生命线地震工程的发展与前瞻.pdf

1 7 卷2 期 世界地震工程 v 1 1 7 N 2 生命线地震工程的发展与前瞻 张素灵1 李亦纲1 1 中国地震局地质研究所 北京 曲国胜1 王春华2 0 0 0 跨2 中国地震局 北京1 0 0 D 3 国 摘要 系统地画颗了国内外生命线地震工程的研究和发展 总结了2 0 多年来在生命线工程震害预测 直接和间接损失评估等方面的研究成果 简违了其中几种有代表性的分析方法 论述了当前我国生命线 地震工程研究中存在的主要问题 并对今后研究中应综台考虑的因素进行丁探讨 关键词 生命线 地震工程 发展现状 中围分类号 P 3 1 5 9文献标识码 A S 扭t e o f t h e a r ta n dd e v e I o p m 曲to fl i f e l i n e 船r t I l q 嗽k e 印毋n 神r i n g z H A N G s u l i n 9 1 L IY i g a n 9 1 Q uG u o s h e n nw A N G 西l l l l u a 2 II 璐t j t u t eo fG e o l o g 弘C h i n aS e j s m o I o g i c a lB u 庀a u B e J n g1 0 0 0 2 9 c h i n a 2C h j n aS e j 帅o J o B j c a l B u 他a u B d j i n g1 0 0 0 3 6 c h i n a A b s t f a c t I nt h i sp a p e r t h ed e V e I o p m e n to fI i 凫l j n ee a n h q u a k ee n g i n c e r i n gr c s c a r c ha r er e v i e w e d s y s t e m a t i c a l l y S o m ed a s s i c a lm o d e l sa n dt h e i ra d v a n t a g 髓a n ds h o n c o 删n g sa r ee x p o u n d e da n d s o m ep r o b l e m si n1 i f e l i n ee a r t h q u a k ee n g i n r i n gr 龉e a r c ha r ed i s c u s s e d K qw 钾d 默l i f H i n e e a r t h q u a k ee n g i n e e r i n g s t a t e o f t h c a r t 1引言 生命线地震工程是用地震工程的理论基础研究生命线系统的一门学科 生命线地震工程一词是 由U c L A 的c M D u k c 提出的 它的研究起始于7 0 年代的美国 生命线系统泛指那些对社会极重要的一系列基础设施 据c M D u k e 1 9 8 1 的定义 它一般包 括4 种系统 能源系统 水系统 运输系统和通讯系统等几个物质 能量和信息传输系统 随着社 会的发展和研究的不断深入 其定义的内涵和外延也在不断扩大 生命线系统有几个显著不同于普通建筑物的特点 1 重要性 随着各国经济的迅速发展 其 对生命线的依赖日益增强 一旦破坏 造成的功能破坏及次生灾害更甚于其结构破坏 2 延伸 性 它一般都跨越一个很大的范围 3 网络性和赘余性 4 构成的复杂性 它一般包括地上和地 下两种结构工程 2国内外研究的发展与现状 2 1 生命线地震工程在美日的发展 美国和日本对生命线系统抗震问题的研究一直十分活跃 生命线地震工程的研究率先由美国科 学家开始 最初始于生命线结构的震害分析 T LY 0 u d 1 9 7 1 之后 由于1 9 7 1 年的S a n 收藕日期 2 0 一0 6 一1 5 修订日期 撕一 一1 5 作t 膏介 张索灵 J 螂一 男 内羹古片和浩特 助理研究员 博士 主要从事麓市藏灾和企监防灾研究 万方数据 舳 世界地 震 工 程 1 7 卷 F e m a n d o 地震 促使了这一领域的诞生 为配合生命线地震工程的研究 1 9 7 4 年美国由A S C E 设立了T a E E 负责组织和召开生命线地 震工程会议 交流研究成果 探讨今后发展的方向 继美国之后 日本也开展了生命线地震工程的研 究 并于1 9 7 6 年在东京召开了第一届美日生命线地震工程会议 1 9 7 7 年美国A S M E 组织了T F u 狙 盯a s kF o r o nL i f e l i n eE a r t h q u