城市地震次生火灾蔓延模型研究

地震次生火灾是震后发生最为频繁和造成灾害损失最为严重的次生灾害。随着城市化进程的加快,原本城乡结合处的老旧建筑成片区大量存在,一旦地震发生,建筑破坏尤为严重,区域建筑密集等因素为次生火灾的发生和蔓延提供了基础条件,因此对城市地震次生火灾研究显得尤为重要。从工程应用出发,通过确定火灾蔓延的经验参数,建立了基于建筑的城市地震次生火灾蔓延模型,模型主要包括建筑内火灾蔓延和相邻建筑之间的火灾蔓延两个过程,模型中考虑了建筑结构类型、地震对建筑破坏、风速和风向和相邻建筑蔓延的极限距离等影响因素对蔓延的影响。利用1995年日本阪神大地震中水笠公园周边建筑火灾蔓延实际数据,与本文建立的模型模拟结果进行对比分析,说明该模型具有较好的可信度。

基于深度学习的建筑破坏状态智能评估研究

地震发生后需要对震害区域建筑物破坏等级进行快速评估,以便于震后辅助决策和应急救援。通过分析建筑物外立面震害照片数据,挖掘不同建筑破坏等级与其立面图像特征潜在的映射关系,建立基于震害图像数据的建筑破坏状态智能评估深度学习方法,并应用于都江堰的地震调查数据。首先,训练获得了DeeplabV3+图像语义分割深度神经网络模型,实现在震后复杂背景下的建筑物外观整体的分割提取。进一步,利用迁移学习进行ResNeXt网络参数训练用于图像分类,实现建筑物地震破坏等级的评估。分析了都江堰地震现场调查数据,实验结果表明,所提方法能够较精细地将建筑破坏划分为基本完好、损坏和倒塌三类,准确率达到90.33%。评估模型可直接应用于震后建筑状态的较精细评估,且对外立面图像拍摄角度无较高要求,对图像背景鲁棒,可避免环境因素影响。相较于人工判断,研究方法提高了工作效率,缓解了调查者主观性判断带来的离散性影响,具有良好的应用潜力。

基于震害的地震次生火灾高危害区模型研究

本文以区域内工程结构(建筑物、交通设施和供水设施等)的地震破坏为基础,综合考虑小区建筑密度、人口密度、可能引发地震次生火灾的着火点密度、建筑类型、消防设施状况、消防站点到达时间和小区内道路密度等影响地震次生火灾发生和蔓延的因素,利用层次分析方法对这些影响因素进行量化,建立了小区地震次生火灾高危害小区评价模型。该模型的建立对于城市小区的地震次生火灾危险性评估提供了切实可行的评价方法,对城市小区日常防火安全也有一定的参考价值。

基于GIS的城市地震建筑物次生火灾蔓延模型

考虑城市地震次生火灾发生和蔓延的实际情况,以城市内地震破坏下的建筑物为火灾蔓延的主要载体,从工程应用的角度按不同结构类型给出了次生火灾蔓延参数,并建立了不同类型结构蔓延的临界距离等;考虑地震破坏下和不同风速对燃烧参数的影响,建立了以建筑物为对象的城市地震次生火灾蔓延模型。并以地理信息系统为平台,开发了城市地震次生火灾蔓延模拟系统。该模型的建立可为防御和减轻城市地震次生火灾提供辅助决策,同时对城市日常防火也有一定的参考价值。

基于GIS的毒气泄漏和扩散模拟及其影响评估

详细讨论了基于GIS(ArcView3.2)的毒气泄漏与扩散模拟的实现及扩散影响的评价。考虑到GIS二次开发语言的局限性,利用外部程序语言开发了毒气扩散浓度空间分布的计算程序,动态链接到GIS系统中来实现模拟。为减轻城市和大型企业在地震下有毒物质的泄漏与扩散灾害和应急反应提供了有效手段,也为平时有毒物质类重大危险源的管理提供了依据。

地震间接经济损失研究

对发生在我国大陆地区的20余次地震中相关的40多个地区地震前后的经济情况进行了统计分析,利用国内生产总值(GDP)的变化估计了地震灾害造成的间接经济损失,对地震间接经济损失与直接经济损失之间的比率关系进行分析研究,可为将来地震间接经济损失估计提供参考。

