滑坡灾害下建筑物易损性评估模型与应用

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易损性概念的提出,大大丰富了滑坡灾害的风险评估体系的内容。现在易损性已经成为跨学科、多领域交叉的一个方向。正因为如此,需要考虑的因素变得非常复杂多样。由于一些影响因素难以量化(比如人口和周边商业环境带来的影响),导致对于易损性的研究多处于定性或者半定量的阶段。以承灾-致灾系统作为研究基础,本文出于为易损性的定量计算提供一种简单方法的目的,将一些非承灾-致灾系统的因素排除,只从承载体受灾体的力学属性的角度进行考虑。通过承灾体致灾体共同作用下的冲击能计算模型将承灾体和受灾体联系在一起构建起一个系统。以功-能关系作为致灾体定量计算的依据,以受灾体的基本力学参数(应力、位移等)为指标来表征系统易损性。本文分析了失稳后滑体运动机制,通过功能关系,以及等效刚度原则得出滑体作用在承灾体上水平力与滑体体量、摩擦系数等参数的数量关系。通过蒙特卡洛模拟给一些不确定参数进行随机赋值,得到致灾体对受灾体等效水平作用力的分布图。然后选取承灾体顶层位移作为指标,得出建筑物在滑坡灾害下的失效概率。以及,在不同的滑距、滑面摩擦系数下,建筑物失效概率的变化情况。考虑到上部结构-地基-基础共同作用,采用共同作用模型对桩基础和浅基础在相同条件下失效概率状况进行计算和分析,并且与悬臂梁模型进行对比。最后采用ls-dyna软件对滑体下滑-耗能-冲击的过程进行了三维模拟,对整个过程进行时程分析,采用两个不同的指标定量计算易损性,为易损性的定量计算提供了借鉴。通过本文,我们发现在易损性分析中致灾-受灾系统采用基于功能关系的运动模型,采用蒙特卡洛易损性分析方法。在二维条件下能够有效的简化易损性的计算过程。
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