a k eE n g i n r i n g 每年都有一次关于生命线地震工程的交流会 议 内容涉及B u r i e d P i p e l i n e s a n dE q u i p I n e n t S a f e t y o fO 订a n dG a s s t o r a g eF a c i l i t i e s I e l e c o m m u n l c a t i o n sa n dT m m p o r t o r 协t j o n Se j s I l l i cR j s ka n dC f j t e r j af o fL j f 胡i n e s P j D e l j J l e sj n aS e i s cE n v i m n I n e n t 第一届会议主席是TA r 锄n 美国早期开展生命线地震工程研究的代表人物有7 0 年代的c M D u c k N M N e m r k 及其 学生wJ H a l l M I T 的教授R V W h i t m a n M S h i n o z I l k a A H S A n 窟 洪华生 CE T a y l o f 工一e o nRLW a n g 王汝粱 和M i c h a e lo R o u k e r 等 RV w h i t 眦n 对生命线危险性分析 给水管网震害作了若干工作 Ms h i n o z I l k a 在C 0 1 u m b i a 大学对地下管线震害 场地特征和给水管网震害分析做了许多工作 7 0 年代他对L mA n g e s 给水 管网进行了震害分析 1 9 9 1 年发表了对M e m p h i s 市管网系统的全面分析 L nR LW a n g 王汝 粱 在胁1 s s e t a t e rp o I y t e c h n i cI n s t i t u t e I r o y 当时是副教授 曾指导M 曲a e lO R o u k e r 做了一些 研究 以后到了O k l a h o m a 大学当教授 M O7 R o u k e r 逐渐发展成为生命线研究领域的中坚人物 8 0 年代初 以cH L o n 为首的研究团体 包括A H s A n ga n dY K w e n 应用s M A R T 一1 台 阵观测资料对生命线空间相关性做了一系列的研究 C H L o ne ta 1 1 9 8 3 舳p a s i az e r v a 1 9 8 6 C a s t m G e r a r d o 1 9 8 6 8 0 年代后期 以S h i n o z u k a 为代表的研究小组 包括P r i n c e t o n 大学的MS h i n oz l l k a sT a n a k a 和M e m p h i s 大学的H o w a r dH M H w a n g 一直致力于生命线网络系统的震害分析研究工作 开 发了大型应用软件 L i f e l i n e w I I 并一再修改和完善 S a t o s h iT h n a k ae ta i 1 9 9 3 年 使其能 考虑更多影响因素 如泵站失效和负水压力等问题 进入9 0 年代 该研究小组将计算机技术的新成果G 工s 应用于生命线地震工程的研究领域中 利用 其采集 处理和分析生命线系统的大量数据信息 并以M e m p h b 市的供水系统为例做了大量的研究工 作 更加完善了生命线系统的震害预测及损失分析方法 日本在生命线地震工程领域的代表人物有东京大学防灾研究的久保庆三郎 K o b e 片山恒雄 K a t a y a r r I a 京都大学防灾研究所的K e n z oT o k i 和龟田弘行 H i r o y u k iK a m e d a 佐藤忠信 神户大学的高田至郎等 久保庆三郎先生是日本生命线 特别是地下管线 的代表人物 1 9 9 5 年去 世 片山恒雄跟随久保多年 日本在1 9 2 3 年关东大地震 新泻地震 1 9 6 4 宫城地震 1 9 7 8 年 和日本海中部地震 1 9 8 3 年 尤其在1 9 9 6 年的阪神地震中 生命线系统受到极大破坏 同时也取得了极其丰富的 很有价 值的震害资料 日本煤气协会 J G A 1 9 8 2 提提出 地下煤气管线抗震设计的实用建议 及 万互导管 耐震设计指针 该建议考虑了基岩上的水平地震强度 基岩上土层的应变 弯管与T 型管对应 力的放大作用以及管在土中滑动的影响等 破坏率 单位长度的破坏处数 是评价场地地震危险性和管道易损性的综合指标 尤其在某些不 