生命線工程抗災(zāi)研究進(jìn)展與研究方向

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1.生命線工程抗災(zāi)研究進(jìn)展
　  在過去10年間，國內(nèi)外在生命線工程抗災(zāi)領(lǐng)域取得了系列的重要研究進(jìn)展。以生命線工程抗震為例，主要進(jìn)展包括:
(1)在大尺度地震動場的物理模擬與隨機(jī)地震動場研究中取得了有意義的進(jìn)步。
　　(2)在地下管線的地震破壞機(jī)理方面取得了基本一致的認(rèn)識。
　　(3)在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的非線性破壞機(jī)理方面開始有了深人的認(rèn)識。與材料本構(gòu)關(guān)系研究相結(jié)合，確定了結(jié)構(gòu)全過程、全壽命設(shè)計的基本概念，并逐步把關(guān)于結(jié)構(gòu)非線性破壞機(jī)理的規(guī)律性認(rèn)識應(yīng)用于結(jié)構(gòu)基于性態(tài)的設(shè)計理念之中。
　　(4)對工程結(jié)構(gòu)與工程系統(tǒng)中存在的不確定性進(jìn)行了廣泛的探索，從而為結(jié)構(gòu)抗災(zāi)可靠性設(shè)計理論提供了初步基礎(chǔ)。
　　(5)在大型復(fù)雜工程網(wǎng)絡(luò)可靠性分析方面取得重要進(jìn)展。以此為基礎(chǔ)，現(xiàn)有研究工作已經(jīng)將觸角延伸到網(wǎng)絡(luò)抗災(zāi)可靠性優(yōu)化領(lǐng)域，從而有希望實現(xiàn)工程系統(tǒng)層面的優(yōu)化設(shè)計。
　　(6)復(fù)合生命線工程系統(tǒng)的災(zāi)害模擬逐步得到重視，并在現(xiàn)代城市的綜合災(zāi)害防御中開始占據(jù)一席之地。
2.生命線工程抗災(zāi)研究發(fā)展趨勢
　  總結(jié)國內(nèi)外在生命線工程方面的研究進(jìn)展，并注意到現(xiàn)代土木工程的一般發(fā)展趨勢，大多數(shù)研究人員認(rèn)為：應(yīng)該以生命線工程的抗災(zāi)性能設(shè)計與性態(tài)控制為核心，進(jìn)一步拓展傳統(tǒng)生命線工程的研究領(lǐng)域，在工程抗震、工程抗風(fēng)、工程抗火、工程抗爆、抗地質(zhì)災(zāi)害等方面全面推進(jìn)生命線工程的研究進(jìn)展。在可以預(yù)期的未來，國內(nèi)外生命線工程基礎(chǔ)研究的基本發(fā)展趨勢將表現(xiàn)為:
　  (1)重視對于災(zāi)害作用機(jī)理的研究。
　  (2)在非線性破壞機(jī)理研究方面從基本構(gòu)件向材料本構(gòu)關(guān)系、結(jié)構(gòu)性能兩端延伸。
　(3)區(qū)域性災(zāi)害危險性分析與大型工程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全性、可靠性研究的結(jié)合。
　(4)重視地下空間開發(fā)帶來的新問題，在地下生命線工程研究中取得新的技術(shù)進(jìn)步。
　  (5)先進(jìn)復(fù)合材料、智能材料、先進(jìn)傳感技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)將在生命線工程研究中進(jìn)一步發(fā)揮重要作用。
　(6)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的概念將應(yīng)用于生命線工程系統(tǒng);生命線工程系統(tǒng)的耐久性將逐步構(gòu)成新的研究熱點。
　　(7)生命線工程的災(zāi)害預(yù)警技術(shù)與應(yīng)急處置技術(shù)將得到高度重視和迅速發(fā)展。
　　(8)復(fù)合生命線工程系統(tǒng)的災(zāi)害模擬與災(zāi)場控制研究將引起更廣范圍內(nèi)的關(guān)注。
3. 生命線工程抗災(zāi)重點研究方向
　　根據(jù)前述的發(fā)展趨勢,結(jié)合我國區(qū)域與城市生命線工程建設(shè)的背景，近期內(nèi)在下述六個方面加強(qiáng)關(guān)鍵科學(xué)問題的研究。
　　(1)工程場地地震動隨機(jī)場的波動數(shù)值分析理論研究。研究基本目標(biāo)是通過隨機(jī)波動數(shù)值分析理論的研究，建立可以模擬、分析大尺度地震動隨機(jī)場(如1000m尺度范圍)的基本手段。這一研究目標(biāo)的實現(xiàn)可以為大型生命線工程結(jié)構(gòu)的空間地震災(zāi)害響應(yīng)分析、復(fù)雜生命線工程網(wǎng)絡(luò)的抗震可靠性分析提供基礎(chǔ)。
　　(2)結(jié)構(gòu)隨機(jī)損傷演化規(guī)律與非線性災(zāi)害響應(yīng)分析研究。研究基本目標(biāo)是建立工程結(jié)構(gòu)在材料層次的一般隨機(jī)本構(gòu)關(guān)系，并尋求隨機(jī)本構(gòu)關(guān)系所導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)層次隨機(jī)損傷演化的基本分析途徑。研究目標(biāo)的實現(xiàn)對于認(rèn)識生命線工程結(jié)構(gòu)的非線性災(zāi)害響應(yīng)特征、尋求合理地控制結(jié)構(gòu)災(zāi)害響應(yīng)的方法具有基礎(chǔ)性意義。
　　(3)復(fù)雜生命線工程結(jié)構(gòu)抗災(zāi)可靠性分析關(guān)鍵技術(shù)研究。研究基本目標(biāo)是建立適用于一般類型生命線工程結(jié)構(gòu)的實用抗災(zāi)可靠性分析理論。研究目標(biāo)的實現(xiàn)將為定量評價大型生命線工程結(jié)構(gòu)、線狀延伸生命線工程結(jié)構(gòu)單元的抗災(zāi)可靠度分析提供基本方法。
　　(4)大型生命線工程網(wǎng)絡(luò)抗災(zāi)可靠性分析基礎(chǔ)理論研究。研究基本目標(biāo)是建立大區(qū)域范圍內(nèi)的復(fù)雜生命線工程網(wǎng)絡(luò)抗災(zāi)可靠性的精確高效分析方法，從而實質(zhì)性地推動區(qū)域與城市生命線工程抗災(zāi)可靠性的研究與應(yīng)用進(jìn)程。
　　(5)生命線工程系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計與控制理論研究。生命線工程系統(tǒng)抗災(zāi)的基本目標(biāo)是系統(tǒng)行為(或性態(tài))的優(yōu)化。在可靠度分析理論基本建立的前提下，應(yīng)致力于進(jìn)行工程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計理論的研究，以期為區(qū)域與城市生命線工程系統(tǒng)的抗災(zāi)設(shè)防、抗災(zāi)設(shè)計、抗災(zāi)改造與抗災(zāi)規(guī)劃提供基礎(chǔ)性理論與支持工具。
　　(6)復(fù)合生命線工程系統(tǒng)災(zāi)害反應(yīng)仿真理論研究。研究基本目標(biāo)是建立城市地震災(zāi)場計算機(jī)仿真技術(shù)與模擬控制理論。這一研究目標(biāo)的實現(xiàn)將為在計算機(jī)仿真環(huán)境下預(yù)測、研究與分析生命線工程的地震災(zāi)害響應(yīng)及其耦合影響提供基本理論與工具，從而為減輕與控制生命線工程系統(tǒng)災(zāi)害提供直接技術(shù)支持。