根据汶川地震探讨断裂带与建筑物桥梁的震害关系

汶川地震由龙门山主中央断裂带发生逆冲断层引起,位于断裂带附近的建筑物、桥梁等破坏非常严重。基于大量现场调查资料,分析了逆冲断层的作用机理及其破坏规律;总结如下：当断裂带主要为逆冲断层时,主破坏方向为垂直于断裂带方向;断裂带上盘主要为朝向断裂带方向的破坏;断裂带下盘主要为背离断裂带方向的破坏。     

汶川地震对白龙江流域地质灾害的影响——以武都区构林坪为例

选取位于白龙江地质灾害最严重的中游区域,且受人类影响较弱的典型泥石流沟构林坪为例,基于SBAS InSAR技术监测分析2008年"5.12"汶川特大地震前后该流域的地表形变特征.研究发现横穿该流域上下游分界处的迭部-白龙江断裂自2008年前以8.0 mm/a的相对速率稳定抬升,在震后迅速增至11.5 mm/a.根据资源卫星、Geoeye,SPOT影像调查资料,与InSAR结果相应,该流域地质灾害的增幅明显上升.地震对地质灾害的作用表现为直接激发作用和潜伏后发作用,在白龙江流域,汶川地震不仅直接引发大量次生地质灾害,还使该流域的岩土结构、强度等遭到破坏,孕育大量潜在灾害,使该地区地质灾害长期并将会频繁发生,次生灾害的分布具有"上盘效应"和沿断裂带集中分布的特点.     

基于GIS的地震火灾动态蔓延模拟

用惠更斯原理对震后火灾的动态蔓延过程进行了模拟,并开发了基于GIS的城市地震次生火灾动态蔓延模拟系统,该系统可以模拟单个 或者多个起火点的动态蔓延过程。研究结果可以定量地估计地震次生火灾对城市的危害,从而在最短时间内给救灾应急提供决策依据。     

高层装配式剪力墙结构地震损伤性能评估

基于混凝土剪力墙结构的地震损伤性能评估标准,并结合振动台试验研究中高层装配式剪力墙结构的不同地震响应,评估其地震损伤性能。根据地震波作用下结构主要抗侧力构件即预制剪力墙/现浇连接部位和耗能构件即叠合连梁的裂缝发生发展规律、破坏形态及地震响应,将其地震破坏等级划分为6级,给出相应的结构性能水平,并基于改进的Park-Ang双参数损伤模型,在不同加速度峰值时由各楼层的损伤指数求得结构的损伤指数;最终提出整体结构基于层间位移角和损伤指数的2类性能量化指标,以评价结构在地震作用下的性能状态。研究结果表明:各楼层位移损伤和滞回耗能损伤的相对比例可以反映结构在弹性和塑性状态下不同的损伤机理;基于层间位移角和结构损伤指数的性能量化指标可以有效评价高层装配式剪力墙结构的不同性能水平。     

汶川地震对村镇建筑地基破坏模式分析

“5.12”汶川8级大地震,摧毁了村镇大批建筑物,造成了大批的人员伤亡,引发了大量的次生地质灾害,如崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等.在汶川地区地质构造背景条件下,结合野外次生地质灾害和现场房屋震害的详细调研,从地震响应和破坏机理人手,分析了地震对村镇建筑地基破坏程度的影响因素,总结了汶川地震中村镇房屋建筑和地基的主要破坏模式;基于土-结构动力相互作用的理念提出了基于刚性地基和柔性地基基础分类的地震震害预防和缓解措施;同时从经济可行性的角度提出乡镇和城区分型而治、分区预防的系统构想.     