便用更精确的分析方法的情况下 根据某个地震动强度指标判定其破坏率是个最简单适用的方法 在 这方面 研究人员做了大量的工作 T o ms h i r o z l l e ta 1 1 9 9 5 W i l l i a mF H c u b a c h 1 9 9 5 T s u n e o K a t a y a m ae ta J 1 9 7 4 M a s a r uK j t a u f aa n dM a s a k a t s uM i y a j j 啦 1 9 9 6 其中 T s u n c o K a t a v a I r l a 等从宏观上分析了几次历史地震中供水 供气管道破坏率与各种影响因素 管材 管径 地 震动强度等 的关系 w m j a mF H 印b a c l l 1 9 9 5 p 3 1 2 给出了永久地面位移P G D 俨e r I n a 删tG r o u n d D e f j r I n a b o n 及液化位移u o q m I c 曲nD b p h 嘴n t 与管道破坏率的关系 人们一直希望能找到某个地震动参数与管道破坏率的关系 例如许多研究都给出了地面峰值加速 度P G A 口c a kG r o u n dA c o e l c r a t i o n 与管道破坏率的关系曲线 T s u n e oK 且t a y a 眦e ta l 1 9 7 4 D 4 0 l M a s a r uK i t a u r aa n dM a 鞠k a t s uM i y a j j m a 1 9 9 6 但也有些研究不支持这种观点 东 田 淳 1 9 9 6 万方数据 2 删 张索灵等 生命线地震工程的发展与前瞻8 1 对分段连接的管线 H o u s n e r 等在1 9 7 2 年 久保在1 9 7 8 年指出 对于分段连接的管道 最 经常发生破坏并且破坏最严重的是在管之间的连接处 s i n g h s lW r i g h t 在1 9 8 0 年 o R o u r k 在1 9 8 1 年 T D t O7 R o u r k ea n dCH T m u t m a n Z u r o f r 等在1 9 8 5 年分别介绍了分段连接的管线在地震 皮动 和土体断裂时的分析模型 1 w a m o t o 等在 9 8 5 年 和其他学者们讨论并分析了L 型和T 型管前地 震反应 由于地震中生命线系统的中断所造成的对社会经济的影响已经越来越引起人们的重视 在上一次 美国生命线地震工程会议 1 9 9 5 论文集中 有8 篇关于社会经济影响的论文发表在十分显著的位置 由此可见一斑 2 2 我国近年来研究的主要进展 我国的生命线地震工程研究工作起始于1 9 7 4 年 当时的研究工作主要是针对地下管线进行的 1 9 7 5 年海城地震 7 3 级 和1 9 7 6 年的唐山地震 7 8 级 分别对营口市 唐山市和天津市的供水管线造成严重 破坏 孙绍平 1 9 8 7 从事这方面研究的代表人物有北京市政工程研究院孙绍平教授 冶金部建筑研究 总院候忠良教授 北方交通大学赵成刚教授 中国地震局工程力学研究所冯启民教授和中国地震局地 球物理研究所胡聿贤教授等 埋地管线一般包括供气 输油 供水和排污管线 在地震中往往遭受严重破坏 由于其对公众健 康 能源 用水供应和安全有重要作用 故越来越引起地震工程界的广泛关注 我国在生命线系统中的 埋地管线地震反应及破坏估计 生命线系统的可靠性估计两个方面已做了大量研究工作 早在1 9 7 5 年 叶耀先 魏琏通过实验 探讨了管上间共同变形的问题 随后孙绍平等 1 9 7 6 1 9 7 9 通过实验 研究了各种刚性 柔性接头的变形性能 他们还与美国的王汝梁合作 在唐山工程 管线上架设强震仪 以实测地震反应 L R Lw a n ga n gs u n s h a o p i n g e t c1 9 8 5 这些工作为 我国编制第一部地下管线抗震设计规范T J 3 2 7 8 提供了依据 该规范由沈世杰主编 规范中存在的问 题 已逐渐被一些研究指出 候忠良 1 9 9 1 年 冯启民 熊占路 1 9 9 6 年 高小旺等 1 9 9 7 年 意见比较集中的有 1 对于钢管线 计算结果偏小 偏于不安全 问题出在经验计算方法算出的传递系数过小 2 地面应变计算结果太小 几乎差两个数量级 进入8 0 年代 我国的生命线地震工程研究得到了迅猛的发展 许多大学 研究所相继开展了研 究 并于1 9 9 0 年在北京召开了中日生命线地震工程会议 1 9 9 4 年在西安召开了第二届中日美三边生命 线地震工程会议 1 