日本的地震火灾对策

日本的地震火灾对策陈宏德，张宝红（国家地震局地壳应力研究所）一、前言地震火灾是地震后发生的火灾，不同于一般火灾。由于地震已经造成了房屋倒塌、交通阻塞、水源中断、人心恐慌，正常情况下容易扑灭的小火也会酿成大灾，实属危害极大的灾害。尽管如此，但如果采取适...     

地震次生火灾预测模型研究

本文研究了地震次生火灾预测的理论建模问题,文中建议用泊松过程模拟次生火灾的发生概率,并在此基础上推导了单幢建筑物和城市小区的地震次生火灾发生模型。     

石化企业地震火灾预防对策研究

地震是引发石化企业火灾的重要潜在罪魁之一,且多造成惨重损失.对石化企业地震火灾的产生、特点及预防和初期火灾扑救对策加以探讨,以望减少该类火灾危害,并起到抛砖引玉的作用.     

地震次生火灾蔓延模型在MapX上的实现

本文根据经典的火灾蔓延模型，完成计算机火灾模型化和模拟技术的研究。首先分析地震次生火灾因素，建立相应的数学模型，其次使用Mapinfo公司的MapX控件开发了软件，最后以鞍山市为例进行了结果展示。     

能源供应系统地震次生火灾危险性与火灾荷载评估

能源供应系统的地震安全是防震减灾的重要课题。研究了能源供应系统可能遭遇的地震次生火灾危险性评估和火灾荷载的评价分析方法,包括危险性评估、火灾荷载、温度计算、火灾减灾等。这些方法为能源供应系统防御地震次生火灾提供了有效途径,具有很好的应用前景。     

试论地震系统设备的有偿占用

社会主义市场经济的发展，冲击和改变着旧的物资管理体制，冲击和改变着陈旧的传统观念、思维方式和工作方式。地震系统能否实行设备有偿占用改革，引起人们的普遍关注，本文从理论和实践上进行了初步探讨，试图更新观念，扩大视野，提高物资管理的实效。     

某全钢结构地震模拟振动台试验和理论研究

对体型不规则的全钢结构建筑进行了地震模拟振动台试验研究和理论分析，这种结构体系是由内椭球塔与外框筒连接而成的特殊结构体系。地震模拟试验结果表明这种结构体系仍然以主振型为主，内椭球塔与外框筒连接方式能够满足设计要求。文末采用SAP2000程序对结构模型进行三维受力分析，沿最不利加振方向的理论分析结果与振动台试验结果显示该结构在设计地震作用下，具有足够的安全性。     

基于数值模拟的多高层钢结构火灾反应规律与破坏机理

为了分析火灾下多高层钢结构的破坏机理,考察多高层钢结构在火灾下的反应规律,基于ABAQUS建立了整体钢结构的火灾反应数值模型,对不同层数的钢结构以及相同结构不同火场位置的钢结构进行了数值模拟分析,计算了局部火灾条件下钢结构的变形与破坏过程,分析了钢结构在火灾和荷载共同作用下的破坏机理,探讨了局部火灾对整体结构的影响范围与因素,给出了钢结构在高度和荷载变化时的破坏规律并分析了引起这种破坏规律的原因。     

基于GIS的城市地震次生火灾危险性分析系统

以地理信息系统（GIS）为开发平台,研究了城市地震次生火灾危险性分析系统的基本构成与功能和系统的数据分层与组织,给出了地震次生火灾危险性分析模型及方法．以上海市中心城区为背景,开发了基于GIS的地震次生火灾危险性分析与火灾扑救辅助决策系统．     

基于唐山7.8级地震探讨动态应力作用

运用三维非线性动态有限元方法(Non-linear Dynamic FEM)仿真模拟研究了菱形模型的动态应力作用,分析了1976年唐山7.8级地震.结果表明:(1)唐山地震前增强的中强地震产生的冲击力形成的应力波反射后发生半波损失, 成为动态的拉伸应力,通过减小内摩擦而引起岩石产生裂纹、局部破裂并发生串通,一方面触发地震,另一方面为孕育唐山地震积累能量,表现为正反馈过程.(2)唐山地震产生的冲击力加卸载存在时间差,造成加卸载冲击波相位不同,结果产生的动应力和围压叠加致使围压波动和下降,导致抗剪切强度降低,使初始破裂分别向北东、西南方向传播.(3)冲击力的卸载,相对于产生拉伸性的应力波,反射后发生半波损失,成为动态的压缩应力,致使围压增大并导致破裂停止;而动态应力在传播过程中衰减.因此,余震的发生是一个负反馈过程.     

