission stations. However, existing research for the disaster scene mainly focuses on reproducing the disaster environment and rarely predicts the damage state of the disaster-affected object. This paper proposes an object-oriented modeling method that utilizes a multilevel decomposition pattern for disaster scenes. This method combines earthquake vulnerability assessment with 3D visualization technology to predict and characterize the damage state of critical infrastructure in oil transmission stations. To enhance earthquake risk perception, a simulation system is designed and developed, which allows for the construction of virtual scenes and quick simulation of disaster scenes in 3D. The case application shows that the system improves the 3D modeling efficiency of disaster scenes and enhances public awareness of earthquake risks. The simulation system can provide technical support for seismic mitigation planning and emergency management decision-making at oil transmission stations and has good application prospects.