地震工程学12(地震震害预测)-翟永梅
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同济大学
Tongji University
上海防灾救灾研究所
Shanghai Institute of Disaster Prevention
三、地下管网连通可靠性
• 地下管网的震后功能主要与连通可靠度有关。因此，
对地下管网的震害预测，应在管线震害概率评价基础 上，进一步研究网络系统的连通可靠度。在网络系统 分析方面，比较有影响的有SSP （Series Systems in Parallel—并联的串联系统网络）算法，蒙特卡 罗模拟法及模糊图分析方法。
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第二节
地下管网的震害预测
• 对于现代城市，一旦电力、通信、交通、供水、供气 等公共设施遭受破坏，整个城市的功能将受到严重损 害。因此，人们把这些工程系统形象地称为生命线工 程。 一、地下管线震害及影响因素 二、地下管线的震害评价方法
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一、经验公式法 • 经验公式法是指根据震害资料统计回归分析给出的关系 进行结构物震害预测的方法。 • 回归公式中参数的选取根据是历史震害经验的总结和地 震工程理论研究的阶段性成果。 • 经验公式的计算结果一般用震害指数表达，也有用震害 等级表达的。
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第十二章 地震震害预测
建筑物震害预测 地下管网的震害预测
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①101思想政治理论②201英语一③601普通地质学④804构造地质学或805 第四纪地质学
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05地震构造与长期地震危险性评价闻学泽
①101思想政治理论②201英语一③302数学二或601普通地质学④804构造地质学
06 网络数据处理与服务、GIS技术应用李闽峰
11重力学付广裕 ①101思想政治理论②201英语一③302数学二④801地球物理学或802普通物理（乙）
12 地球物理和地震预测张晓东
①101思想政治理论②201英语一③302数学二④801地球物理学或802普通物理（乙）
01数字地震探测与反演陈棋福
①101思想政治理论②201英语一③302数学二④801地球物理学或802普通物理（乙）或803信号与系统
02 地震波资料的应用与解释高 原
06大地测量与地壳形变金红林 ①101思想政治理论②201英语一③302数学二④801地球物理学
07 数字地震学赵翠萍
①101思想政治理论②201英语一③302数学二④801地球物理学或802普通物理（乙）或803信号与系统
①101思想政治理论②201英语一③302数学二④801地球物理学或802普通物理（乙）
我国地震工程领域首个大型科学装置落户天津
我国地震工程领域首个大型科学装置落户天津
柳建乔
【期刊名称】《大地测量与地球动力学》
【年(卷),期】2018(38)11
【摘要】天津大学牵头的国家重大科技基础设施——大型地震工程模拟研究设施近日由国家发改委批复立项。
该设施包括三大系统:地震工程模拟试验系统、高性能计算与智能仿真系统、试验配套与共享系统。
该项目将建设尺寸和载重量更大的地震模拟振动台、能同时模拟地震与水下波流耦合作用的振动台台阵试验装置,将大幅提升我国地震工程领域的创新能力。
【总页数】1页(P1136-1136)
【关键词】地震工程;天津大学;试验装置;地震模拟振动台;模拟试验系统;科学;智能仿真系统;研究设施;
【作者】柳建乔
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】P315.9
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高分辨率遥感图像在城市快速震害预测中的应用研究
