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区域路网抗震连通可靠性研究

刘丝丝  
【摘要】:我国处于环太平洋地震带与欧亚地震带之间,板块的挤压导致地震断裂带十分活跃。道路交通是地震发生后抢险救灾的重要通道,因此保证地震发生后道路单元的可靠性和道路交通的连通程度,对提高救援的效率及减少人员的伤亡具有十分重要的意义。本文介绍了图的相关知识以及可靠性理论,根据道路交通系统的特点确定搜索路网中各路径连通性的方法—广度优先搜索法以及求解路网连通可靠性的分析方法—Monte Carlo模拟法。依据地震灾害的描述方式以及影响程度,考虑地震梯度衰减变化的特点,使用椭圆型衰减度模型对地震烈度范围进行确定。在现有设定地震法的基础上,提出预估设定地震影响范围的方法,确定出研究区域路网受损的范围。结合道路交通系统中路段单元、桥梁单元和隧道单元的震害原因及特征,确定各类道路单元的抗震可靠度标定方法。提出评价地震条件下道路单元重要性的指标,连通可靠边介数和关键重要度。在道路单元抗震可靠性分析的基础上,采用Monte Carlo模拟法得到道路交通系统的抗震连通可靠度,并分析各个道路单元在整个道路交通系统中的重要性。根据不同道路单元的重要性以及道路交通系统抗震连通可靠度的分析评价结果,建立以道路单元加固优化费用最小为目标函数,优化后路网整体的连通可靠性达到设定标准的最低值以及加固优化道路单元重要度高为约束条件的路网抗震加固优化模型,并使用正交枚举法对加固优化方案进行求解,通过算例分析比选出合适的加固优化方案。本文的研究为道路单元的震害预测与评估提供了标定方法,建立计算道路交通系统抗震连通可靠度的模型,为分析路网整体的连通可靠性以及如何选择加固优化单元提供了新的思路。


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