9 9 8 年1 0 月在昆明召开了中日美第三届生命线地震工程会议 胡聿贤先生任会议 主席 冶金部建筑研究总院候忠良教授是前两届的会议主席 从8 0 年代开始 中国地下管线研究得到很大发展 熊占路 谢旭等 王海波等 甘文水 候忠良 等对埋地管线 尤其是埋地钢管线的地震反应做了较深入的研究 林慧杰 胡聿贤 1 9 9 0 研究了埋设 管线在均匀场地中的地震反应 孙绍平 1 9 8 0 1 9 8 3 在管道震害和管网可靠性方面 尤其是供水管网 做了大量的研究工作 1 9 8 5 1 9 8 6 1 9 8 7 1 9 9 0 1 9 9 3 8 0 年代后期 以候忠良为首的冶建总院抗震所 首先组织翻译了大量国外关于地下管线方面的文 献 1 9 9 0 年编译出版了 地下管线抗震 一书 并和日本神户大学高田至郎先生合作进行管线和管网抗 震技术方面的研究 进入9 0 年代 候忠良 刘学杰等人 由于实际需要 对城市供水系统进行深入研 究 并就此编制了通用计算程序 该程序考虑了水压和流量 并给出了修复路线 他们还与天津大学 合作做了几个实验 取得了一些关于管道和接头的有价值的结论 1 9 9 1 年编辑出版了 地下管线抗 震 计算方法与工程应用 1 9 9 0 年 石油工业出版社出版了 输油 气 埋地钢质管道抗震设计规范 S Y J 4 0 5 0 9 1 它是专 门针对埋地钢质管道的 它从变形和应力两个方面控制管道的破坏 胡聿贤先生 1 9 9 7 指出 其计算 的最大位移值是不恰当的 因为地震动峰值加速度P G A 并不一定是由于周期为瓦的波引起的 生命线是以系统的形式服务的 必须从整个系统的角度评价其抗震能力 国外从7 0 年代开始 A n 窟 A H 一S 等将网格技术用于分析生命线系统 M S h i n o z I l k a 等及RI s o m 等将该方法用于 供水系统 国内从8 0 年代开始 刘锡荟等提出了一个生命线系统抗震评定与修复决策的专家系 统 冯启民 1 9 8 7 提出了生命线工程系统可靠性分析方法 用网络分析技术评价生命线系统 9 0 年代 万方数据 8 2 世 界 地 震 工 程1 7 卷 一 h 一 后 我国的研究工作者 在网络分析方法上做了很多工作 周怡光 章在墉 1 9 8 8 王东炜 李桂青等 1 9 9 5 谢宁 叶燎原等 1 9 9 6 s h i n 百i a nH u a n g J i a I l g g a n gZ l m 等 1 9 9 6 陈艳艳 王东炜 王光远 1 9 9 9 他们应用图论理论分析网络的各种特性 但是 利用网络技术对庞大的生命线系统进行分析往 往会受到限制 这早已被一些专家所指出 大泽泰晴等 1 9 8 3 9 0 年代以后 我国的生命线地震工程研究进入了一个新的阶段 涌现出了一批年轻的学者 其 中梁建文和刘学杰就是其中的佼佼者 梁师从何玉敖从天津大学硕士毕业后 由神户大学高田至郎 先生指导了博士论文及博士后工作 1 9 9 7 年回国 梁建文1 9 9 3 年论述了管道经过两种不同介质的动 力豆应以及管道经过多种土壤时的动力反应 后来 他的的主要工作也是多在管道的三维动力反 应方面 1 9 9 5 1 9 9 6 刘学杰在M c E E R 跟随M i c h a e lJ o r o u r k e 研究地震对埋地管道的影响 并于 1 9 9 9 年出版了他们的研究专著 M i c h a e lJO r o u r k ee ta l 1 9 9 9 1 9 9 4 年赵成刚等编写了 生命线地震工程 一书 详细讨论了生命线地震各系统的抗震问题 总结 了我国在该领域的研究成果 首次提出了 小震不坏 大震关键元件不失去功能 的抗震设计原则 给出了生命线系统受灾程度的定量分析方法 宋建学等 1 9 9 6 黄龙生等 1 9 9 6 孙振凯等 1 9 9 5 1 9 9 4 邹其嘉等 1 9 9 4 分别对交通 电力系 统的震害及损失 包括工作时间损失和经济损失 进行了分析和研究 李小军 赵凤新和胡聿贤等从1 9 9 4 年开始进行了一系工作 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 7 研究生命线系统 的地震危险性分析方法 该方法以空间离散点上的地震动来模拟地震动场 直接给出场地相对地面运 动值 但是 它要求的较详细的地基土层资料不易获得 故较难应用 王海波和林皋 1 9 8 7 谢旭和何玉敖 1 9 8 7 陈一平 1 9 8 9 熊占路 1 9 9 0 年 等都对埋地生命线的破 坏从不同角度做了理论上的分析 王光远 王东炜 陈艳艳对生命线网络系统的理论分析进行了研究 