COMGIS在工程场地地震灾害风险预测中的应用

分析了传统的GIS技术在震害预测中的不足,提出了基于组件式GIS技术(COMGIS)的工程场地地震灾害风险评估系统的总体设计思路及设计方案;运用组件式GIS技术、数据库技术和空间分析技术构建信息管理平台,阐述了该系统的功能结构和数据流程;提出了工程场地地质资料的可视化查询和分析、地震影响场的生成、震害空间分析模型化等的实现思路与方法.研究表明:利用组件式GIS技术结合可视化编程语言所设计的工程场地地震灾害风险评估系统,能实现工程场地资料的有效利用,如地质剖面图的自动绘制、三维地质图的生成等;而且,能将震害分析模块化,集成到系统界面菜单上,实现震害分析的智能化,保证了系统开发的可持续性;同时,以场地液化、震陷、滑坡、场地类别作为场地地震灾害风险性预测的四大因子,在Mapx VB支持下进行叠合分析,编制出工程场地地震危险区综合预测图,可为场地规划和利用提供有效的基础资料.     

基于GIS的2.5维场地地震液化势概率评价

用具有概率意义的饱和砂土抗液化强度经验公式对2.5维工程场地进行了地震液化势概率评价,通过Kriging法对目标场地区域进行空间插值,可以对大区域工程场地的液化深度和液化范围进行分析评价;采用不规则三角网表面和四面体综合法共同描述地质体模型,在GIS的3维分析模块支持下建立了液化势可视化模型。研究表明:Kriging法通过已勘测点的土层地震液化势来估计未勘测点的土层地震液化势,能够较好地区划出场地地震液化势的空间分布特征,并对待估点进行预测;利用GIS的3维分析模块,实现2.5维场地地震液化势可视化模型的建立是一条有效的技术路线。     

基于贝叶斯网络的缓坡场地震液化侧移评估——以台湾集集地震为例

本文基于贝叶斯网络方法,综合考虑了地震液化侧移的13个影响因素及其不确定性,建立了适用于缓坡场地的地震液化侧移贝叶斯网络评估模型。通过我国台湾集集地震液化灾害的算例分析,验证了地震液化侧移的贝叶斯网络评估模型的准确可靠性,并通过分析模型性能的评估指标和人工神经网络模型进行了对比。本文建立的地震液化侧移贝叶斯网络评估模型不仅可以预测场地是否会发生液化,而且可以在此基础上进一步评估场地液化引起的侧移量等级。     

中国地震灾害损失评估系统研究

中国地震灾害损失评估系统(简称CEDLAS)是一款可以对单体建筑、城市区域、国家范围进行震前灾害风险评估、震中实时评估、震后境况模拟的灾害损失评估软件。通过对我国地震背景、国内外灾评软件研究现状和防震减灾工作需求等方面的综合分析,提出基于GIS平台构建CEDLAS系统的思路,并介绍该系统的理论基础、逻辑结构以及功能结构,最后将系统应用于西安市灞桥区,得到示范区经济损失、人员伤亡预测数据。该系统的建立综合考虑了地震危险性、多龄期建筑地震易损性以及社会经济损失三方面,为我国地震灾害风险评估和防震减灾规划提供了技术支撑。研究成果可为灞桥区政府震前防震减灾规划及震后应急管理提供重要依据。     

淮安市砂土地震液化势的综合评估

建立了BP神经网络模型LM算法的砂土地震液化判别方法,采用LVQ模式分类网络对数据进行分类,选取唐山地震时76个场地、320组现场液化勘察资料为研究对象,训练和检验网络模型的数据各160组,结果表明,该方法的砂土液化预测准确度为96.8%。根据淮安市典型场地土的钻孔资料,采用《建筑抗震设计规范法》液化判别法(规范法)、美国国家地震研究中心建议的液化判别简化方法(NCEER法)和谢君斐-陈国兴液化判别方法(谢-陈法)等3种液化判别方法及本文提出的BP神经网络模型液化判别方法对22个钻孔、120标贯点进行了液化判别,结果表明:14种地震液化判别方法的计算结果基本一致;2NCEER法比谢-陈法的计算结果要保守;3谢-陈法与规范法的计算结果很吻合,预测正确率相差不大;4规范法相对BP神经网络模型法的计算结果要保守;5BP神经网络模型法比其他3种方法的预测结果更符合实际的液化规律。最后,综合4种方法的液化判别结果给出了该地区地震液化势的评估结果,并给出了部分典型地质剖面土层地震液化势分布图。     