高分辨率遥感图像在城市快速震害预测中的应用研究赵琪;翟永梅;李铁铮【摘要】Taking a county in Henan province as an example, this paper analyzed the high resolution remote sensing image, got the buiding information successfully, built the damage matrix and assessed the seismic ability under frequent and rare earthquake with comprehensive earthquake risk index. Contracted with the filed survey, the HRRSI method has high precession with low error, which can meet the practical application satisfyingly. The result shows that HRRSI is extremely helpful and promising in the earthquake damage prediction.%以河南省某县城为例,通过分析高分辨率遥感图像,获取建筑物的属性信息,结合相关调查数据,建立震害矩阵,得到震害预测结果,计算综合地震危险性指数,评价该区域综合抗震能力.与实际调研结果对比后发现,基于高分表率遥感图像的建筑物信息提取技术具有较高精度,能够满足大范围快速震害预测的需要.【期刊名称】《灾害学》【年(卷),期】2012(027)002【总页数】5页(P72-76)【关键词】高分辨率遥感影像;建筑物信息;震害矩阵;综合地震危险性指数;震害预测【作者】赵琪;翟永梅;李铁铮【作者单位】同济大学结构工程与防灾研究所,上海200092;同济大学上海防灾救灾研究所,上海200092;中国建筑东北设计研究院,辽宁沈阳110006【正文语种】中文【中图分类】P315.90 引言地震灾害是一种突发性强、破坏力巨大的自然灾害。
地震工程学-反应谱和地震时程波的相互转化matlab编程
地震工程学作业课程名称: 地震工程学指导老师: ______ 翟永梅__________ 姓名: ________ 史先飞________ 学号: ______ 1232627 ________一、地震波生成反应谱1所取的地震波为Elce ntro地震波加速度曲线，如图1所示。
400系列1图1 Elce ntro 地震波加速度曲线2所调用的Matlab程序为：***********读入地震记录***********ElCentro;Accelerate= EICentro(:,1)*9.8067;% 单位统一为m和sN=length(Accelerate);%N 读入的记录的量time=0:0.005:(N-1)*0.005; % 单位s颊始化各储存向量Displace=zeros(1,N); % 相对位移Velocity=zeros(1,N); % 相对速度AbsAcce=zeros(1,N); % 绝对加速度***********A,B 矩阵***********Damp=0.02; %阻尼比0.02TA=0.0:0.05:6; %TA=0.000001:0.02:6; % 结构周期Dt=0.005; %地震记录的步长%己录计算得到的反应，MaxD为某阻尼时最大相对位移，MaxV为某阻尼最大相对速度，MaxA某阻尼时最大绝对加速度，用于画图MaxD=zeros(3,length(TA));MaxV=zeros(3,length(TA));MaxA=zeros(3,length(TA));t=1;for T=0.0:0.05:6NatualFrequency=2*pi/T ; % 结构自振频率DampFrequency=NatualFrequency*sqrt(1-Damp*Damp); % 计算公式化简e_t=exp(-Damp*NatualFrequency*Dt);s=sin(DampFrequency*Dt);c=cos(DampFrequency*Dt);A=zeros(2,2);A(1,1)=e_t*(s*Damp/sqrt(1-Damp*Damp)+c);A(1,2)=e_t*s/DampFrequency;A(2,1)=-NatualFrequency*e_t*s/sqrt(1-Damp*Damp);A(2,2)=e_t*(-s*Damp/sqrt(1-Damp*Damp)+c);d_f=(2*Damp A2-1)/(NatualFrequency A2*Dt);d_3t=Damp/(NatualFrequency A3*Dt);B=zeros(2,2);B(1,1)=e_t*((d_f+Damp/NatualFrequency)*s/DampFrequency+(2*d_3t+1/NatualFrequencyA2)*c)-2*d_3 t;B(1,2)=-e_t*(d_f*s/DampFrequency+2*d_3t*c)-1/NatualFrequencyA2+2*d_3t;B(2,1)=e_t*((d_f+Damp/NatualFrequency)*(c-Damp/sqrt(1-DampA2)*s)-(2*d_3t+1/NatualFrequencyA2 )*(DampFrequency*s+Damp*NatualFrequency*c))+1/(NatualFrequencyA2*Dt); B(2,2)=e_t*(1/(NatualFrequencyA2*Dt)*c+s*Damp/(NatualFrequency*DampFrequency*Dt))-1/(NatualF requencyA2*Dt);for i=1:(N-1) % 根据地震记录，计算不同的反应Displace(i+1)=A(1,1)*Displace(i)+A(1,2)*Velocity(i)+B(1,1)*Accelerate(i)+B(1,2)*Accelerate(i+1);Velocity(i+1)=A(2,1)*Displace(i)+A(2,2)*Velocity(i)+B(2,1)*Accelerate(i)+B(2,2)*Accelerate(i+1);AbsAcce(i+1)=-2*Damp*NatualFrequency*Velocity(i+1)-NatualFrequencyA2*Displace(i+1);endMaxD(1,t)=max(abs(Displace));MaxV(1,t)=max(abs(Velocity));if T==0.0MaxA(1,t)=max(abs(Accelerate));elseMaxA(1,t)=max(abs(AbsAcce));endDisplace=zeros(1,N);% 初始化各储存向量，避免下次不同周期计算时引用到前一个周期的结果Velocity=zeros(1,N);AbsAcce=zeros(1,N);t=t+1;End********** *PLOT ***********close allfigure %绘制地震记录图plot(time(:),Accelerate(:))title('PEER STRONG MOTION DATABASE RECORD')xlabel('time(s)')ylabel('acceleration(g)')gridfigure %绘制位移反应谱plot(TA,MaxD(1,:),'-.b',TA,MaxD(2,:),'-r',TA,MaxD(3,:),':k')title('Displacement')xlabel('Tn(s)')ylabel('Displacement(m)')legend(' Z =0.02')Gridfigure %绘制速度反应谱plot(TA,MaxV(1,:),'-.b',TA,MaxV(2,:),'-r',TA,MaxV(3,:),':k') title('Velocity') xlabel('Tn(s)')ylabel('velocity(m/s)')legend(' Z =0.02')Gridfigure %绘制绝对加速度反应谱plot(TA,MaxA(1,:),'-.b',TA,MaxA(2,:),'-r',TA,MaxA(3,:),':k')title('Absolute Acceleration')xlabel('Tn(s)')ylabel('absolute acceleration(m/s A2)')legend(' Z =0.02')Grid3运行的结果得到的反应谱OO MQS^tiL4i YHn£m g15 -l^gu■盒—H 图2位移反应谱RnlaJE一"UJ一r u'q :I.图3速度反应谱--丄4图4加速度反应谱、反应谱生成地震波1所取的反应谱为上海市设计反应谱设计反血［普图5上海市设计反应谱2反应谱取值程序为：%规范反应谱取值程序参照01年抗震规范function rs_z=r_s_1(pl,zn,ld,cd,fz) %%%pl 圆频率，zn 阻尼比，ld 烈度,cd 场地类型，场地分组fz %%%%度选择if ld==6arfmax=0.11;endif ld==7arfmax=0.23;endif ld==8arfmax=0.45;endif ld==9arfmax=0.90;end%%%%地类别，设计地震分组选择if cd==1if fz==1Tg=0.25;endif fz==2Tg=0.30;endif fz==3Tg=0.35;endendif cd==2if fz==1Tg=0.35;end iffzE T g u o.4c?end=h f z s3TgM0.45- endendIFOO-HHWiffzMM 」TgM0.45-endiffzE TgHO.55-end=h f z s3Tg"0.65_ endend ifcdMM4iffzMM 