1 9 9 7 虽然生命线系统的震害已经引起国内有关研究领域的重视 并且投人了大量精力进行了这方面的 研究 在生命线系统抗震分析方面也做了一定的研究工作 但是还存在如下一些问题 1 研究方法单一对生命线系统的研究无非有如下3 种研究方法 1 对以往震害的观测 2 实验 的方法 3 理论模型的方法 由于条件的限制 国内对生命线系统的研究大多集中在第3 种方法上 即 理论模型的方法 生命线地震工程的研究首先是建立在震害资料的分析基础之上的 由于近2 0 年 来我国大地震多发生在西北和西南等边远地区 除1 9 9 6 年包头市北发生的地震 对包钢生命线系统造 成一定影响外 并没有发生对生命线系统造成影响或破坏的大地震 没有再取得有价值的生命线系统 震害资料 我们目前所掌握的国内震害资料还是停留在2 0 年的前海城和唐山地震 而在此期间 日本 和美国却积累了极其丰富的震害资料 并且通过理论分析 得出了许多有价值的结论 如关于管线震 害率的统计结论和生命线系统恢复时间的结论 如何利用这些有价值的资料 就是一个值得研究的问 题 近年这个问题已经引起研究者们的重视 并做了一些工作 比较有代表性有中国地震局工程力学 研究所的埋地管道破坏实验工作 冯启民等 2 0 0 0 2 研究内容单一由于国内生命线地震工程的研究工作大都集中在埋地管线的地震反应及破坏估 计 和生命线系统的网络可靠性估计两个方面 对有关生命线的其他方面 如生命线的地震危险性分 析方法 生命线系统的抗震设防水平的确定 包括元件的和系统的设防水平的确定 生命线系统的地 震可靠性分析 生命线系统造成的经济损失估计等方面的研究投入明显不足 胡聿贤 1 9 9 l 冯启民 1 9 9 1 赵成刚等 1 9 9 4 3 生命线地震工程研究存在的问题 生命线系统是城市重要的基础设施 通常指供水 供电 供气 交通和通讯等几个物质 能量 信息传输系统 近年来的震害反复表明 地震对生命线系统可造成严重破坏 这种破坏造成的影响包括3 个方面 物理破坏 功能损失和经济损失 包括直接经济损失和间接经济损失 经济损失分析是震害预测的一部分 它是在地震危险性分析 地震动小区划和地面破坏小区划的 基础上 通过对生命线系统破坏与恢复的研究 生命线系统与用户经济关系的研究给出地震造成的经 济损失 万方数据 2 朋 张索灵等 生命线地震工程的发展与前瞻鼢 由于生命线系统对场地失效十分敏感 而且它又是一个以系统形式服务的 因此它特别容易受到 破坏而丧失功能 而它的破坏造成的损失与一般的建构筑物不同 这和它的系统性和重要性是分不开的 相对来说 地震造成的生命线系统间接经祷损失过去研究得较少 个主要的原困是其资料较 少 且其损失范围很难界定 对于生命线系统的地震损失研究 国外已有很多学者作过大量的研究工作 近年来的研究将目 光集中于生命线系统的损失估计 该研究领域的两个重要文献A C r 一1 3 a r t h q u a k eD a m g e E V a l u a t i o nD a t af o rc a l j f o r n i a 和A c T 一2 5 1 9 9 1 s e i s m i c v u l n e r a b i l j t ya n dD i s m D t i o no f L i f e j n i nc o r 把m i n o u eo fu s 发展了生命线系统破坏 停止供应 恢复及其直接经济损失模 型 但是对于生命线系统的间接经济损失仍难以给出一套切实可行的估计方法 最近的一项N c E E R 研究报告给出一个在N M s z N e wM a d r i ds e i s I n i cz o n e 地震中原油输送 系统经济损失的估计方法 W i g g i n s 1 9 9 4 损失包括恢复费用 生命线系统收入损失 用户遭受 的直接经济损失及该地区产生的间接经济损失 R o s e 和B e n a v i d e s 等将目光集中在估计经济损失与 供电系统中断上 R o s ea n dB e n a v i d c s t 9 9 6 R o s ee ta I 1 9 9 7 R o s e 和L h n 应用投入产出模型 计算了N o r t h r i d g ee a r t h q u a k e 地震中由于供电系统中断造成的总的直接经济损失和间接经济损失 R o s ea n dL i m 1 9 9 6 C h a n g 等发展了一个经验回归模型 用于估计阪神地震中由于生命线系统 中断造成的总的经济损失 C h a n ga n dT a y l o r 1 9 9 5 