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期刊信息/Journal information
自然灾害学报
自然灾害学报

谢礼立

双月刊

1004-4574

jnd@iem.ac.cn

0451-86652429

150080

哈尔滨市学府路29号

自然灾害学报/Journal Journal of Natural DisastersCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为灾害学学术性刊物。旨在展示我国灾害科学的研究成果，促进自然科学与社会科学在灾害科学方面的结合。刊登各种自然灾害和社会科学在灾害科学方面的结合。刊登各种自然灾害和发生机理、灾害与人类社会的关系及其影响、防灾减灾系统工程等方面的研究论文。读者对象为灾害学研究工作者、防灾减灾专业技术人员及相关专业大专院校师生。
正式出版
收录年代

    联合InSAR与数值模拟的采空区地表形变过程与机制研究

    禹孙菊李素敏袁利伟李延林...
    119-130页
    查看更多>>摘要：为消除矿体持续开采引发的地面沉陷灾害给矿区和社会造成的安全隐患,开展采空区地表形变的有效监测和形变机制研究极为重要.以金沙矿业灯杆树矿段为研究背景,采用时序合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术对矿区地表开展变形监测,并结合现场实际建立三维模型,通过FLAC3D模拟地下开挖过程获取采空区围岩的位移、应力和塑性区的分布规律,综合探究地下开采作用下上覆岩层和地表的形变过程和机制.研究结果表明:研究区处于不均匀形变状态,形变明显的区域主要分布在沿公路边坡所处的区域,其累积形变量在-80～20 mm范围内浮动.在采动影响下采空区围岩以剪切破坏为主,塑性区范围随开采深度增加逐渐扩张.随着采掘深度的推进,采空区顶板在自身重力和采动应力作用下,集中应力的大小、影响范围增大,对地表的扰动影响随之叠加.3 次开采结束,采空区围岩移动范围逐步增大并贯通至地表引起地表形变.数值模拟与InSAR监测结果所显示的地表沉降变形结果相吻合,使模拟过程的合理性与可靠性得到证实.研究表明联合InSAR监测与数值模拟可直观反映出采空区地表形变的形成过程与机制.该方法可为类似的地下矿山采空区地表形变灾害的监测及潜在灾害预防提供参考.

    地表形变时序InSAR数值模拟地下开采形变过程与机制

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    考虑多火灾场景的古城镇消防供水可靠性评估

    贾睿杜坤宋志刚张健...
    131-138页
    查看更多>>摘要：针对云南省火灾事故频发的现状,评估古城镇消防安全对人民生命财产安全和文化遗产保护具有重要现实意义.提出火灾失效指数以筛选火灾失效风险高的建筑及组合.首先,利用美国联邦保险事务所的消防流量计算方法评估火灾时重要单体建筑的消防需水量.然后,构建水力模型评估消防管网供水能力.最后,通过计算建筑火灾失效指数以识别危险建筑及危险组合.将所提出的算法应用于云南省丽江市大研古城的消防管网.结果表明:单火灾场景的失效指数不仅与管道的管径、建筑附近消火栓数量和建筑的耐火等级相关,还与建筑的位置相关;随着火灾场景数量的增加,各建筑的失效指数均呈现不同程度的上升,最高可超过 30%;建议在消火栓较少的区域增设消防管网附近的消火栓,以增强消防供水量,并优化远离水源建筑的消防设施.

    火灾消防供水管网火灾失效指数案例分析

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    我国西南地区基于人口和GDP的城市供水管网地震易损性模型

    李长宏郭恩栋吴厚礼代鑫...
    139-145页
    查看更多>>摘要：供水管网是城镇生命线工程的重要组成部分,科学合理的供水管网地震易损性模型是实施灾害风险调查和重点隐患排查工程的关键科学问题之一,特别是大区域供水管网地震灾害风险评估需要明确供水管网分区分类地震易损性模型作为支撑.然而,由于供水管网发展过程的复杂性等相关原因,许多城镇尚无法提供准确有效的管网基础数据以进行有效的地震易损性评估.为了建立我国西南地区无管网基础数据的城镇供水管网的地震易损性模型,基于已经建立的有管网基础数据的城市供水管网地震易损性模型,采用多项式拟合方法,分别给出了有管网基础数据城镇供水管网的规模、地震易损性类别与城镇人口、GDP之间的关系模型,进而可根据无管网基础数据的城镇人口、GDP数据估计其管网规模和地震易损性类别,为全面开展大区域供水管网地震灾害风险评估奠定了基础.