城市抗震防灾规划中次生火灾风险快速评估方法

地震次生火灾风险评估是城市抗震防灾规划的重要内容之一。由于引起地震次生火灾的因素较多,因此,需要综合多因素进行地震次生火灾风险评估。从致灾因子危险性、承灾体易损性、环境因素三个方面研究地震次生火灾风险的评估方法,引入分类地块的概念,建立了致灾因子危险性评估的模型,以火灾荷载和人口密度作为财产损失和人员伤亡的衡量指标,评估承灾体易损性,并借助GIS的分析手段,发展了一套在抗震防灾规划中快速评估地震次生火灾风险的方法。案例研究的结果表明,该方法的评估结果能更全面地反映城市地震次生火灾风险的分布特征。     

美国地震风险评估中灾害模型的探讨

介绍了以美国地震灾害模型为例的地震风险评估在金融保险业和土木工程两大领域的应用,回顾了地震灾害风险评估发展的历史背景,其中,金融保险业的模型更测重于对历史理赔数据的分析,土木工程业的模型则注重于对工程结构的分析。着重探讨了评估模型中地震灾害部分的建立,其中包括致灾因子模块及孕灾环境模块。针对建模中致灾因子、孕灾环境等的关键要素,如地震源及震级、地震衰减方式、场地土壤土质条件、地震复发率等,作了分析及归纳总结,并系统地介绍了所涉及要素的数据信息获取过程及对应的建模方法,进一步探讨了相应的风险量化的步骤和方法。     

GIS环境下大区域工程场地地震液化势的二维概率评价方法

用具有概率意义的饱和砂土抗液化强度经验公式来对大区域场地进行地震液化势二维概率评价;在GIS软件ArcGIS的支持下,将取样钻孔处的液化势评价结果等价于数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)中的高程,利用ArcGIS空间分析模块中的Kriging插值法估计大区域场地的地震液化范围。研究表明:将Kriging法应用于岩土工程地质特征的统计推断,有助于揭示勘探孔以外的地层信息,对于大区域场地地震液化范围的判别是一个较好的手段;利用ArcGIS空间分析模块中的Kriging法,通过已勘察点的信息(液化势)来估计未勘测点的土层液化势,能够较好地区划出场地地震液化势的空间分布特征。     

芦山7.0级地震震后道路损毁风险评估方法研究

芦山7.0级地震发生后,地震及其次生地质灾害严重损毁了灾区的道路交通系统,中断了灾区救援的交通生命线。为了满足震后灾区道路损毁风险评估的需要,有必要建立将次生地质灾害考虑在内的灾后道路损毁评估模型。在震后数据资源有限的情况下,以震前道路基础地理信息、次生地质灾害危险性评价数据为主要数据源,建立道路损毁风险评估模型,模型综合考虑了道路震害因子(如地震烈度、设防烈度)以及次生地质灾害对道路损毁的影响。将该模型应用于雅安地区芦山县、宝兴县、雨城区以及天全县四个区县的道路损毁风险评估中,评估结果与报告第一时间报送民政部国家减灾中心。评估结果与四川省测绘地理信息中心和天地图联合开发的芦山7.0级地震地理信息发布平台发布的地震灾区道路损毁数据进行对比分析,评估结果与实际情况基本一致。可以为震后长期恢复及次生地质灾害防治提供参考。     

基于能力曲线的燃气系统地震脆弱性评估方法

为了定量评估燃气系统在地震中的脆弱性水平,基于能力——需求谱方法建立了燃气系统地震脆弱性评估方法。评估方法从地震潜在危险性分析、结构抗震能力、需求谱与脆弱性曲线建立以及破坏状态预测等四方面着手研究。基于上述模型与方法,研究了地震动作用下燃气系统最大承载能力、破坏等级及概率。最后以某天然气压缩站主体建筑为例,建立了反映场地地震潜在危险性的地震反应谱,构建了用于确定性能点的抗震能力——需求谱,并基于FEMA 273绘制了不同破坏等级的脆弱性曲线,定量分析了该压缩站遭受破坏等级和概率。