清水池震害评估模型研究

ｐ ｅ ｏ ｎ ｎ ｈｒｃｅ ｓ ｃ ｆ ｌ ｎｗ ｔ ｎ ｓ ｕ ｊｃｅ ａ ｈ ｕｋ ａ ａｅａｅａ ａ ｚｄａ ｄ ｈ ｎｍｅａａ ｄｃ ａａｔ ｔ ｓ ｅ ａｅ ｔ ｋ ｂｅｔｄｔ ｅｒ ｑ ａｅｄ ｍ ｇ ｒ ｎ ｌ ｅ ｎ ｉ ｒ ｉ ｏｃ ａ ｒａ ｓ ｏ ｔ ｙ
中 图分 类 号 ：３ ５ ９ Ｐ １． 文献 标ｎ ｍｏ ｅ ｆｅ ｒｈ ｕ ｋ ｔ ｄ ｎ ｅ ａｕ ｔｏ ｄ ｌｏ ａ ｔ ｑ ａ ｅ
ｄ ｍ ａ ｅ ｔ ｌａ ｔ ｒ ｔ ｎｋ ａ ｇ ｏ ｃｅ ｎ ｗａ ｅ ａ
凝土材料砌筑 ， 而小型水池常采用砖石砌体材料 。清水池在历次地震中破坏较普遍 ， 当水池采用上 述 不 同的组 合形 式 时 ， 后其 破坏 情况 不尽 相 同 。根据历 史 地震 中清 水池震 害资料 ， 由水池 的 主要 震 震 先 害类型和地震破坏等级划分标准等基本工作人手 ， 出影响水池震害的主要 因素， 找 继而建立清水池震害 评估 模 型 。 １ １ 主 要震 害类 型 ． 对现 有 清水池 震 害资 料分 析发 现 ， 水池 的震 害类 型 主要有 ： 缝 、 形沉 陷 、 裂 变 渗漏 、 顶板 塌落 、 内部 立 柱开 裂或 产生 横 向位 移等 。下 面对 各种 震 害类 型进 行简 述 。 ① 裂缝 ： 裂缝 是水 池最 常见 的震 害 现象 ， 主要 分 为水平 裂缝 、 向裂缝 、 向裂 缝 和环 向裂缝 ， 竖 斜 根据 可 视性 分 为 明缝 和 暗缝 。震 害不 严重 时 ， 出现 细微 的水平 、 向裂 缝或 较短 的斜 向裂缝 。当 出现贯通 常 竖 裂 缝 、 向裂缝 导致 水池 整 体破 坏时 ， 环 破坏 几乎 不 可修 复 。 ② 沉陷 ： 由于水池下填土没有很好地压实 ， 基础土层松软 ， 或水池内外温差较大， 存在温度应力 ， 地 震后 均 会 引起 水 池沉 陷 。液 化也 可能是 水 池沉 陷 的原 因之一 。 ③ 渗漏 ： 水池在使用期间出现一定量的漏水是正常 的， 但若震后渗漏量明显增大 ， 则水池池壁或池 底产 生 了大 裂缝 或贯 通裂 缝 。最严 重 的情况 会 导致 蓄水 漏尽 。 ④ 顶板塌落 ： 池顶板与池壁体 连接不强 ， ｚ ｋ 地震 时可能会引起顶板错位 、 塌落。这不仅会影响水 质， 同时 顶板 可能 会砸 坏 内部 立柱 或其 他 的附属 设施 ， 引起 二 次破 坏 。 ⑤ 内部立 柱 开裂 或产 生横 向位 移 ： 对于 面积 较大 的水 池 ， 计 时通 常会 在 内部 增 加立柱 ， 设 以增 加水 池 的整 体 刚度 。 由于立 柱 与顶板 或 底板 的刚 度不 同 ， 到 的地震 作 用也不 同 ， 受 地震 后产 生 的位移就 不相 同 ， 接导 致立 柱顶 、 端裂 缝或 出现塑性 铰 。如果 大 多数 立柱 均有 破坏 ， 直 底 水池 震后 难 以修复 。 １２ 地震破坏等级划分 ．