c h a n g 1 9 9 6 SE C h a n 窑等在报告 E S t i m a t i o no ft h eE n o I I l i cI m p a c to fM u l t i p l eL i f e l i n eD i s r u p t i o n 1 9 9 6 1 中利用A C T 一1 3 和A T 一2 5 提供的恢复时间模型和M c m p h i s 市的供电 供水和供气方面的 有关资料 提出了一套系统地估计地震时生命线系统供应中断造成的经济损失 该报告详细给 出了由于生命线系统的供应中断造成的对经济的冲击 其方法是由P e n n s y l v a n i a 州立大学的A R o s c 和其同事们 R o s ee ta l 1 9 9 7 R o s ea n dB e n a v j d e s1 9 9 6 开发的 中国地震灾害损失预测研究 国家地震局震害防御司 1 9 9 0 指出 n 尤其是生命线工程系 统 它维系着一个地区特别是 个城市的运行 其中某一环节受到地震破坏时 其本身的价值可能不 大 但整个系统的功能可能因此中断 这将进而酿成社会的停顿 这些损失的估算应予进一步开展专 题性研究 1 9 9 7 年1 1 月 高小旺等在 供水系统等生命线工程抗震设防标准的研究 一文中 对供水系统地 震经济损失进行了研究 提出了供水系统地震损失的分析方法 推荐了一个供水系统中管道 供水设 备 建构筑物的修复造价比矩阵 据此 再根据其系统的破坏状态 可求出供水系统的修复费用 高小 旺等 1 9 9 7 4结语 一些研究已经指出 目前 对生命线工程系统 尤其是生命线经济损失估计手段十分粗糙 且 较为落后 目前的研究远未能达到应用要求 冯启民 1 9 9 1 赵成刚等 1 9 9 4 因此 作者认为 1 1 由于城市的超大规模发展 生命线系统的脆弱性及生命线系统在城市财富中所占的比重增大 研究生命线系统造成的经济损失已刻不容缓 2 研究生命线系统的经济损失 必须充分考虑生命线系统的几个主要特性 r 3 地震经济损失分析足一个系统工程 横跨多个学科 需要多方面的知识 需依靠地震工程 经 济学 社会学等诸方面专家的共同努力 才能完成准确估计其损失的目的 在此之前 已有很多学者对地震对生命线的损失及恢复作过大量的研究工作 S E C h a n g 1 9 9 5 1 9 9 6 1 A R o s e 1 9 9 6 1 9 9 6 1 9 9 7 M s h i n o z u k a 1 9 9 6 K JT h e r n e y 1 9 9 5 等分别对其做了研 究 研究工作中存在的主要问题是方法较单一 缺乏系统的 全面的考虑 如对经济损失评估的研 究 还基本停留在对直接经济损失的估计方面 S Ec h a g 1 9 9 5 9 9 6 A R o s e 1 9 9 6 1 9 9 6 1 9 9 7 1 探讨了由于生命线系统中断造成的社会经济损失 即我们说的间接经济损失 为了更深入地 理解地震对生命线系统所造成的损失 人们已经不满足于定性地了解其经济损失了 而需要去定量 地把握其多少 作者建议生命线系统地震工程的研究中应综合考虑如下几个因素 万方数据 4 世界 地 震 工 程1 7 卷 1 系统耦联性在进行生命线地震工程研究时 应考虑系统间的相互耦联特性 生命线各系统之 间 生命线系统与建 构筑物之间是一种相互作用 相互影响的耦联关系 例如供水和供电之间就是 强耦联 供水系统的几乎一切运行和操作都需要供电系统的支持 这是供水对供电系统的依赖 反过 米 发电厂需要大量的冷水冷却发电机组 这是供电系统对供水系统的依赖 如何正确分析这种相互 作用 估计其相互影响 成为生命线工程震害预测 经济损失分析等研究中不可缺少的部分 2 间接损失的影响因素在进行经济损失分析中 需要考虑生命线用户间由于经济失衡造成的间接 经济损失 对生命线地震工程间接地震灾害损失的研究 必须全面考虑各种可能造成间接损失的影响 因素 L 3 方法可用性的考虑有的分析方法虽然看似十分合理 但其参数有的不易获得 因此 必须 验证分栌方法的实用性 4 1 损失层次性在损失评估研究中 考虑经济损失的多层次性 地震对生命线系统造成的影响包括3 个方面 物理破坏 功能损失和经济损失 包括直接经济损失和间接经济损失 以供水系统为例 物 理破坏指地震造成的供水系统建构筑物 供水设备及供水管道的破坏 功能损失指由于地震造成的功 髓降低 如水压下降和流量减少 直接经济损失指自来水公司用于调查 应急 维修所付出的费用和 停减产带呆的收人减少 间接经济损失指用户由于无水造成停产 