」Tg"0.65_ endiffzE Tg"0.75_ end =h f z s 3T g u o .9c?end end %%%%%%%%% c e i s-M z n -%%%%<wm 民_2忒002+(005占毁5))00_if 3X 0-mMMO 八end _m R5巴 +(005占包5))二006+」.7*c e i s-)_if_m R5A 0.55-m R5M 0.55 八end sjzsMO.9+(oo5—ceis-)/(o.5+5*ceis-)八%%%<^^wT 」T2T3TglT3=5*Tg;T_jg=2*pi./pl;%%%第一段0〜T1if T_jg<=T1 arf」g=0.45*arfmax+(lmt2*arfmax-0.45*arfmax)/0.1*T」g;end%%%第二段T1〜T2if T1<T_jg &T_jgv=T2arf_jg=lmt2*arfmax;end%%%第三段T2~T3if T2<T_jg &T_jgv=T3arf_jg=((Tg/T_jg)A sjzs)*lmt2*arfmax;end%%%第四段T3〜6.0if T3<T_jg &T_jgv=6.0arf_jg=(lmt2*0.2Asjzs-lmt1*(T_jg-5*Tg))*arfmax;end%%%第五段6.0〜if 6.0<T_jgarf」g=(lmt2*0.2Asjzs-lmt1*(6.0-5*Tg))*aifmax;end%%%%反应谱值拟加速度值rs_z=arf_jg*9.8;end3生成人造地震波主程序：%%主程序%%%%%%%确定需要控制的反应谱Sa(T)仃=T1,…,TM)的坐标点数M,反应谱控制容差rcTyz=[0.04:0.016:0.1,0.15:0.05:3.0,3.2:0.05:5.0];rc=0.06;nTyz=length(Tyz);ceita=0.035;%%% 阻尼比：0.035for i=1:nTyzSyz(i)=r_s_1(2*pi/Tyz(i),ceita,8,2,1); %%%%8 度，2 类场地，第1 地震分组end%%%%%变换的频率差：2*pi*0.005(可以保证长周期项5s附近有5项三角级数)；%%%频率变化范围N1=30, 30*0.005*2*pi ;N2=3000, 5000*0.005*2*piplc=2*pi*0.005;pl=30*0.005*2*pi:0.005*2*pi:10000*0.005*2*pi;npl=length(pl);P=0.9; %%%保证率%%%%人造地震动持续时间40s，时间间隔：0.02sTd=40;dt=0.02;t=0:0.02:40;nt=length(t);%%%%%衰减包络函数t1=8; %%%%t升段t2=8+24; %%%%平稳段;下降段则为40 - 32 = 8sc=0.6; %%%瘵减段参数for i=1:ntif t(i)v=t1f(i)=(t(i)/t1F2;endif t(i)>t1 & t(i)<t2f(i)=1;endif t(i)>=t2f(i)=exp(-c*(t(i)-t2));endend%%%%%反应谱转换功率谱for i=1:nplSw(i)=(2*ceita/(pi*pl(i)))*r_s_1(pl(i),ceita,8,2,1F2心2*log(-1*pi*log(P)/(pl(i)*Td)));Aw(i)=sqrt(4*Sw(i)*plc);end%%%%%%%%%%合成地震动at=zeros(nt,1);atj=zeros(nt,1);for i=1:nplfai(i)=rand(1)*2*pi;for j=1:ntatj(j)=f(j)*Aw(i)*real(exp(sqrt(-1)*(pl(i)*t(j)+fai(i))));endat=at+atj;end%%%%%计算反应谱验证是否满足rc在5%的要求,需要时程动力分析%%%%%%%%%%%% response spectra of callidar%%%%%%% parameterg=9.8;m=1;xO=O;vO=O;ww=2*pi./Tyz;%%%%%%%% loadag=at; %%%%%% 修改%%%%%%% solutionfor y=1:nTyzz=0.037;w=ww(y);c=2*z*w;k=w A2;for i=1:nt-1p(i)=-ag(i+1)+ag(i);aO=m\(-ag(i)-c*vO-k*xO);kk=k+(dtA2)\(6*m)+dt\(3*c);pp=p(i)+m*(dt\(6*vO)+3*aO)+c*(3*vO+2\(dt*aO));dx=kk\pp;dv=dt\(3*dx)-3*vO-2\(dt*aO);x仁xO+dx;xO=x1;v1= vO+dv;vO=v1;as(i)=aO;as(i)=as(i)+ag(i);vs(i)=vO;xs(i)=xO;endmaxas(y)=max(as);maxvs(y)=max(vs);maxxs(y)=max(xs);endfor i=1:nTyzrspa(i)=maxas(i);end%%%%%比较容差for i=1:nTyzrcrsp(i)=abs(rspa(i)-Syz(i))/max(Syz(:));endjsnum=1;while max(rcrsp(:))>rc%%%%%!