ｎ ｔｃ ｎ ｉ ｅ ｅ ｎ ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｒ ｉｅ ．Ｅｖ ｌ ａｉｎ ｒ ｓ ｌ ｒ ｏ ｓ ｔ ｎ ｉ ｈ ｃｕ ｌ ｄ ｍａ ｅ ｔ ｏ ｏ ｓｄ ｒ ｄ ｉ ｈ ｄ ｌ ａｅ ｇ ｖ ｎ ａ ｕ ｔ ｅ ｕ ｔ ａ ｅ ｃ ｎ ｉ ｅ ｔｗ ｔ ｔ ｅ ａ ｔ ａ ａ ｇ ｏ ｏ ｓ ｓ ｈ
ＧＡＯ ｎ， Ｌｉ ＧＵＯ — ｏ ｇ， Ｉ Ｚ ｉ ＨＯＮＧ ａ ｇ ｌ ｉ Ｅｎ ｄ ｎ Ｌ Ｕ ｈ ， Ｇｕ ｎ —ｅ
（ ｅ ａｏａ ｒ ｏ ａ ｈｕ ｋ ｎｉｅｒ ｇａｄＥ ｇｎｅｉ ｉｒｔｎ Ｋ ｙＬ ｂｒ ｏｙ ｆ ￣ ｑ ａｅＥ ｇ ｅｉ ｎ ｎ ｅｒ ｇＶ ｂａｏ ， ｔ Ｅ ｎ ｎ ｉ ｎ ｉ
要震害现象 、 征 ， 特 并找出 了影响水池震害的主要因素。采用最／ － ｂＳ 乘法对震害数据进行 回归分析 ， 得到 了各 震害影 响因素不 同情况下 的回归系数取值 ， 而建立 了清水池震 害经验统计 回归模 型。经计算该模型 的相关 从 系数为 ０ ６ １标 准差 为 ０ ４ ７ ．６ ， ．４ 。经 回判分析 ， 模型回判成功率为 ９ ． ％ 。对 于模型 中未考虑到 的震 害影 响因 １２ 素， 根据实际震害经验 ， 出新增影响 因素的建议系数 。对汶川 玉树等 地震 中遭到破 坏 的清水池 进行评估 ， 给 Ｉ、 结果与实际震害基本相符 ， 步验证 了该评估模 型的可靠性 。 初 关键词 ： 清水池 ； 震害 ； 回归分 析 ； 评估模型 ； 汶川地震
Ｉｓｔｔ ｏ Ｅ ｇ ｅｒ ｇＭｅｈｎｃ， ｈ ａＥ ￣ ｑ ａｅＡ ｍ ｎ ｔ ｔ ｎ Ｈ ｒｉ １０ ８ ，Ｃ ｉａ ｎｔｕｅ ｆ ｎｉ ｅ ｎ ｃａｉｓＣ ｉ ａ ｈ ｕｋ ｄ ｉｉｒ ｉ ， ａｂｎ ５０ ０ ｈｎ ） ｉ ｎ ｉ ｎ ｓａｏ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｏｄ ｒｔ ｓ ｅ ｓ ｔ ｅｓ ｃ ｄ ｍａ ｅ ｏ ｌ ａ ｔｒ ｔｎ ｓ，ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｔ ｉ ｄ ｅ ｒｈ ｓ ｒ ｃ ：Ｉ ｒ ｅ ｏ ａ ｓ ｓ ｈｅ ｓ ｉｍｉ ａ ｇ ｆｃｅ ｎ ｗａｅ ａ ｋ ｓ ｄ ｏ ｈ ｅａｌ ａ ｔ — ｅ
第３ ８卷 第 １ 期 ２１ ０ ３年 ２月 文章编号 ：０ １７４ （０ ３ ０ － ４ －７ １０ －４ ５ ２ １ ） ｌ ０ ８０ ０
广 西大学学报 ： 自然科学版
Ｊｕ ｎ ｌ ｆＧｕ ｎ ｘ ｎｖ ｒｉ ： ａ ｃ ｄ ｏ ｒａ ａ ｇ ｉＵ ｉｅｓ ｙ Ｎ ｔＳ ｉＥ ｏ ｔ
