基于粒子群优化算法的边坡临界滑动面搜索方法

采用数值计算结果进行极限平衡分析是边坡稳定性分析的重要方法,最危险滑移面位置的确定是边坡稳定性分析的关键。采用粒子群优化理论控制位于滑移面后缘范围的滑入点和前缘剪出区域的滑出点,以均分逼近法控制滑面半径,实现了边坡内潜在滑移面位置的搜索及安全系数的计算,进而确定了边坡的最小安全系数及最危险潜在滑移面位置,搜索出的滑面不依赖于网格节点。以昆明某公路滑坡为例,将搜索出的最危险滑面与现场勘察成果进行对比,结果表明,采用本文方法计算所得的结果与工程实际较为吻合,证明了该方法的有效性。     

基于生态安全的城市生命线系统评价与优化

随着我国经济和社会的不断发展，生态安全已经上升成为国家安全的一个重要方面，而城市生命线系统是城市生态安全的一个重要命脉。本文基于生态安全特点和城市生命线系统特征，分析了目前我国城市生命线系统存在的主要问题；从评价生命线系统易损性、协调城市生命线系统建设与城市总体规划关系、利用GIS和DSS等技术构建城市生命线系统数据库和决策支持系统等方面对城市生命线系统进行了优化设计；并分别以东部沿海典型城市厦门和连云港为例，从政策、规划、机构、管理、科研等层面提出优化建议。     

基于救援风险的隧道群消防力量优化

高速公路隧道群区段消防力量设置为影响救援效率的重要因素。以消防车辆应急响应时间作为消防救援风险的判断标准,提出了基于救援风险的消防力量优化流程及方法。以浙江公路苍岭隧道群区段为例,在对其消防灭火救援风险分析的基础上,提出优化隧道群区段消防力量的构想,以期提高应急救援的时效性。     

基于功能需求导向的城市综合体震后修复路径优化方法研究∗

城市综合体内部功能繁多,强震作用下综合体结构功能失效会影响城市区域功能的正常运转。建筑震后修复期望综合体内部重要功能优先、快速恢复并投入使用,合理规划其震后修复路径是满足此类结构功能需求的关键。既有研究中建筑震后多采取自下而上的修复路径,未考虑震后功能需求。基于此,提出了一种基于功能需求导向的城市综合体震后修复路径优化方法。考虑综合体具有的多功能特性及不同功能区内构件间的功能相关性特点,建立了基于故障树的功能损失分析模型,并以此为基础结合建筑功能区划分功能修复单元;以各功能的期望修复时间作为功能需求目标,对比功能修复单元的实际修复时间,提出功能需求目标完成率指标;在此基础上建立震后修复路径优化模型,结合遗传算法,形成了综合体震后修复路径优化方法。对某城市综合体开展震后修复路径优化,结果表明：所提方法可高效完成功能需求目标,使重要功能震后快速恢复并投入使用。     

基于贝叶斯网络的城市内涝风险格局优化——以安徽滁州市中心城区为例

城市汛期中内涝灾害发生已经成为常态,基于系统的内涝风险评估结果,进行科学的空间格局优化设计,有利于城市规划与管理决策。以典型的内涝易发区滁州市中心城区为例,通过筛选内涝风险驱动因子,引入贝叶斯网络模型,依据条件概率图表和熵差法分析结果,确定关键变量条件状态子集,通过设置空间格局优化情景得到内涝风险一级优化区、二级优化区和不宜优化区。结果表明:研究区内涝风险的空间分布特征为中部核心区高于周围边缘区域,沿清流河往外逐步降低;{Veg=1; Riv=1}为关键变量最优状态子集,{Veg=1; Riv=3}为关键变量次优状态子集,{Veg=3; Riv=3}为关键变量不优状态子集;一级、二级优化区面积分别为5.14 km2、4.79 km2,并提出需合理布局绿地系统和建设防涝工程的改善措施。     

基于IDA方法地下结构易损性的地震动记录规模选取∗

旨在研究基于增量动力分析(IDA)方法的地下结构地震易损性分析中地震动记录集规模的选取。基于 ABAQUS/Standard 软件平台,建立地铁车站结构的土-结构相互作用分析的二维模型,选取了 44 条远程地震动加速度时程曲线为基准库,采用非线性时程动力分析方法,获取了结构在不同规模地震动记录样本作用下的动力响应。以层间位移角为结构损伤指标,PGA 为地震动强度指标,绘制了 IDA 曲线簇并计算得到了不同工况的 50% 分位线。基于不同工况的结构震后失效概率与标准值的误差分析发现,地震动样本规模会显著影响地下结构基于 IDA 方法的地震易损性分析结果,随着评估性能水准等级的提升,地震动记录所带来的影响会越大。研究表明,基于 IDA 方法的地下结构地震易损性分析应不少于 12 条地震动记录,最佳输入地震动记录条数为 28 条。上述成果可为基于性能的地下结构抗震设计分析方法提供科学参考依据。     