环体函数blxs=Syz./rspa;for X S X S A 5P -if 2*pi/p-(xsxsATyzu)b_xs 」(xsxs)Mb_xsu)八 end forSXSXM+nTyz 匕if(2*pi/p-(xsxs)VMTyz(sxsx))3(2*pi/p-(xsxsAMTyz(sxsxi))b_xs 」(xsxs)Mb_xs(sxsx)+(b_xs(sxsx+」)—b_xs(sxsx))*(2*pi/p-(XSXSTTyz(sxsx))/(Tyz(sxsx+」)—Tyz(sxsx))八end end if 2*pi/p-(xsxs)VTyz(nTyz)b_xs 」(xsxs)Mb_xs(nTyz=endend AWMAW.*b_xsn %%%%%%%%%%镇>鑒窗alrzerosmL 」)八aili-zeros(nL:)八for j "5ia i s A s *A W (i )*r e a -(e x p (s q r t s)*(p -(i )*s +f a i (i ))))八end a ll a i +a Fend %%%%%%**河m 请專电徊审裁百 r c m 5蚩4斓決%%%%%%%%%%%% response speara ofca三dar%%%%%%%parameter g u p o?XOMO 八VOMO 八WWM2*PL/TyN %%%%%%%%o a daguac%%%%%% 氢%%%%%%%socHonfory2nTyz Z U O O 37-WMWW(y)八CM2*z*wikuw>2p (i )p a g T 」)+a g eaoMm一i g(v c *v 9k *x o )八 k k M k +(d s2)一(6*m)+cn一(3*2ppup(i)+m*(cm(6*vo)+3*ao)+c*(3*vo+2v2:*ao))_ dxMkk 一 pp- d VMCm(3*dxT3*v92 一(di*ao)-x 」M X O +d ><XOMX 」八<M V O +d <V O M <八a s (T a pas(iHas(i)+ag(ix V S (T V PX S (T X Pendmaxas(y)Mmax(as=maxvs(y)Mmax(vs)八maxxs(y)Mmax(xs)八end for 耳5Tyzrspa(iHmaxas(一)八end%%%%% 黨<mfor耳5Tyz rcrsp(Tabs(rspa?syz(一))/max(syzc)=end jsnumMjsnumi max(rcrspc)) end%%%%%»凑罢河m请>涪酱请%%%%%%%%%%%%responsespearaofca 三dar%%%%%%%parameter %%Tjs"0.05o0rp? %%nTjsllengihcrjs)八g u p o?XOMO 八VOMO 八WWM2*PL/TyN %%%%%%%%o a dagMac%%%%%%%w 涔%%%%%%%socHonfor y=1:nTyzz=0.037;w=ww(y);c=2*z*w;k=w A2;for i=1:nt-1p(i)=-ag(i+1)+ag(i);a0=m\(-ag(i)-c*v0-k*x0);kk=k+(dtA2)\(6*m)+dt\(3*c);pp=p(i)+m*(dt\(6*v0)+3*a0)+c*(3*v0+2\(dt*a0));dx=kk\pp;dv=dt\(3*dx)-3*v0-2\(dt*a0);x1=x0+dx;x0=x1;v1= v0+dv;v0=v1;as(i)=a0;as(i)=as(i)+ag(i);vs(i)=v0;xs(i)=x0;endmaxas(y)=max(as);maxvs(y)=max(vs);maxxs(y)=max(xs);endfor i=1:nTyzrspa(i)=maxas(i)/g;rspa_S(i)=r_s_1(2*pi/Tyz(i),ceita,8,2,1)/g;endsubplot(2,1,1);plot(t,at);subplot(2,1,2);plot(Tyz,rspa);hold on;plot(Tyz,rspa_S);4生成的人造地震波如图所示图6人造地震波和初始反应谱。