减产带来的经济损失及国家税收损失 5 计算机信息技术与地理信息科学 迅 随着计算机信息技术与地理信息科学 G 坞 的发展 处理 拇量宅问数据已成为可能 目前 我国在交通 管网 电力及通讯网络的管理中已大量采用计算机及 G 互s 软件技术 但在生命线地震工程的科学研究中 我国在对上述技术的利用上 距美 日等国还有 一定差距 如果能加强对信息技术 尤其是地理信息技术的利用 不仅可将已有成果推向实用 而且 有可能解决以往无法解决的问题 总之 由于生命线系统本身的复杂性及损失估计研究涉及几个完全不同的领域 造成了对其研究 的困难 如何客观地评价地震对生命线系统造成的破坏 对其造成的损失给出令人信服的估计 还有 很长一段踌要走 参考文献 A sc I j J G u i d c l i n f o rt h es c j s T I i cd 韩i 即o fo i la n dg 弘P i p n es t c I n z 1 9 8 4 翻H j n d y N o v a kME a n h q u a k cr 髂p o n s c o ru n d r g r o u n dp i p c l i n 锚 A A s c EA d V i s o r y n o t c so n l i f e f i c e a r t h q u a k ee n g i n c c d g q 1 9 9 3 嘲 D u hcMA n髓n h q u a k ch a 翟r d p l a nf o r1 i f e l l n 船 A A s C E L i f cH 曲q u a k ce n g l n 一n g c f 4 lr a m o rcE w c f n c rsD P m P o s e da c c 印t a b l e 曲q u a k er i 咄p m d u 嘲f o rt h cp o no f L o sA n 驴l 饰2 0 2 0e l p a g i o n p m g R m A T c L E E P r o c e c d i 驴o ft h eF o u hu s c o n 诧陀n c 1 9 9 5 习 B r 0 0 b h j 几Ds c t l 8 喈sE c t a l D i 托c ta n di n d i r c c te c o n o m i cl o s s 惴 r m me a n h q u a k ed a m 鲈 J E a n h q u a k s p m r 4 1 9 9 7 3 4 旧w a n BHHM L i nH G I s B a s 耐e v a l u a t i o s c 诂I I I i p f f o m a n o fw a I c r d e l i V e r ys y 吕t 锄s R c e n t e f o rE 4 h q 3 k c R 巧髓f c ha n dI n f o m a t i o n T h eu n i v e i t yo rM e m p h b 1 9 9 7 唧L e o nw 阻gR L 砘 rHR e 疗n c ds e 括m 耙a n a i F 括a n dd 嚣嵋n 口 b u 麻dp j p 叫腓 o 庙北m o 瑚8 叫刀 E E S D 1 9 8 5 1 3 7 5 9 6 嘲L nw a n gR L w a n gL J R c f i n e ds c i s m i ca n 山y s 虹a dd 船i g no f b u d e dp i p d i n e r o rr a u l tm o w m c n 旺A P r o c 时d i 坫s o fT h i r dc h i n a J a p a n u sT r i l 砒c m ls y m p o s i u mo fL i f c l i n cE a n h q u a k e q 9 1E r d i kM s c i s I I l i c n s ka n a l i sI l o ru r b a ns y s t e I n s A l l w c E E q l q 刈t a u 哺 M M i 州j m aMD a m 萨 t ow a t e r s p p l yp i p c l i n 铺ms p a l l 站u e o fs o i l sa n dF o u n d a t i o n s 1 9 9 6 13 2 5 3 f l qO r o u mMJ L i ux J R 笛p o n s eo f b e d p i