生命線工程抗災研究進展與研究方向

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1.生命線工程抗災研究進展
　  在過去10年間，國內外在生命線工程抗災領域取得了系列的重要研究進展。以生命線工程抗震為例，主要進展包括:
(1)在大尺度地震動場的物理模擬與隨機地震動場研究中取得了有意義的進步。
　　(2)在地下管線的地震破壞機理方面取得了基本一致的認識。
　　(3)在復雜結構的非線性破壞機理方面開始有了深人的認識。與材料本構關系研究相結合，確定了結構全過程、全壽命設計的基本概念，并逐步把關于結構非線性破壞機理的規(guī)律性認識應用于結構基于性態(tài)的設計理念之中。
　　(4)對工程結構與工程系統(tǒng)中存在的不確定性進行了廣泛的探索，從而為結構抗災可靠性設計理論提供了初步基礎。
　　(5)在大型復雜工程網(wǎng)絡可靠性分析方面取得重要進展。以此為基礎，現(xiàn)有研究工作已經(jīng)將觸角延伸到網(wǎng)絡抗災可靠性優(yōu)化領域，從而有希望實現(xiàn)工程系統(tǒng)層面的優(yōu)化設計。
　　(6)復合生命線工程系統(tǒng)的災害模擬逐步得到重視，并在現(xiàn)代城市的綜合災害防御中開始占據(jù)一席之地。
2.生命線工程抗災研究發(fā)展趨勢
　  總結國內外在生命線工程方面的研究進展，并注意到現(xiàn)代土木工程的一般發(fā)展趨勢，大多數(shù)研究人員認為：應該以生命線工程的抗災性能設計與性態(tài)控制為核心，進一步拓展傳統(tǒng)生命線工程的研究領域，在工程抗震、工程抗風、工程抗火、工程抗爆、抗地質災害等方面全面推進生命線工程的研究進展。在可以預期的未來，國內外生命線工程基礎研究的基本發(fā)展趨勢將表現(xiàn)為:
　  (1)重視對于災害作用機理的研究。
　  (2)在非線性破壞機理研究方面從基本構件向材料本構關系、結構性能兩端延伸。
　(3)區(qū)域性災害危險性分析與大型工程網(wǎng)絡系統(tǒng)安全性、可靠性研究的結合。
　(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進步。
　  (5)先進復合材料、智能材料、先進傳感技術、現(xiàn)代信息技術將在生命線工程研究中進一步發(fā)揮重要作用。
　(6)結構健康監(jiān)測的概念將應用于生命線工程系統(tǒng);生命線工程系統(tǒng)的耐久性將逐步構成新的研究熱點。
　　(7)生命線工程的災害預警技術與應急處置技術將得到高度重視和迅速發(fā)展。
　　(8)復合生命線工程系統(tǒng)的災害模擬與災場控制研究將引起更廣范圍內的關注。
3. 生命線工程抗災重點研究方向
　　根據(jù)前述的發(fā)展趨勢,結合我國區(qū)域與城市生命線工程建設的背景，近期內在下述六個方面加強關鍵科學問題的研究。
　　(1)工程場地地震動隨機場的波動數(shù)值分析理論研究。研究基本目標是通過隨機波動數(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場(如1000m尺度范圍)的基本手段。這一研究目標的實現(xiàn)可以為大型生命線工程結構的空間地震災害響應分析、復雜生命線工程網(wǎng)絡的抗震可靠性分析提供基礎。
　　(2)結構隨機損傷演化規(guī)律與非線性災害響應分析研究。研究基本目標是建立工程結構在材料層次的一般隨機本構關系，并尋求隨機本構關系所導致的結構層次隨機損傷演化的基本分析途徑。研究目標的實現(xiàn)對于認識生命線工程結構的非線性災害響應特征、尋求合理地控制結構災害響應的方法具有基礎性意義。
　　(3)復雜生命線工程結構抗災可靠性分析關鍵技術研究。研究基本目標是建立適用于一般類型生命線工程結構的實用抗災可靠性分析理論。研究目標的實現(xiàn)將為定量評價大型生命線工程結構、線狀延伸生命線工程結構單元的抗災可靠度分析提供基本方法。
　　(4)大型生命線工程網(wǎng)絡抗災可靠性分析基礎理論研究。研究基本目標是建立大區(qū)域范圍內的復雜生命線工程網(wǎng)絡抗災可靠性的精確高效分析方法，從而實質性地推動區(qū)域與城市生命線工程抗災可靠性的研究與應用進程。
　　(5)生命線工程系統(tǒng)優(yōu)化設計與控制理論研究。生命線工程系統(tǒng)抗災的基本目標是系統(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，應致力于進行工程網(wǎng)絡系統(tǒng)優(yōu)化設計理論的研究，以期為區(qū)域與城市生命線工程系統(tǒng)的抗災設防、抗災設計、抗災改造與抗災規(guī)劃提供基礎性理論與支持工具。
　　(6)復合生命線工程系統(tǒng)災害反應仿真理論研究。研究基本目標是建立城市地震災場計算機仿真技術與模擬控制理論。這一研究目標的實現(xiàn)將為在計算機仿真環(huán)境下預測、研究與分析生命線工程的地震災害響應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)災害提供直接技術支持。