区域公路网络地震韧性分析

论文摘要

区域公路网络具有较好的地震灾害韧性至关重要。即地震发生后,公路网络中的关键基础设施破坏较轻(或即使发生一定程度的破坏,经过短时间维修能够恢复必要的功能),或者由于公路网络的拓扑结构具有较好的冗余度,使得公路网络在震后能够维持必要的通行能力。以往关于公路交通系统地震灾害评估的研究,较多将关注点集中在单个的公路基础设施(道路、桥梁、隧道、涵洞等)的地震破坏评估,对于整体的公路网络在地震后的通行能力、维持服务能力的评估,相关研究还不多见。基于这一背景,本论文首先对现有的区域公路基础设施地震破坏评估、经济损失计算、修复时间计算等研究进行了总结,并对其中的某些方法进行了一定的改进;在这些方法的基础上,结合网络连通性分析,提出了区域公路网络地震韧性评估指标和地震韧性曲线的定义和计算方法。本文主要研究内容包括:1)总结了现有区域公路网络的多种类基础设施的震害预测方法,给出了震害预测的计算公式。根据收集到的汶川地震多条公路干线实际震害调查结果,对给出的震害预测方法进行了验证。2)总结了区域公路网络中各类基础设施损失比和修复时间的评估方法。首先根据现有的公路基础设施损失比确定方法,整理得出各类基础设施在不同的损伤等级下的损失比中值;随后总结了根据设施损失率和功能损失率确定公路桥梁经济损失和修复时间的方法;最后采用课题组收集到的汶川地震的数据为样本,选取12条汶川地震主要受灾调查线路以及200座桥梁进行经济损失和修复时间的分析。3)采用空间L模型,从网络的角度分析单体基础设施破坏对公路网络通行能力的影响,并基于此提出了公路网络地震韧性的评估指标,以及地震韧性曲线的计算方法。最后以汶川地震为例,建立了一个具有31个节点和45条边的公路网络,计算了该网络在地震前后各项网络连通性指标、地震韧性指标的变化,绘制了区域公路网络的地震韧性曲线,验证了所提出方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 区域公路网络地震韧性的研究背景和意义
•   1.2 国内外对地震韧性的研究现状
•   1.3 汶川地震的区域公路网络的震害概况
•   1.4 本文研究主要内容及章节安排
• 第二章 区域公路网络基础设施地震灾害评估
•   2.1 引言
•   2.2 公路干线多种类基础设施的震害预测的简易
•   2.3 分段道路震害预测的参数确定
•     2.3.1 分段道路震害指数的确定
•     2.3.2 分段道路的震害等级划分标准
•   2.4 桥梁震害预测的参数确定
•     2.4.1 桥梁震害指数的确定
•     2.4.2 桥梁震害等级的划分标准
•   2.5 隧道震害预测的参数确定
•     2.5.1 隧道震害指数的确定
•     2.5.2 隧道震害等级的划分标准
•   2.6 涵洞震害预测的参数确定
•     2.6.1 涵洞震害指数的确定
•     2.6.2 涵洞震害等级的划分标准
•   2.7 汶川地震多条公路干线的震害实例对比分析
•   2.8 章节小结
• 第三章 区域公路网络基础设施经济损失和修复时间评估
•   3.1 引言
•   3.2 基于损失比确定经济损失的地震韧性分析方法概述
•     3.2.1 分段道路损失比的确定方法
•     3.2.2 桥梁损失比的确定方法
•     3.2.3 隧道损失比的确定方法
•   3.3 基于经济损失和修复时间的桥梁地震韧性分析
•   3.4 区域公路网络重要基础设施基于损失的地震韧性实例分析
•   3.5 章节小结
• 第四章 基于连通性的区域公路网络地震韧性分析
•   4.1 引言
•   4.2 区域公路网络连通性分析方法
•     4.2.1 区域公路网络模型的建立
•     4.2.2 基于区域公路网络地震韧性的连通性评价指标分析
•     4.2.3 区域公路网络地震韧性指标
•   4.3 以四川汶川地震为例进行基于连通性的地震韧性分析
•     4.3.1 数据收集与模型的建立
•     4.3.2 震前区域公路网络连通性评价指标分析
•     4.3.3 震后区域公路网络连通性评价指标分析
•     4.3.4 区域公路网络地震韧性指标
•   4.4 章节小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士期间发表的文章

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨翰雯

导师: 欧进萍

关键词: 区域公路网络,地震灾害评估,经济损失,连通性,地震韧性

来源: 中国地震局工程力学研究所

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地球物理学,公路与水路运输

单位: 中国地震局工程力学研究所

分类号: U491;P315.9

DOI: 10.27490/d.cnki.ggjgy.2019.000050

总页数: 84

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