从2013年的几次地震看农村建筑抗震中存在的几个问题

2013年4月20日,四川芦山县发生Ms7.0级,7月22日甘肃岷县漳县发生Ms6.6级,10月31日,11月23吉林松原前郭尔罗斯蒙古族自治县(简称前郭县)分别发生Ms5.5和Ms5.8级地震。笔者有幸在震后第一时间参加到三地地震现场地震应急,深入到地震灾区,进行地震现场建筑物震害调查和灾害评估工作。几次地震震中分别位于我国西南地区、西北地区和东北地区,这些地区的农村建筑既具有一些共性,也有一定的地域特性。笔者从实际震害调查中,总结了我国农村建筑抗震中存在的几个问题,为城镇化建设中如何提高农村建筑的抗震性能提供一些参考。

大庆油田防震减灾信息管理系统建设

近年来,GIS技术被广泛地应用于城市或区域的防震减灾信息管理系统的建设。本文着重论述了大庆油田有限责任公司防震减灾信息管理系统的建设,以及建成后的系统所包含的主要内容和所能实现的功能。应用GIS技术建设大型企业防震减灾系统是一个新的尝试,所完成的系统不但能对企业在地震应急中起到辅助决策作用,而且对于日常管理也是十分方便的。该系统的运行为大型企业防灾系统的建设提供了思路和借鉴。

芦山M_s7.0级地震社会影响调查与分析

2013年4月20日芦山Ms7.0级地震20多天后,中国地震局工程力学研究所科学考察组针对芦山地震灾区设计了一套关于地震社会影响的调查问卷,目的是调查芦山地震造成的社会影响情况、对灾民生活影响情况、以及震后灾民的精神状况,为建立地震灾害社会影响评估模型提供依据。调查了地震现场高、中、低烈度区内不同受教育程度、性别、年龄的各类人员共94人,分类统计了震后灾民的应急反应、心理状态、生产生活影响情况等,表明目前我国防震减灾科普和宣传教育工作不足;公众对地震中有效的避险常识的匮乏;生命线系统的恢复时间与烈度有关,烈度越高的区域内,其功能恢复的时间越长;公众自愿参加地震保险的意愿很低。

故障树分析方法评估储油罐地震次生火灾

储油罐次生火灾是震后一种很严重的灾害。日本新泻地震(1964)和土耳其依兹米特地震(1999)中发生的油罐火灾,造成了巨大的经济损失和人员伤亡。在研究储油罐地震震害经验和次生火灾震害经验的基础上,提出关于影响其地震次生火灾发生的事件主要可考虑以下几个方面:地震造成油罐的破坏程度,地震造成油罐附属连接设施的破坏程度,以及供电系统破坏程度和地震时各种碰撞火花等。建立了评估储油罐地震次生火灾的故障树模型。该评估模型可应用于储油罐地震次生火灾的危险性评估中,为防止储油罐次生火灾提供对策和城市防震减灾工作服务。

基于震害资料的云南地区砌体结构易损性研究

砌体结构房屋是存在于我国的一种量大面广的结构。针对一个地区砌体结构开展结构地震易损性分析,有利于把握该地区砌体结构整体抗震性能,对于该地区防震减灾工作的开展有着重要的指导意义。该研究收集整理了2001年到2010年10年间发生于云南地区地震的震后砌体结构震害资料,并对震后统计得到的震害矩阵进行分析,发现云南农村地区砌体结构的抗震性能与所在地区的抗震设防标准相关性小,而城区砌体结构与所在地区抗震设防标准相关性较强;由于所收集的资料中缺乏Ⅸ、Ⅹ烈度区的震害资料,从而给出了云南农村和城区不完备的砌体结构经验震害矩阵;进一步采用贝塔概率密度分布函数来拟合震害指数的分布,并根据标准震害矩阵和某一烈度下建筑物已知的震害分布得出其他烈度下的震害分布,最后给出了云南农村和城区砌体结构震害矩阵和易损性曲线。该研究可为云南地区的防震减灾规划、地震灾害预测提供参考。

