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城市地下空间灾害形成条件

时间:2023-10-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:2.灾害形成的前提条件灾害力的影响范围与承灾体范围至少有部分重叠,即二者的交集为非空集时,认为承载体将会遭受灾害的作用,具有一定的暴露性E。DL∩RL≠(2-2)3.灾害形成过程当DTRT,且DD≥RD时,即灾害力作用时间远远大于抵抗时间,只要灾害力强度大于防灾能力的大小,灾害形成。例如轻微地震,震级未达到地区建筑防震等级,基本不发生破坏,视为灾害没有形成。因此此类情况视灾害条件具体分析待定。

城市地下空间灾害形成条件

1.灾害形成的要素

从灾害构成与灾害要素的作用机制研究可以看出,灾害事件的发生,主要由以下两个要素构成:

(1)灾害力,由致灾因子风险性和孕灾环境稳定性组成。灾害力三要素包括灾害力的强度(大小)(Disaster Degree,DD),影响范围(空间分布)(Disaster Location,DL),以及作用时间(时间分布)(Disaster Time,DT)。

(2)承灾体,即城市物质空间的物理特性,例如建(构)筑物的结构强度、建设容量、疏散避难场所分布的均好性等。承灾体三要素包括物质空间防灾能力的大小(Resistance Degree,RD)、物质空间分布范围(Resistance Location,RL)以及抵抗时间(Resistance Time,RT)。

灾害形成是由灾害力和承灾体的相互作用决定的,即灾害力三要素与承灾体三要素的量比与相互关系决定了灾害是否发生。杨达源和闾国年(1993)提出,自然灾害成灾机制的研究具有量比的含义:一方面是致灾的物质运动所具有的速度、动能和冲击力;另一方面是人为设施的承受能力。在前者大于后者的情况下会造成破坏和损失。

2.灾害形成的前提条件

灾害力的影响范围与承灾体范围至少有部分重叠,即二者的交集为非空集时,认为承载体将会遭受灾害的作用,具有一定的暴露性E(exposure)。

DL∩RL≠∅ (2-2)

3.灾害形成过程

(1)当DT≫RT,且DD≥RD时,即灾害力作用时间远远大于抵抗时间,只要灾害力强度大于防灾能力的大小,灾害形成。如洪水长时间浸泡建筑物,同时洪水流速产生的冲击力大于建筑侧墙抵抗力,建筑将发生破坏。

(2)当DT≪RT,且DD≤RT时,即灾害力作用时间远远小于抵抗时间,只要灾害力强度不大于防灾能力的大小,灾害不会形成。如短时地震作用,地震动荷载小于建筑物结构强度,建筑物不会发生破坏。

(3)当DT<RT,或DT>RT,且DD>RD时,即不管灾害力作用时间长短,只要灾害力强度大于防灾能力大小,灾害发生视可接受风险(Acceptance Risk,AR)水平判断。当AR>(DD-RD)时,风险在可接受水平以内,灾害不会发生;当AR<(DD-RD)时,风险超出可接受水平,灾害发生。例如轻微地震,虽然发生破坏,但是破坏程度在风险可接受水平内,不需要外部力量救援与恢复重建,认为灾害没有形成;否则超出可接受水平,需要外部力量救援,有外部物质输入,则视为灾害形成。(www.xing528.com)

(4)当DT<RT,且DD<RD时,灾害力强度小于防灾能力大小,且灾害力作用时间较短,灾害不发生。例如轻微地震,震级未达到地区建筑防震等级,基本不发生破坏,视为灾害没有形成。

(5)当DT>RT,且DD<RD时,灾害力强度小于防灾能力强度,但作用时间较长,灾害的发生视承灾体情况而定。例如建筑物受到洪水浸泡,水流流速产生的动荷载小于建筑物侧向作用力,此时并不会发生建筑物的破坏;但有可能因为还受到洪水的长期浸泡,建筑物的材料发生了变质破坏而导致了建筑物破坏。因此此类情况视灾害条件具体分析待定。但本书重点分析的是瞬时灾害力作用下的灾情,即不考虑灾害力作用时间的影响,认为灾情的发生、发展主要受灾害力与防灾能力强度的影响。

综合上述灾害形成过程的研究,参考前人的研究成果(方伟华等,2011),灾害风险的大小与物质空间的暴露性成正比,与物质空间的易损性成正比,与致灾因子发生概率成正比,见式(2-3):

R=E×V×F (2-3)

式中 R——灾害风险;

E——暴露性,取决于DL与RL的空间分布,RL具有能动性

V——易损性,见式(2-1);

F——致灾因子发生概率的分布函数,如式(2-4)所示,其中f(x)为特定灾害的致灾因子的概率密度函数。

F=∫f(x)dx (2-4)

当致灾因子的影响范围DL、发生强度DD及发生概率F等已知的情况下,城市灾害风险R只与物质空间的分布范围RL和易损性V相关,易损性一定程度上可看作为防灾能力RD的函数(倒数)。

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