隐形梁柱法加固砖砌体墙抗火性能有限元分析

目的为解决简易砖砌体结构抗震抗火性能差的问题,提出在砌体两面粘贴钢板,并用缀条、螺栓连接的隐形梁柱加固的方法.方法运用有限元分析软件ABAQUS分别模拟在火灾单独发生及地震次生火灾情况下,不同隐形梁柱尺寸对加固墙片在不同温度下应力分布、破坏形态、极限承载力、极限位移的影响.结果火灾单独作用下,最优加固墙片W-S-2的极限荷载较未加固墙片在200℃、400℃、800℃下分别提高143.93%、136.98%、145.46%;在200℃、400℃下极限位移分别提高78.41%、53.10%.地震次生火灾作用下,最优加固墙片W-S-1的极限荷载较未加固墙片在200℃、400℃、800℃下分别提高182.47%、170.79%、170.97%;在200℃、400℃下极限位移分别提高35.34%、10.31%.结论加固墙片较未加固墙片的整体应力有所提升且分布更均匀,各部位等效塑性应变减小,延缓了裂缝的产生;极限荷载也有不同程度的提高.隐形梁柱法能有效提高砖砌体墙的抗火性能.     

地震中城市消防调度决策的研究

中国是地震发生频繁且灾害严重的国家,火灾是地震灾害的重要次生灾害,震后对火灾的及时扑救对减少人民生命财产损失具有重要意义.为降低震后火灾造成的损失,通过对城市地震火灾的特点所进行的分析,总结了与火灾扑救相关的建筑物、道路、桥梁、给水系统等的灾害预测规律,提出了地震灾害下的消防调度决策方法和实施步骤,并建立了基于多起点最短路径计算和考虑道路通行概率的消防调度决策模型.该模型对加快应急救援速度、提高城市的整体救灾能力,具有重要的现实意义.     

考虑防火门易损性的震后火灾模拟

探讨一种基于BIM技术的震后次生火灾模拟技术,定量评估防火门损伤对室内火灾温度场分布的影响.通过选取3条场地类型及地震设计分组一致的地震波对9层Bench-mark钢结构模型进行非线性结构分析,并以层间位移角作为非结构构件门损伤的评估指标,结合FEMA P-58中门易损性曲线建立防火门损伤模型,进而基于BIM且利用得到的防火门损伤模型快速准确地建立建筑火源信息模型,导入Pyrosim模拟分析其对火灾温度分布的影响,并得到基于燃烧物与着火点位置关联下的真实温度场分布.研究结果表明:防火门损伤数量的增加直接影响框架柱的温度,且数量越多框架柱温度越高;除位于着火点及未燃烧的防火分区外,位于其他防火分区的框架柱考虑门损伤的温度明显高于未考虑门损伤的情况,最大达483.98℃;且着火点位于不同层数时,各层达到温度边界值的框架柱数量存在差异.     

拱坝-无限地基系统非线性地震超载分析

汶川地震的经验表明,高拱坝可能遭受远超其设计烈度的强地震作用.研究拱坝的地震损伤破坏情况,探究其地震超载潜力,对于防止发生严重的地震灾变具有重要意义.在拱坝的动力分析中,采用宏观均质假定基础上考虑混凝土细观非均匀性影响的地震损伤破坏模型,以及基于阻尼溶剂抽取法的拱坝-地基动力相互作用模型以考虑无限地基辐射阻尼的影响,研...     

方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点地震损伤演化过程分析

为研究方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点在地震作用下的损伤演化过程,基于4个方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点的抗震性能试验,运用有限元分析软件ABAQUS对梁柱节点进行了数值分析,并选取了适用于此类异型节点的双参数地震损伤模型.通过有限元结果和损伤模型分析了不等高钢梁框架节点在低周反复荷载作用下的损伤发展过程.结果表明:所选取的损伤模型能更好地反映节点从"基本完好"到"完全破坏"的损伤演化规律,且能够定量确定节点不同破坏程度的损伤限值;节点的地震损伤主要集中在高梁上下翼缘螺栓连接处,并随着加载循环次数的增加,损伤累积不断加大,最终破坏模式为高梁端塑性铰破坏.研究结论为该类节点基于损伤的抗震设计方法以及地震损伤评估提供了理论依据.     

