多灾害与工程结构抗多灾分析、设计方法研究

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我国是世界上自然灾害最严重的国家之一,受地域环境、气候环境等因素的影响,部分地区处于多种灾害的聚集多发区,给区域工程结构的安全服役带来严重威胁,从多灾害作用角度对工程结构进行分析和设计成为国家和社会发展的重大需求。近年来,已有众多学者对区域灾害综合风险和多灾害作用下工程结构的性能演变规律开展研究,但工程结构多灾害风险分析的研究工作还不够系统,多灾害成灾及耦合机制、多灾害模型建立方法、结构抗多灾分析方法研究较为薄弱,抗多灾设计方法仍处于理论探索阶段。此外,多灾害相关概念仍不清晰,对多灾害危险性的研究主要集中于灾害学领域,定量分析工具较为缺乏,特定多灾害组合作用下的结构性能研究内容较为分散且未形成体系,工程结构的分析与设计中应考虑哪些灾害及多灾害组合,以及如何考虑多灾害作用尚不明确。针对上述问题,本文以工程常见自然灾害及其相互关系为对象,对工程领域的多灾害研究现状进行了系统的梳理,明确了多灾害相关概念,阐明了结构抗多灾分析与设计的具体流程和方法,并以地震和泥石流相继作用下的砌体结构抗多灾分析过程为例对流程进行了介绍,主要工作包括:(1)系统论述了多灾害概念,研究了我国多灾害的空间分布与成灾机制。提出了与工程领域相适应的灾害学多灾害分类方法以及基于时间关系的工程多灾害作用关系分类方法,建立了工程领域与灾害学领域多灾害概念与分类方法之间的联系。调研了大量已有单灾害区划及分布规律成果,分析了不同灾害间的相互关系与耦合机制,进一步给出了我国不同区域工程结构需考虑的多灾害组合类型。(2)研究了多灾害模型建立方法和工程结构抗多灾分析与设计方法,提出了工程结构多灾害作用分析与设计的基本框架。基于灾害学多灾害关系总结了独立灾害遭遇、伴随灾害、短期灾害链的多灾害模型建立方法,基于多灾害作用分类方法总结了灾害同时作用与相继作用下的工程结构分析方法,总结了工程结构多灾害风险评估与抗多灾设计方法。通过对多灾害相关研究的总结,提出了工程结构多灾害研究的流程和框架。(3)以地震和泥石流相继作用下的砌体结构抗多灾分析过程为例,介绍了多灾害组合作用下的工程结构分析流程与方法。分析结果表明,中、强地震和泥石流相继作用将对砌体结构造成显著破坏,工程结构的建设规划、设计建造和灾害风险评估中应考虑多灾害的影响。
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