    供水管网回归模型多项式拟合地震易损性地震灾害风险评估

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    考虑桩土相互作用的近海刚构桥全寿命地震易损性分析

    束景晓梁岩童明娜崔玉坤...
    146-156页
    查看更多>>摘要：为研究全寿命周期内近海高速铁路桥梁地震易损性,依托某高速铁路大跨预应力刚构桥,考虑桩土作用,通过量化损伤指标,通过增量动力分析,计算不同方向地震作用下近海桥梁构件易损性;并采用二阶界限法,建立桥梁系统全寿命地震易损性曲面,研究了近海高速铁路桥梁服役期内耐久性损伤后的时变地震易损性.研究结果表明:高速铁路大跨桥梁在设计地震作用下,桥梁系统顺、横桥向发生轻微损伤的概率为 46.4%、15.1%;发生严重损伤的概率较小,在罕遇地震作用下,二者分别到达了 18.7%、9.7%.桥梁顺桥向地震易损性大于横桥向,当考虑桩土作用后,系统易损性增大,但增大程度较小;桥梁系统在顺桥向罕遇地震作用下,出现严重损伤的超越概率增加 1.1%.桥梁全寿命周期内,服役 100 a时,桥梁设计地震作用下出现轻微损伤的超越概率比新建桥梁增大 17.1%.高速铁路桥梁随着服役时间的延长,地震易损性逐渐增大,服役后期的耐久性损伤更为严重,地震易损性明显增大,但高速铁路桥梁全寿命周期内基本不会发生完全破坏.

    高速铁路桥梁全寿命地震易损性耐久性损伤

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    基于卷积神经网络的RC框架通信机楼震后损伤评定方法

    毛晨曦郭永超张昊宇张亮泉...
    157-167页
    查看更多>>摘要：为解决震后大量钢筋混凝土框架通信机楼损伤评定需求,基于卷积神经网络研究从构件层次至整体结构的损伤评定方法.首先对汶川地震、鲁甸地震、芦山地震等多次地震后大量钢筋混凝土框架结构损伤调查图片筛选处理,建立了钢筋混凝土框架梁、柱损伤评定数据集.然后通过对 3个关键问题的研究建立了钢筋混凝土框架基于卷积神经网络的震损评定方法:训练和建立YOLOv5网络模型完成从结构震害照片中检测识别出梁、柱构件的任务,并改进优化了YOLOv5 网络模型的检测性能;优选比较 3 种网络模型(ResNet50、MobileNetV2 和AlexNet模型)对梁、柱构件损伤水平评定的精确性,最终建立了基于ResNet50 的梁、柱构件损伤评定模型;给出了从构件层次到整体结构的损伤水平确定方法,并通过对一栋实际震损框架进行损伤评定验证了文中方法的可用性.结果表明,文中方法与专家的损伤评定结论一致性高,优化后的卷积神经网络模型精确度和稳定性好,对震后钢筋混凝土框架结构损伤评定具有良好的适用性.

    钢筋混凝土框架通信机楼卷积神经网络震害调查损伤评定

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    地震预警法律制度体系的构建与完善

    李纪恩
    168-175页
    查看更多>>摘要：国家地震预警工程要发挥真正的减灾实效离不开相应的法律制度的支撑和保障.与地震预警系统的建设进程相比,地震预警的法律制度建设呈现出滞后状态,制度建设工作亟待跟进和完善.地震预警法律制度应进行体系化构建,确立以《防震减灾法》为引领,以部门规章、地方性法规或地方政府规章为依托,以相关技术标准为补充的制度化体系,以确保地震预警法律体系和法律秩序的稳定性.构建与完善地震预警法律制度体系的工作主要包括:积极推进《防震减灾法》的修订工作,补充地震预警规范条款;在总结地方立法经验基础上,推进地震预警部门规章的制定工作;补充制定地震预警信息发布行业标准,健全地震预警标准体系;进一步科学地规范和细化地震预警法律制度的具体内容.

    地震预警法律制度地震预警立法技术标准预警信息发布

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    黏滞阻尼器参数对框架结构减震效率的影响研究

    兰香张兴仙邵一凡张龙飞...
    176-187页
    查看更多>>摘要：通过探究框架结构中黏滞阻尼器参数对结构减震效率的影响,进而研究黏滞阻尼器参数的优化问题.以某一框架结构为背景,采用非线性动力时程分析方法建立三维有限元模型,并以附加阻尼比、顶点位移降低率、基底剪力降低率和层间位移利用率等减震指标为研究对象.首先通过敏感性分析研究了不同黏滞阻尼参数对各指标的影响规律;然后基于响应面法拟合黏滞阻尼参数与各指标之间的关系模型,并通过F检验法和判定系数R2评估拟合效果;最后建立关键减震指标的目标函数进而寻求最优参数.结果表明:传统的敏感性分析法很难综合考虑不同减震效率指标的共同影响;响应面法拟合精度高,可预测性好,可作为优化模型;考虑与黏滞阻尼器参数匹配的支撑构件刚度后,通过实际工程案例的实操证明了最优阻尼参数的可实现性.提出一套简便且易于操作的黏滞阻尼器参数优化设计方法,为框架结构减震设计提供重要指导.