震后生命线系统功能恢复初步研究

针对地震造成的供电、通讯、供水和燃气4类生命线系统破坏的功能恢复开展初步研究。基于日本宫城地震和阪神大地震的这4类生命线系统功能的震后恢复时序调查资料,结合我国生命线系统特点,建立了指数形式的生命线系统震后功能恢复函数,并定义了恢复函数衰减指数A。在总结我国几次地震生命线工程震害特点的基础上,确定了4个系统衰减指数取值区间和原则。最后,将唐山大地震震后供电、通讯和供水3个系统和汶川地震震后绵阳市供气系统的实际恢复时间与由功能恢复函数计算所得时间进行对比,结果表明2组数据符合度较高,验证了所建立的生命线功能恢复函数的有效性,且A是可反映各生命线系统重要程度、修复难易程度及震后应急决策修复措施有效性的综合变量。

城市地震次生火灾研究

我国是一个多地震的国家,也是世界上遭受地震灾害最为深重的国家之一,地震灾害严重威胁着人民的生命财产安全,也成为制约和谐社会发展的一个重要因素。地震次生火灾是发生频率最高的地震次生灾害,次生火灾的发生加重了地震灾害的破坏。另外，我国城市化进程的日益加快，使得地震次生火灾研究显得更加紧迫。

地震人员伤亡指数与人员伤亡状态函数

定义了地震人员伤亡指数和初始人员伤亡指数，构筑了人员伤亡状态函数，并进行了参数分析。

建筑物震后火灾发生与蔓延危险性分析的概率模型

本文探讨了建筑结构物震后可能发生的次生火灾的不确定性,给出分析的基本思路,提出了与建筑结构地震破坏状态相关的次生火灾发生和蔓延的危险性概率模型。通过对相关参数的初步量化分析,结合城市防灾工作中广泛使用的地理信息系统,给出了用于城市建筑物震后可能发生火灾或使火灾蔓延的危险性分析和次生火灾高危险区域的确定方法。

地震次生毒气泄漏与扩散的数值模拟与动态仿真

文章对破坏性地震中可能发生的次生毒气泄漏与扩散灾害进行了数值模拟与动态仿真研究 ,设定了几种有实际意义的数值分析模型 ,分别进行了结构地震破坏、有毒有害气体泄漏、在一定泄漏和气象条件下的向周围空间扩散的动态仿真研究 ,给出了典型毒气扩散过程中可致人员死亡、严重危险和有感区域的范围的动态变化结果。作者认为地震次生毒气泄漏与扩散研究对大地震应急、城市和大型企业防灾都有重要的意义和广阔的应用前景。

地震人员伤亡的动态评估

引入了初始人员伤亡矩阵的概念，并借助于几个概率分布函数确定了砖砌体结构的初始人员伤亡矩阵，建立了地震人员伤亡动态量化评估方法，并以唐山地震为例使用该方法进行再评估，得到了一些应用结果。

基于GIS的地震次生灾害数值模拟

破坏性地震伴随发生的火灾、毒气泄漏与扩散、爆炸等次生灾害所造成的损失不容忽视。综述了在GIS(地理信息系统)支持下利用相应的数学模型,对几种典型的地震次生灾害进行的数值模拟的研究成果。该方面的研究对防灾和地震应急都有重要的意义。

钢混结构物受外来飞射体撞击的破坏效应研究

本文结合对美国世贸中心大楼被撞击破坏效应的分析,研究了钢混结构物受外来飞射体撞击产生的结构构件的剥离与贯通,整体冲击振动和搭载燃料火灾对结构破坏作用等破坏效应问题,提出了相应的抗撞击防护措施的建议。

地震灾害链概率分析及断链减灾方法

通过引入灾害链理论对城市及石化系统因破坏性地震作用而引发的次生灾害进行研究。基于灾害链理论分析地震灾害链的成灾机理,建立基于主要影响因素的地震灾害链物理模型,通过对灾害要素间内在联系初步构建定量分析的概率评估模型;经算例分析评估给出次生灾害的发生概率,找出地震灾害链中各灾害要素间的关键环节,提出针对性的断链措施建议;最后,给出基于地震灾害链原理的断链减灾方法的一般步骤。研究成果为震前的次生灾害预防、震后采取有效的应急措施提供新的评估方法。