方钢管混凝土柱-钢梁平面框架耐火性能研究

建立了局部火灾下多层多跨矩形钢管混凝土柱-钢梁平面框架温度场和力学性能分析的有限元模型。在考虑楼板影响的基础上,研究了保护层厚度不同时钢管混凝土框架结构的温度场分布规律。研究了不同受火工况条件下钢管混凝土框架结构的变形和破坏规律、耐火极限状态、受火梁的内力状态以及结构耐火极限的规律。分析表明,梁保护层厚度影响钢梁温度分布形式;火灾下,框架结构发生了受火梁的整体屈曲破坏。     

钢支撑及框架-中心支撑双重抗侧力体系研究现状、不足及改进

本文在总结钢支撑滞回性能及高层双重抗侧力体系研究现状的基础上，分析了现象学、物理学及有限元3种钢支撑模拟方法的优缺点，并针对现有支撑模拟方法及支撑疲劳累积损伤研究的不足提出了可行的改进方法。分析了框架一中心支撑双重体系研究中若干关键性问题之后，指出了我国《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)等有关规范中关于双重体系设计相关条款存在的分歧及不足，并提出了通过双重结构体系在罕遇地震下的反应特性模拟分析来统一认识的建议。     

应力扰动对地震周期和地震矩影响的数值模拟

利用二维有限元数值模型,结合断层滑移弱化摩擦准则对断层滑动规律以及应力扰动对其影响进行了研究．数值计算结果表明,在均匀应力分布情况下, 平面断层滑动显示出典型的特征地震规律,断层面上的应力扰动对断层滑动规律产生影响,压应力增加明显延迟地震的发生时间,并增加地震释放的能量．应力扰动发生在地震破裂临界区时的影响比在震前滑移区时的影响显著．当发生在地震滑移区时,若应力扰动足够大,则压应力增大会造成地震发生时部分动力断层被暂时锁住,使得地震释放的能量变小,但可增加后续地震的能量; 而压应力减小则可导致地震规律产生更加复杂的变化,会即时触发地震．如果应力扰动发生在一个地震周期的早期,则触发的地震较小,但可导致随后的地震提前发生; 如果应力扰动发生在一个地震周期的后期,则会触发大地震．当应力扰动位于震前滑移区或破裂临界区时,小的扰动也可能产生类似的效果．应力扰动产生越晚,这种影响也越明显．应力扰动发生在破裂临界区的影响最明显．应力扰动的影响一般主要集中在应力发生扰动后的1—2个地震周期内．后续地震基本恢复无应力扰动时的特征地震规律．      

高原大桥桥台地震破坏机理与抗震措施分析

通过现场震害调查和有限元分析,研究了汶川大地震高原大桥桥台的地震破坏机理和提高桥台抗主梁撞击能力的工程措施。研究表明,基于pushover静力分析技术可较好地模拟桥台在主梁撞击下的破坏形态。对不同的有限元模型假定,高原大桥虹口侧桥台可表现出"上弱下强"、"上下等强"和"下弱上强"等3种不同的破坏模式,且桥台胸墙、前墙、前墙与翼墙交界面是抗震薄弱点,在主梁撞击下易发生脆性开裂;而高原侧桥台的破坏则基本为自胸墙开始,沿45°夹角向斜下方扩展,最终导致桥台胸墙撞碎、后侧翼墙脱落倒塌。素混凝土桥台在主梁撞击下表现出明显的脆性,提高桥台混凝土强度可有效增大桥台抗撞击的强度,而在桥台混凝土中配置一定量的分布钢筋则可有效延缓桥台破坏过程。     

高层建筑上的穹顶结构及其自振特性的理论和试验研究

本文就某高层建筑上的穹顶结构的设计介绍了一种新型抛物线方钢管穹顶结构。利用ANSYS软件对其进行了动力学分析，在现场进行了模态试验的实测，得到了低阶频率和振型，与有限元结果吻合较好。通过对计算结果和实验结果的分析发现这种结构受力合理、节省材料，是一种值得深入研究的体系，同时，本文所用的有限元计算与实验分析方法对类似工程结构的分析具有一定参考价值。     

太湖水体的总磷分布及湖流对其影响的数值研究

用数值模拟的方法研究了太湖水体中ＴＰ分布特征及湖流对其影响,推导,建立了包括平流,水平扩散,沉降和底泥释放的浅水湖泊中污染物浓度分布计算的二维迎风有限元数值模式,并在给定若干点源条件下计算各种稳态流场下太湖水体中的ＴＰ分布。     

Development of regional simulation of seismic ground‐motion and induced liquefaction enhanced by GPU computing

Much research has been conducted for physics‐based ground‐motion simulation to reproduce seismic response of soil and structures precisely and to mitigate damages caused by earthquakes. We aimed at enabling physics‐based ground‐motion simulations of complex three‐dimensional (3D) models with multiple materials, such as a digital twin (high‐fidelity 3D model of the physical world that is constructed in cyberspace). To perform one case of such simulation requires high computational cost and it is necessary to perform a number of simulations for the estimation of parameters or consideration of the uncertainty of underground soil structure data. To overcome this problem, we proposed a fast simulation method using graphics processing unit computing that enables a simulation with small computational resources. We developed a finite‐element‐based method for large‐scale 3D seismic response analysis with small programming effort and high maintainability by using OpenACC, a directive‐based parallel programming model. A lower precision variable format was introduced to achieve further speeding up of the simulation. For an example usage of the developed method, we applied the developed method to soil liquefaction analysis and conducted two sets of simulations that compared the effect of countermeasures against soil liquefaction: grid‐form ground improvement to strengthen the earthquake resistance of existing houses and replacement of liquefiable backfill soil of river wharves for seismic reinforcement of the wharf structure. The developed method accelerates the simulation and enables us to quantitatively estimate the effect of countermeasures using the high‐fidelity 3D soil‐structure models on a small cluster of computers.     

地下隧道-土体系地震反应分析的有限元与无限元耦合法

本文采用有限元－无限元耦合法进行地下隧道－土相作用分析,阐述了有无限与无限元耦合模式的基本原理,耦合分析方法具有精度高,省机时的特点。