地震工程学复习资料
地震工程学：地震工程学是研究地震动、工程结构地震反应和抗震减灾理论的科学。
从学科上看，地震工程学跨越地震学、工程学与社会学三个学科，且以前两者为主，它具体包括工程地震与结构抗震两个分支。
地震学与地震工程学前者需要从后者去实现其最终目的；后者需要以前者的研究结果为基础；相互衔接的地方，两者都要去研究，很难区分应该属于哪一个学科；两者各有自己的目的，重点各不相同。
二、地震工程学的基本内容地震工程学科的任务：根据地震预报现有的结果，在国家经济政策的指导下，经济、安全而又合理地制定新建工程的抗震设防技术措施、对已有工程制定鉴定标准和加固措施。
根据专业性质和工作阶段，地震工程学的研究可分为几个部分：（1）地震危险性分析与地震区划根据地震长期预报的结果（未来地震的时间、地点、强度、概率）对选用的地震动设计参数，估计其大小与发生概率，即地震危险性；再根据危险性大小，作出以这些参数为指标的地震动区划。
如我国现有的地震烈度区划图。
这一工作把地震工作者的预报结果，转化为工程抗震所需参数的预报地震烈度区划是根据国家抗震设防需要和当前的科学技术水平，按照长时期内各地可能遭受的地震危险程度对国土进行划分，以图件的形式展示地区间潜在地震危险性的差异。
（2）抗震规范与抗震设计对新建工程，规定法定抗震原则和具体措施，在抗震设计中必须遵守。
这些原则和措施是根据宏观震害总结出来的抗震经验，从强震观测、结构试验与动力分析所了解的结构抗震原理，以及工程设计者的工程经验这三方面综合起来的技术成果，在国家经济政策指导下，制定的综合准则。
（3）抗震鉴定加固对已有工程，针对当地未来可能遭遇的地震危险，估计已有工程的危害性，提出加固的原则和可行的技术措施。
（4）抗震救灾一项是在已发生强地震的现场，为了减轻可能的进一步的危害而应采取的措施；另一项是对短临强地震预报区进行的防灾准备。
工程地震：研究的问题是中、长期地震预报中的潜在震源区划分、潜在震源区地震活动性规律、地震动工程参数的选择，以及这些参数的估计等。
地震工程学
按断层两盘相对运动：
正断层 逆断层 平移断层
断层的组合类型 叠瓦式构造 阶梯状 地堑 地垒
地震序列：在一定时间内（一般是几十天至数月 ）相继发生在相邻地区的一系列大小地震称为地 震序列。 主震：在某一地震序列中，其中最大的一次地 震叫主震。 前震：在主震之前发生的地震。 余震：在主震之后发生的地震。
§工程结构地震反应：主要包括试验研究与理论 工程结构地震反应： 工程结构地震反应 分析研究两部分。 §进行各种结构的抗震性能试验。通过对试验现 象和结果的分析与总结获得对结构抗震性能的 某种程度的了解，用以指导今后的结构抗震设 计。
§抗震减灾理论：抗震设计理论、结构振动控制 抗震减灾理论： 抗震减灾理论 理论、地震灾害预测理论、防灾规划及地震灾 害控制理论等诸多内容。 §抗震减灾理论是近年来颇为活跃的一个领域， 也是地震工程学研究的根本目标。 §地震工程学上述三部分内容构成了一个有机的 地震工程学上述三部分内容构成了一个有机的 整体。没有对地震动的了解， 地震动的了解 整体。没有对地震动的了解，地震工程学的研 抗震减灾理论的发展 究就成为无本之木，没有抗震减灾理论 究就成为无本之木，没有抗震减灾理论的发展 与应用，地震工程学的研究就只是纸上谈兵。 与应用，地震工程学的研究就只是纸上谈兵。 同样，在现阶段的科学技术水平下，没有对工 同样，在现阶段的科学技术水平下，没有对工 的研究， 程结构地震反应的研究 程结构地震反应的研究，人类也很难真正有效 地减轻和控制地震灾害。 地减轻和控制地震灾害。
（3） 地震工程学与社会经济学 ）
§为了尽量减小这种灾害损失，需要研究地震可 为了尽量减小这种灾害损失， 为了尽量减小这种灾害损失 能引起的各种损失 通过决策分析， 损失， 能引起的各种损失，通过决策分析，采取相应 措施，使工程投资与震害损失之和为最小。 措施，使工程投资与震害损失之和为最小。 §地震引起的损失，除了直接经济损失外，还包 地震引起的损失， 地震引起的损失 除了直接经济损失外， 括各种政治、人身。次生灾害等。 括各种政治、人身。次生灾害等。 §抗震设防标准上，地震工程学也受社会经济效 抗震设防标准 抗震设防标准上 益的左右。 益的左右。
安评师第二课地震工程
场地地震动参数确定
地震地质灾害评价
地震动峰值加速度复核
不同安评工作之间的关系
主要内容
关键内容
地震动衰减关系的统计回归
地震烈度和强震动资料的收集原则与内容
基岩地震动衰减模型建立
缺乏强震动观测资料地区的地震动衰减关系确定的原则与方法
地震烈度衰减关系选择原则与方法。
基岩地震动衰减关系选取与适用性分析
土动力试验的测试要求和内容
场地地震工程地质条件勘测