防灾视角下基于MCR模型的山地生态安全格局优化研究——以京津冀山区为例

区域生态安全格局的优化对改善区域自然生态系统服务功能、减轻区域典型灾害负面影响等有重要作用。该文以京津冀山区为研究对象,在区域山洪灾害背景下运用灾害学、景观生态学等理论,将最小累积阻力模型(MCR)引入山区生态安全格局的构建过程。通过借助GIS技术平台分析了研究区基于MCR模型建立的生态网络,构建了由斑块、生态廊道、基质镶嵌的区域生态化网络格局。针对分析结果,重点从城乡规划视角提出生态安全格局优化的措施,主要包括生态约束条件下生态网络结构优化和区域尺度的山区生态修复,以期为维持山区生态安全、国土综合整治以及实现京津冀区域协同发展提供科学依据。     

基于闪电数据的雷电风险优化研究模型与应用

通过选择地闪日数、密度、强度和陡度作为雷电风险的基础因子,采用天气学与数理统计原理,给出了雷电数据因子的选择思路、因子优化、变量组合及风险等级划分方法,开展雷电数据因子和相关标准的应用等对比分析。研究结果表明:经数据处理和优化的雷电因子,对雷电风险具有明显指示意义,得出雷电因子的组合因子优于单因子,四个因子的组合是最优最稳定。据本文方法,验证依据《GB50057建筑物防雷设计规范》规范给出的25 kA雷电流参数选取的强雷电因子对雷电高风险等级有更好的指示作用,验证绘制怀化雷电变量风险等级分布和雷灾叠加图,得出雷灾起数集中区域多为雷电变量风险等级较高区域,为雷电风险评估、预警、区划因子的选择提供了更多参考思路。     

基于IDA方法的柱承式筒仓结构地震易损性分析∗

易损性分析是柱承式筒仓结构开展基于性能设计研究的重要基础。为此,选用某钢筋混凝土柱承式筒仓为研究对象,通过有限元软件 ABAQUS,分别采用混凝土损伤塑性模型和理想弹塑性模型（Dracker-Prager）模拟筒仓结构及仓内粮食颗粒,建立考虑粮食-仓体相互作用的柱承式筒仓非线性有限元模型。根据增量动力分析法 （IDA）,按照谱相容性原则选取 10 条地震动记录,分别以最大层间位移角和地面峰值加速度作为筒仓结构工程需求参数和地震动强度参数,进行空仓、半仓、满仓三种储粮工况的柱承式筒仓结构地震易损性分析以及地震损伤风险评估。结果表明：（1）三种储粮工况下柱承式筒仓结构最大层间位移角均发生在柱顶位置,支承柱进入塑性状态的层间位移角分别为 0.015、0.013、0.011 rad;（2）储粮质量大小是决定柱承式筒仓结构损伤刚度退化的重要因素; （3）三种储粮工况下的柱承式筒仓结构均满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标;（4）满仓工况筒仓 50 年超越倒塌极限状态的概率为 0.45%,小于 FEMA P750 中定义的 50 年倒塌风险的限值 1%。研究成果可为筒仓结构基于性能的设计研究及抗震性能评估提供依据。     

基于IDA法与Pushover法的混凝土核心筒抗震性能对比分析

足够数量地震输入的增量动力分析方法(IDA方法)是目前最为真实和先进的模拟结构抗震性能手段,而静力推覆分析方法(Pushover Analysis方法)操作简单,更为实用,可以较好揭示结构从弹性到屈服直至倒塌过程中构件的工作状态。采用2种方法对钢筋混凝土核心筒算例进行评估,并作对比分析。结果表明,采用IDA方法得到的4个性能水平与Pushover方法得到的指标限值有一定误差,但均在一定范围之内,采用IDA方法得到顶点位移角限值偏大;采用单一侧力模式的Pushover方法无法完全体现高阶振型及地震动等因素的影响,造成Pushover方法分析结果与结构实际弹塑性地震响应有一定差异。