上課是這樣,做科普也是一樣,很多內(nèi)容已經(jīng)講過(guò)很多遍了,但是讀者可能每過(guò)一段時(shí)間就會(huì)換了一波,所以還是要再講一次。希望熟悉我們公眾號(hào)的讀者們不要覺(jué)得我啰嗦??茖W(xué)研究的總體發(fā)展方向就是從粗放到精細(xì)化發(fā)展。震害評(píng)估自然也是不斷追求更準(zhǔn)確、更快速、更詳細(xì)的評(píng)估結(jié)果。以往由于傳感、通訊和計(jì)算技術(shù)不足,大家只能依靠震級(jí)和震源深度來(lái)粗略估計(jì)地震造成的損失,這是十分不準(zhǔn)確的,我們此前也寫(xiě)過(guò)多篇文章討論這個(gè)問(wèn)題,例如:為什么需要發(fā)展城市抗震彈塑性分析 | 從8.8九寨溝地震和8.21意大利地震談起
比如這次瀘定6.8級(jí)地震,看著震級(jí)和2017年九寨溝7.0級(jí)地震震級(jí)大小差不多,震源深度瀘定16km,九寨溝20km,看著也差不多。但是觀測(cè)到的地震動(dòng)差異卻非常顯著(圖1)。
那如何才能更準(zhǔn)確的評(píng)估地震損失呢?一個(gè)自然而然的想法就是我們?cè)谔摂M的環(huán)境里面,讓地震和建筑這兩個(gè)拳手模擬對(duì)抗一下。而城市抗震彈塑性分析就是這樣一個(gè)思路,我們把完整的地震動(dòng),輸入到盡可能準(zhǔn)確的建筑非線性模型里面,然后采用彈塑性時(shí)程分析這一最能近似實(shí)際地震動(dòng)力過(guò)程的方法來(lái)模擬地震下建筑的響應(yīng),最后獲得震損模擬結(jié)果。城市抗震彈塑性分析方法的效果相對(duì)其他方法的特色,我們從下面的典型動(dòng)畫(huà)案例里面就可以看出來(lái)。

圖2 城市抗震彈塑性分析模擬北京CBD高層建筑群的地震響應(yīng)除了可以將時(shí)程分析從單體建筑推廣到群體建筑,還可以將時(shí)程分析應(yīng)用于滑坡分析。其理由也是相似的:傳統(tǒng)的滑坡分析方法將地震輸入簡(jiǎn)化為一個(gè)烈度或者峰值加速度,不能很好的反映地震動(dòng)的復(fù)雜特性,在我們可以獲得豐富的地面運(yùn)動(dòng)全紀(jì)錄的情況下,時(shí)程分析可以很好的克服傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn),所付出的代價(jià)不過(guò)是計(jì)算量大一點(diǎn),不過(guò)相對(duì)于現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)分析能力,也是完全可以應(yīng)付的(參閱:新論文:基于實(shí)測(cè)地震動(dòng)的近實(shí)時(shí)地震滑坡預(yù)測(cè)方法(并附源程序))。
具體到這次瀘定6.8級(jí)地震,雖然考慮到近年來(lái)抗震防災(zāi)事業(yè)的進(jìn)步,我們?cè)谟?jì)算時(shí)已經(jīng)將建筑的抗震能力適當(dāng)提高(比均值增加了一倍標(biāo)準(zhǔn)差),但是RED-ACT仍然輸出了一串紅色(可能發(fā)生倒塌)的建筑震害模擬結(jié)果(圖3),滑坡的模擬結(jié)果也讓人很不安(圖4)。昨天看到這個(gè)結(jié)果心情就很沉重,今天看新聞,果然損失和傷亡確實(shí)很重。
圖3 不同臺(tái)站地震記錄破壞力分布圖(建筑抗震承載力取均值加一倍標(biāo)準(zhǔn)差)
圖4不同臺(tái)站附近地震滑坡分布(滑坡體飽和比例為 50%)