p I i n 嚣 s u b j t t o 曲q l l a k ec k t R M c E E RM o n o g m p h N o3 1 9 9 9 I 习s h j n o 丑妇M o a gsF E g l I c I I i RT h 脚sP H 忱鸭HM R 懈A A d n 嘲 j n e 耐h q 1 I k c 万方数据 2 期 张素灵等 生命线地震工程的发展与前瞻8 5 一一 l o s s 幅t i m a t i o na n da p p l i c a c j o nt oM e m p h i s R 1 T e n n 嚣s e e 1 9 9 7 1 习N e w m a r k NM P r o b l e mi n 帅v e p m p a g a t i o n n s o i la n dr o c k A P r o cI n t 哪t i 咖ls y m p 删1 n o t iw a 雌 P r o p 8 9 a t o na n dD a m i cP r o p c n bo rE a n h q l I a k eM a t e 血l s qA l b u q u e r q u e 1 9 6 7 l 川E g u c h iRT c ta l s c i s m i cr i 出t on a t u m lg a so i ls t c t l n M 1 9 8 5 l 习c h a n gs E s e l i g s o n HA E g u c h iRT E s t i m a t i o no ft h ee c o n o I I l i c i m p a c t o f m u l t l p l e l ir e l i n ef n p t l o M e m p h l sl i 曲t g a sa n dw a t e rd i v i 3 0 nc 懿cs t u d y R l 1 固s u n sP A腭v i e wo fb u r i e d1 i f c l i n c c a r h q u a k cc n g i n e e n B 1 nc h i n a A P r o c e e d i n g s o rs c c c n c h j n d J a p 扑一u sT l a t e r a ls y m p o s i u mi nL i f e I l n ee a n h q u a k cE n g i n c c d g c x i a n 1 9 9 t1 7 一 1 可T a n a k as s h i n o z l l k aM H o w a r dH w a gHML j M i n e w I I u 站r sg u l d e N c E E R 一9 3 1 目陈艳艳 王东炜 王光远 地理生命线网络工程的抗震优化布局 A 城市与工程减灾基础研究沧文集 q 1 9 9 7 l 明大律泰晴 等 地下管线地震时的可靠性评价 J 1 地下臂线抗震 1 9 9 0 2 2 8 2 4 3 捌东田淳予17 于1y 被害 特微占原因 M 但l 冯启民 郭恩栋 宋韫美等跨断层埋地管道抗震试验 J 地震工程与工程振动 2 0 0 0 2 0 1 5 6 一位 高小旺 等供水系统等生命线工程抗震设防标准的研究 R 北京 建筑科学院工程抗震所 1 9 9 7 捌高田至癣 李膻雁 粱建文 断层老横断卡五地中管道口 耐震计算法 A 1 土木学会 第2 4 回地震工学研究发表会 q 捌胡聿贤 何扬社会经济与工程系统的地震震害预测理论研究韧探 R l 1 9 9 l 2 习候忠良 中国地下臂线地震反应研究口州 1 9 9 1 蛔久保庆三郎生命线地l 工程的发展田世界地震工程 1 9 8 7 1 4 6 4 郭恩栋 宋银美 跨断层埋地管道抗震试验 期刊论文 地震工程与工程振动 2000 01 3 东田淳 被害 特徵 原因 4 Erdik M Seismic risk analysis for urban systems 5 Leon Wang R L Wang L J Refined seismic analysis and design of buried pipeline for fault movement 6 Leon Wang R L Yeh Y H Refined seismic analysis and design of buried pipeline for fault movement 1985 7 Wang H H M Lin H GIS Ba