    消能减震结构框架结构黏滞阻尼器参数减震效率响应面法

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    基于功率流理论大底盘双塔楼减震控制研究

    吕欢张尚荣唐响巨雪...
    188-198页
    查看更多>>摘要：在地震作用下,大底盘双塔楼结构采用隔震层和阻尼器协同控制方案有较好的控制效果,但该体系下各子结构间的能量流动并未被深入研究.文中将大底盘双塔楼复合被动控制体系简化为分布参数体系,利用多目标粒子群(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)算法,得到阻尼器最优参数.以此为基础,探究左塔频率和阻尼比变化时,各塔楼功率流方差、功率流流向以及随机功率流时变方差的变化情况.研究表明:采用一体化的设计流程可以增强大底盘双塔楼控制体系的耗能能力.隔震层和阻尼器使得具有底部隔震的右塔类似于一个大型的调谐质量阻屁器(tuned mass damper,TMD)控制装置.同时左、右塔楼不对称设计提供的动力差异进一步提升结构的减震性能.此时,较低楼层的能量将流入隔震层,而较高楼层的能量则由阻尼器进行吸收耗散.复合被动控制方案可使得结构更快地进入稳定状态.上述方案还可大幅降低随机功率流时变方差峰值.

    大底盘双塔楼分布参数体系功率流复合被动控制减震效果

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    玄武岩纤维对3D打印混凝土力学性能的影响

    裴强张禄玺崔迪杨雨航...
    199-209页
    查看更多>>摘要：为探究玄武岩纤维对 3D 打印混凝土力学性能的影响,设计 0%、0.25%、0.50%、0.75%和1.00%共 5 种不同玄武岩纤维掺量,通过单轴压缩、三点弯曲和层间双剪试验分析玄武岩纤维掺量对3D打印混凝土力学性能的影响,并利用双目倒置金相显微镜和扫描电子显微镜从微观形貌层面分析玄武岩纤维增强混凝土力学性能的作用机制.研究结果表明:掺加玄武岩纤维可显著提升 3D打印混凝土结构的力学性能.随着纤维掺量的增加,抗压和层间抗剪强度呈现出先增加后减小的趋势,掺量为 0.50%时共同达到最优,相较于未掺入玄武岩纤维的混凝土分别提高了 28%和 61%;抗折强度则随着纤维掺量增加一直增加,掺量为 1.00%时效果最佳,相较于未掺入玄武岩纤维的混凝土提高了 21%.打印材料力学性能存在各向异性,沿Z方向加载时抗压和抗折强度最高,Y方向最低;随着纤维掺量增加,力学性能各向异性逐渐增大.结合试验结果和电镜扫描结果可知,玄武岩纤维优异的抗拉性能够抑制裂缝的产生与扩展,从而提升 3D打印混凝土结构的整体力学性能.

    3D打印混凝土玄武岩纤维力学性能各向异性微观形貌

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    新型雀替式黏弹性阻尼器试验与力学性能分析

    彭国威陶忠徐荣荣戴必辉...
    210-217页
    查看更多>>摘要：该文提出一种新型雀替式黏弹性阻尼器,为研究其构造形式的合理性和可行性,对 5 个新型雀替式黏弹性阻尼器进行了变形相关性、频率相关性以及疲劳性能循环加载试验,分析新型雀替式黏弹性阻尼器的耗能系数、等效黏滞阻尼比和骨架曲线等几项性能参数.研究结果表明:5 个新型雀替式黏弹性阻尼器滞回曲线饱满,滞回性能较好,耗能能力较强,橡胶硬度为 65°的试件累计耗能为2.343 kN·m;变形幅值对阻尼器的影响明显,随着变形量的增加,阻尼器的最大阻尼力和周期耗能逐渐增大,能量耗散系数和等效刚度逐渐减小;不同橡胶材料的新型雀替式黏弹性阻尼器试件的滞回曲线、等效黏滞阻尼比和骨架曲线形状基本一致;不同加载频率下,耗能系数和等效黏滞阻尼比分别在 0.03962～0.04016 和 0.1260～0.1320 之间,2 个性能指标变化均较小,频率相关性较弱;疲劳加载后新型黏弹性阻尼器耗能系数衰减 24.8%,等效黏滞阻尼比衰减 25.4%,具有良好的疲劳性能,无明显的滞回曲线面积衰减和低周疲劳现象.

    木结构加固新型雀替式黏弹性阻尼器变形相关性频率相关性疲劳性能滞回耗能

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