多层工业厂房火灾后加固设计与抗震性能分析

为探究多层钢筋混凝土工业厂房在加固前后以及火灾前后的抗震性能变化情况,围绕火灾后多层工业厂房的加固设计和抗震性能分析展开研究.首先,建立多层钢筋混凝土框架结构火灾后抗震性能的有限元分析方法;随后,介绍某多层工业厂房结构特点和火灾后结构损伤情况,据此综合利用增大截面、粘贴钢板和粘贴纤维复合材料等方法对结构进行了加固设计;进而,建立了结构三维有限元模型,开展了结构动力特性和弹性地震响应分析;最后,进行了结构的动力弹塑性分析,探究了火灾前、后结构整体的抗震性能和加固措施对火灾后结构抗震性能的改善,并探讨了不同地震动特性对多层钢筋混凝土框架抗震性能的影响.研究结果表明:火灾后,整体结构地震响应明显大于火灾前,层间位移角最大增加了143％,且不同楼层层间位移角的增大幅度与楼层受火情况密切相关;近场地震作用下的结构响应大于远场地震,罕遇地震作用下底层层间位移角在近场地震作用下可达远场地震作用的2.71倍;所提出的加固方案有效提升了结构抗震性能,罕遇地震作用下底层层间位移角平均减少115.7％.研究成果可为多层工业厂房火灾安全性评估和加固设计提供参考.     

江油地区汶川震害房屋调查与分析

从结构形式、抗震设防、建设年代及所在区域等方面,对汶川震后江油地区震害房屋进行了实地调查分析,进而作出了总体评价．基于砖木结构、砖混结构、钢筋混凝土框架结构构件的震害情况,总结了它们的震害特征;结合设计、施工、管理相关规范及标准,分析了它们的震害原因;提出了增强震区房屋抗震性能的一些有益措施．     

基于SS-TFN耦合模型的潜在地震次生火灾风险评估

由于地震灾害及次生火灾在演化过程所产生的交叉性、耦合性和复杂性等特征,导致次生火灾一般呈高斯分布或近似高斯分布,特别当研究区域内样本数据精度不高或信息不足时,利用传统评估模型及方法有一定的局限性。本文在Monte Carlo随机模拟基础上,结合三角模糊数理论,建立地震次生火灾潜在风险评估的SS-TFN耦合模型,首先,利用专家意见和AHP法来确定指标权重度量值,然后,利用具有11级划分标准的模糊语义,定量描述城市地震次生火灾灾害风险评估指标的风险级别和风险重要性,其次,建立研究区域内待评城市综合风险取值的置信区间范围,最后,对研究区域各城市的次生火灾状况进行综合评估。研究结果表明：经耦合模型模拟实验20000次时,其计算结果已收敛,可得各城市的系统综合风险模拟值的置信水平95%下的置信区间值,可为抗震防灾规划提供相关决策支持。     

矿区地层结构弱化与矿区地震灾害

我国为地震多发国家，许多矿区都位于高烈度地震设防区。煤炭开采使得矿区地层结构严重弱化，由于采掘作用而诱发的矿区地震发生频繁。文中分析了导致矿区地层结构弱化的主要因素和矿区主要地震灾害的类型，并对矿区地层结构弱化对矿区地震灾害的关系进行了探讨。指出矿区地层结构的弱化不仅降低了系统自身稳定性的调节能力，而且起到了系统内部加载的作用，是发生矿区诱发地震的前提：另一方面，弱化的地层结构其抗震能力大大降低，其地面和地下构筑物在地震力的作用破坏将更严重。     

北川地震遗址震害建筑物遥感数字化保存与震害特征分析

2008年5月12日发生的Ms8.0级汶川大地震致使北川老县城满目疮痍从而搬迁重建。北川老县城是汶川地震中破坏最为严重,震害类型最为全面多样的震区,地震遗址完整得保留了地震后的原始景象,泥石流、滑坡、堰塞湖等次生灾害类型丰富,建筑物受损倒塌形式多样,具有极高地科研价值与历史价值。露天的地震遗址受其它自然灾害的影响易随时间逐渐消失,为使地震遗址得以永久的保存,收集整理了汶川地震后北川老县城地震遗址的光学遥感、合成孔径雷达、激光雷达等多种数字化形式的遥感图像,分析了不同类型图像在北川老县城地震建筑物遗址数字化保存应用中的作用,同时为最大可能的发挥地震遗址遥感影像中建筑物破坏类型多样的作用,从多类型影像分析的角度,基于遗址丰富的数据资源,研究分析了不同震害程度建筑物在多源遥感图像中的表现特征与成像机理,为后续震害信息提取与评估研究数据支撑与理论依据。     