地震地质灾害的场地勘查 地基土液化场地勘查内容和要求 崩塌、滑坡、地裂缝和泥石流的勘查内容和要求 地表断层影响分析所需的资料内容
关键内容
1
2
场地地震工程地质条件勘测
勘测范围与钻孔布设
场地地震工程地质条件勘测
勘测范围 I、II级工作，场地范围可取其建设工程所覆盖的范围；小区划工作，场地范围可取区划所覆盖的范围 钻孔布设 Ⅰ级工作 钻孔布置应能控制工程场地的工程地质条件，控制孔应不少于3个 Ⅱ级工作 钻孔布置应能控制工程场地的工程地质条件，控制孔应不少于2个 地震小区划 钻孔布置应能控制土层结构和工程场地内不同工程地质单元，每个工程地质单元内应至少有1个控制孔
现场原位波速测量，试验室波速测量（海洋工程）
波速测试方法
场地地震工程地质条件勘测
测定：G/G0——曲线，——曲线
共振柱试验，10-6-10-4应变范围
动三轴试验，10-4-10-3应变范围
土体动力性能测定要求与方法
场地地震工程地质条件勘测
场地地震工程地质条件勘测
土体动力性能测定结果
地震动的工程特性分析
地震动衰减关系确定
场地地震工程地质条件勘测
区域性地震区划
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二、模糊类比方法 • 模糊类比方法则是通过因素分析，提供利用模糊关系 进行震害预测的方法。在已有的研究中，存在两种实 现这一思想的途径：模糊综合评定法和模糊推理法。 • 模糊推理方法实质上应用的是模糊类比思想，即具有 基本相同结构参数的结构在同样地震背景下会遭遇大 体相同的震害。
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一、地下管线震害及影响因素（续） • 在地震作用下，地下管线的破坏形式主要有三种基本类 型： （1）管线接口破坏； （2）管体的纵向或环向裂缝，通过断层的管体或小 口径管，锈蚀严重管的折断 （3）在三通、弯头、阀门以及管道与地下构筑物连 接处的破坏。 • 从宏观上考察，影响地下管线震害的主导因素是烈度、 场地条件，管材、管径和管道接口形式。
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第一节 建筑物震害预测 • 建筑物震害预测是指在已知地震背景、场地条件的基础 上，对一个城市或一个企业中建筑物的潜在震害程度及 其分布的定量估计。 • 震害预测的方法泛指以各种经验关系、模糊类比方法、 半经验理论方法等建立起来的结构物震害预测的方法。
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三、地下管网连通可靠性
• 地下管网的震后功能主要与连通可靠度有关。因此，
对地下管网的震害预测，应在管线震害概率评价基础 上，进一步研究网络系统的连通可靠度。在网络系统 分析方面，比较有影响的有SSP （Series Systems in Parallel—并联的串联系统网络）算法，蒙特卡 罗模拟法及模糊图分析方法。
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第二节
地下管网的震害预测
• 对于现代城市，一旦电力、通信、交通、供水、供气 等公共设施遭受破坏，整个城市的功能将受到严重损 害。因此，人们把这些工程系统形象地称为生命线工 程。 一、地下管线震害及影响因素 二、地下管线的震害评价方法
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一、经验公式法 • 经验公式法是指根据震害资料统计回归分析给出的关系 进行结构物震害预测的方法。 • 回归公式中参数的选取根据是历史震害经验的总结和地 震工程理论研究的阶段性成果。 • 经验公式的计算结果一般用震害指数表达，也有用震害 等级表达的。
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二、地下管线的震害评价方法 • 地下管网的震害预测包括两个步骤： 管道的震害评价 管网的连通可靠性评价 1.震害经验法 2.半经验半理论方法
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一、经验公式法（续） • 表：震害等级划分与震害指数
震害 等级 基本 完好 轻微 损坏 中等 破坏 严重 破坏 倒塌
震害描述
承重结构完好；个别非承重结构轻微破坏；附属结构 有不同程度破坏。一般不需要修理即可使用。 个别承重结构轻微裂缝，个别非承重结构明显破坏； 附属结构有不同程度的破坏。不需修理或稍加修理， 仍可继续使用。 多数承重结构轻微裂缝，部分明显裂缝；个别非承重 结构严重破坏。需一般修理，采取安全措施后可适当 使用。 多数承重结构严重破坏或部分倒塌。应采取排险措 施。需大修，局部拆除。
