生命线工程抗灾研究进展与研究方向

生命线工程抗灾研究进展与研究方向

1.生命线工程抗灾研究进展

在过去10年间，国内外在生命线工程抗灾领域取得了系列的重要研究进展。以生命线工程抗震为例，主要进展包括:

(1)在大尺度地震动场的物理模拟与随机地震动场研究中取得了有意义的进步。

(2)在地下管线的地震破坏机理方面取得了基本一致的认识。

(3)在复杂结构的非线性破坏机理方面开始有了深人的认识。与材料本构关系研究相结合，确定了结构全过程、全寿命设计的基本概念，并逐步把关于结构非线性破坏机理的规律性认识应用于结构基于性态的设计理念之中。

(4)对工程结构与工程系统中存在的不确定性进行了广泛的探索，从而为结构抗灾可靠性设计理论提供了初步基础。

(5)在大型复杂工程网络可靠性分析方面取得重要进展。以此为基础，现有研究工作已经将触角延伸到网络抗灾可靠性优化领域，从而有希望实现工程系统层面的优化设计。

(6)复合生命线工程系统的灾害模拟逐步得到重视，并在现代城市的综合灾害防御中开始占据一席之地。

2.生命线工程抗灾研究发展趋势

总结国内外在生命线工程方面的研究进展，并注意到现代土木工程的一般发展趋势，大多数研究人员认为：应该以生命线工程的抗灾性能设计与性态控制为核心，进一步拓展传统生命线工程的研究领域，在工程抗震、工程抗风、工程抗火、工程抗爆、抗地质灾害等方面全面推进生命线工程的研究进展。在可以预期的未来，国内外生命线工程基础研究的基本发展趋势将表现为:

(1)重视对于灾害作用机理的研究。

(2)在非线性破坏机理研究方面从基本构件向材料本构关系、结构性能两端延伸。

(3)区域性灾害危险性分析与大型工程网络系统安全性、可靠性研究的结合。

(4)重视地下空间开发带来的新问题，在地下生命线工程研究中取得新的技术进步。

(5)先进复合材料、智能材料、先进传感技术、现代信息技术将在生命线工程研究中进一步发挥重要作用。

(6)结构健康监测的概念将应用于生命线工程系统;生命线工程系统的耐久性将逐

步构成新的研究热点。

(7)生命线工程的灾害预警技术与应急处置技术将得到高度重视和迅速发展。

(8)复合生命线工程系统的灾害模拟与灾场控制研究将引起更广范围内的关注。

3.生命线工程抗灾重点研究方向

根据前述的发展趋势,结合我国区域与城市生命线工程建设的背景，近期内在下述六个方面加强关键科学问题的研究。

(1)工程场地地震动随机场的波动数值分析理论研究。研究基本目标是通过随机波动数值分析理论的研究，建立可以模拟、分析大尺度地震动随机场(如1000m尺度范围)的基本手段。这一研究目标的实现可以为大型生命线工程结构的空间地震灾害响应分析、复杂生命线工程网络的抗震可靠性分析提供基础。

(2)结构随机损伤演化规律与非线性灾害响应分析研究。研究基本目标是建立工程结构在材料层次的一般随机本构关系，并寻求随机本构关系所导致的结构层次随

机损伤演化的基本分析途径。研究目标的实现对于认识生命线工程结构的非线性灾

害响应特征、寻求合理地控制结构灾害响应的方法具有基础性意义。

(3)复杂生命线工程结构抗灾可靠性分析关键技术研究。研究基本目标是建立适用于一般类型生命线工程结构的实用抗灾可靠性分析理论。研究目标的实现将为定

量评价大型生命线工程结构、线状延伸生命线工程结构单元的抗灾可靠度分析提供基本方法。

(4)大型生命线工程网络抗灾可靠性分析基础理论研究。研究基本目标是建立大区域范围内的复杂生命线工程网络抗灾可靠性的精确高效分析方法，从而实质性地推动区域与城市生命线工程抗灾可靠性的研究与应用进程。

(5)生命线工程系统优化设计与控制理论研究。生命线工程系统抗灾的基本目标是系统行为(或性态)的优化。在可靠度分析理论基本建立的前提下，应致力于进行工程网络系统优化设计理论的研究，以期为区域与城市生命线工程系统的抗灾设防、抗灾设计、抗灾改造与抗灾规划提供基础性理论与支持工具。

(6)复合生命线工程系统灾害反应仿真理论研究。研究基本目标是建立城市地震灾场计算机仿真技术与模拟控制理论。这一研究目标的实现将为在计算机仿真环境下预测、研究与分析生命线工程的地震灾害响应及其耦合影响提供基本理论与工具，从而为减轻与控制生命线工程系统灾害提供直接技术支持。