高G值铅芯隔震橡胶支座水平性能的反复加载次数相关性试验研究

铅芯隔震橡胶支座被广泛应用于建筑隔震、桥梁隔震及特别重要结构隔震中,以保护其在地震时免遭破坏。在地震多发地带,上述隔震结构会经常遭遇地震作用。支座反复加载试验是用来模拟支座较长时间地震作用时其力学性能随加载圈数增加而变化的情况。采用三种较高G值的铅芯隔震橡胶支座,试验研究了不同加载频率、温度、竖向压力、水平应变对其反复加载规律的影响。探讨了支座在反复加载前后不同时间其基本抗震力学性能的变化情况。给出了高G值铅芯支座在标准温度下力学参数的反复加载变化情况的拟合公式。     

木结构古建筑室内火灾发展的数值分析

消防安全是所有类型建筑中的重要问题,特别是在木结构古建筑中。在本文中,室内火灾实验是在一个高火灾荷载的木结构古建筑的全尺寸模型中进行,并通过烟气和火焰蔓延来探索火灾的增长及蔓延方式。使用FDS软件模拟不同火灾情景下火灾的发生发展过程,以研究火灾发展的影响因素,并预测木结构古建筑的火灾特征。结果表明,火源在大殿的角落和屋顶处易引起火灾蔓延;大殿内火灾荷载越多,火灾蔓延速度越快;木材的热解温度越低,发生轰燃时间越短。     

钢筋混凝土框架结构地震失效模式优化

地震作用下钢筋混凝土框架结构薄弱部位易发生损伤破坏,从而引起结构失效,针对结构的失效模式进行优化有利于提高结构的抗震性能.为此,以结构构件、结构层以及结构整体的损伤准则为约束方程,采用以结构构件损伤值相等为目标的优化设计方法,通过二次开发的钢材和混凝土的弹塑性损伤本构模型,应用纤维单元模型对强震作用下钢筋混凝土框架结构的失效模式进行了优化.以12层钢筋混凝土框架结构Benchmark模型为例,对双向El-Centro地震动作用下结构各构件的抗震性能进行优化,并对优化前后结构的动力响应和损伤发展进行分析,结果表明最优结构损伤集中得到有效的控制,结构各层损伤分布更加均匀,结构整体损伤减小,结构的抗震性能得到明显提高.     

汶川地震中底层框架砖房震害特点及分析

底层框架砖房是一种混合结构形式,底部一层全部或部分采用钢筋混凝土框架承重,上部多层采用砖墙承重,在我国城镇地区应用非常广泛,通常具有"上刚下柔"的结构特性。512汶川地震中不同烈度地区均有大量该类建筑严重破坏甚至倒塌,也有部分位于极震区的底框砖房表现出很好的抗震性能。地震发生后,四川大学组织了考察队,对地震灾区建筑物的震害情况进行了广泛深入的科学调查。在介绍和总结了汶川地震中底框砖房的表现——底层过大的水平侧移、过渡层严重破坏或完全坍塌、底层严重破坏或房屋完全倒塌、上部砌体整体发生侧移、以及设计和施工质量良好的底层抗震墙砖房"大震不倒"的基础上,得出以下结论和建议:在抗震设防地区应禁止使用部分底框砖房,地震中过渡层的实际受力情况与设计所采用的受力状态有明显的区别,规范应考虑砌体和钢筋混凝土材料的不同力学性质来制定上下层刚度比要求,明确对过渡层的延性和强度要求,明确该类结构抗震概念设计的具体措施。