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第十二章 地震震害预测
建筑物震害预测 地下管网的震害预测
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第十二章 地震震害预测 • 地震灾害预测有狭义与广义之分。 • 狭义的地震灾害预测一般指对建筑物的震害预测和地震损 失估计。 • 广义的地震灾害预测则同时包括对地震危险性的估计、场 地震害分析、建筑物与生命线工程震害预测等项内容。 地震危害性=地震危险性 x 易损性 RISK = HARZARD x VULNERABILITY
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2、半经验半理论方法（续） • 对埋设管线轴向反应的分析，可以采用拟静力方法。 这种分析不考虑惯性力的影响，经有限元离散后的管 线静力增量平衡方程为： • （[Kp]+[Ks]）{Δd}=-[Kp]{d}-{Ps}+[Ks]{Δdg} • 其中[Kp]为埋管总刚度；[Ks]为土弹簧总刚度矩阵； Δd为管节点位移向量增量；Ps为土弹簧作用力向量； Δdg为地震位移时程向量增量。
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2011-5-2620来自震害 指数 0 － 0.1
0.1 － 0.3 0.3 － 0.55
0.55 － 0.85 0.85 －1
多数承重结构倒塌。需拆除。
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一、经验公式法（续） • 厂房震害可按加权综合评定的方式给出，即取厂房震害 指数 ind＝0.45INDc+0.3INDw+0.25INDR (INDc、INDw、INDR分别对应排架柱、围护墙、屋面系统 的震害指数) • 由上式计算所得的结果，应按结构质量、抗震设防加固 条件、吊车数量等进行调整才能作为最终预测结果。 • 经验公式法思想的实质在于：具有相同结构特征参数的 建筑，在相同的地震烈度条件下其震害类型也是类同的 ，因此，可以利用历史震害资料总结出规律性的关系， 用于未来地震灾害的预测。
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一、地下管线震害及影响因素 • 大量的震害经验表明，地震对地下管线的破坏作用主 要源于地表变形和地面运动。 • 地表变形包括断层错动、土壤液化、河岸滑坡等，在 发生地表变形处，地下管线震害率明显升高。 • 地面运动主要指地震波在土壤中的传播过程。行进中 的波可导致管道的过大变形而破坏。
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1、震害经验法 • 通过统计方法，依据历史震害资料，给出管道破坏率 与影响管道震害各因素之间的回归关系。
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三、半经验半理论方法 • 半经验半理论方法以理论分析为依据，找出影响震害的主 导因素，然后借助震害资料或试验资料给出此因素与结构 震害的经验关系或概率关系，以用于震害预测实践。 • 值得指出，工程结构遭受震害的原因往往不仅限于结构的 强度因素，在相当大程度上震害程度与结构的几何形式、 施工质量、场地条件、建筑材料等有关。因此，企图以纯 理论的甚至仅仅以半理论的方法预测震害，往往不能达到 预期的效果。在目前，震害经验仍具有不可替代的作用。
2、半经验半理论方法 • 与一般的地下结构不同，地下管线在地震中的应力主要 由周围土体的相对位移引起，而动力惯性作用引起的应 力则可以忽略。 • 地下管线的破坏与否，并不决定于管体惯性力，而决定 于管线所承受的变形大小。并且，在管线应变中，轴向 反应较大。
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一、经验公式法（续） • 震害指数的概念最初是作为民房的震害等级代表值提出 的，并以平均震害指数的概念应用于小区的震害评定。 • 在后来的震害预测工作中，震害指数是结构地震破坏程 度的一种综合度量标志。与震害指数相联系的是震害等 级这一概念。 • 不同结构类型的震害等级描述是不同的，趋于普遍使用 的是五级震害等级划分方式，典型的震害等级划分与震 害指数的联系见表。
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地 震 工 程 学
第十二章
地震震害预测
翟永梅