ｔ ｅ ｃ ｅ ｎ ｗａｅ ａ ｋｓｉ ｅ ｃ ｕａ ａ ｈ ｕ ｋ ｎ ｓ ｕ ｅ ｒｈ ｕａ ｅ，ａ ｄ ｅｃ ｈ ｌａ ｔ ｒｔｎ ｎ Ｗ ｎ ｈ ｎ ｅ ｒ ｑ ａ ｅ ａ ｄ Ｙｕ ｈ ａ ｑ ｋ ｔ ｔ ｎ ｔ ．Ｔｈ ｓ，ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｓ ｕ ｈ ｄ ｌｉ
１ 清水池 的震害
清水 池是 给水 工程 中主要 构筑 物之 一 。清水 池 常用 的平 面 形状 为 圆形 或矩 形 ， 体 结构 一 般 是 由 池 池 壁 、 盖 和底 板三 部分 组成 。给水 工程 中的清水 池多 数是 有顶 盖 的 。按 照建 造在 地 面上下位 置不 同 ， 顶 水 池又 可分 为地 下 式 、 地下 式及 地上 式 。从 建造 材料 和 容 量角 度 来 看 ， 、 型水 池 通 常采 用 钢筋 混 半 大 中
ｑ ａ ｅ ｄ ｍａ ｅ ｄ ｔ ｆｃｅ ｎ ｗ ｔｒ ｔｎ ｓ ｆ ｍ ｉ ｈ ｎ ａ ｔ ｑ ａ ｅ ａ ｄ Ｔ ｎ ｓ ａ ａ ｔ ｑ ａ ｅ，ｔ ｅ ｕ ｋ ａ ｇ ａ ａ ｏ ｌａ ａ ｅ ａ ｋ ｒ ｏ Ｈａｃ ｅ ｇ ｅ ｒｈ ｕ ｋ ｎ ａ ｇ ｈ ｎ ｅ ｒ ｕ ｋ ｈ ｈ
或 区域抗震 防灾的薄弱环节 ， 为制定抗震防灾规划或有针对性的地震防御措施提供依据 。历史震害表 明我 国城 乡供水 系 统 中还存 在 大量 易于 遭受地 震 破坏 的清水 池 结 构 ， 了对 清水 池 在 未来 地 震 发 生 时 为 的功 能状态 进行 评估 ， 同时也 为 了对震 后 水池 的破 坏程 度进 行快 速评 估 ， 有必 要研 究合 理 的清水池 震害 评 估方 法来 满 足实 际需 求 。 目前 ， 内外 对 水池 的抗 震研 究 主要集 中在 裂缝 宽度 公 式计算 的震害 预测 方法 国 刮和考虑 液 固耦合 效应 的地 震 反应 分析 方法 … 。这 些 方法 计算 结果 相 对 准 确 ， 过程 复 杂 、 时较 长 ， 但 耗 不能 应 用 于水 池 震后 快速 评估 工 作 。而基 于历 史地 震震 害 资料建 立 的经验 统 计 回归模 型适 合 震后 结构 的快速 评 估 ， 故 本文基于收集到的清水池震害资料 ， 找出影响清水池震害的主要 因素， 经回归分析和修正后， 得到清水 池震 害经 验统 计 回归模 型 ， 并通 过汶 川 、 玉树 等地 震 中清 水 池震 害 实例 对 模 型 的合 理 性 进行 检 验 ， 步 初 验证 了评 估模 型 的可靠 性 。
ｔ ｅ ｍａ ｎ ｉｆ ｅ ｃ ａ ｔ ｒ ｒ ｏ ｎ ．Ｔ ｅ ｌａ ｔｓ ｕ ｒ ｔ ｏ ｓ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒｇ ｅ ｓ ｎ ａ ａｙ ｉ ｏ ｈ ｉ ｎ ｕ ｎ ｅ ｆ ｃｏ ｓ ａ ｅ ｆ ｕ ｄ ｌ ｈ ｅ ｓ ｑ ａ ｅ ｍｅｈ ｄ ｉ ｓ ｄ ｉ ｈ ｅ ｒ ｓ ｉ ｎ ｌｓｓ ｆ ｏ ｔ ｅ ｅ ｒ ｑ ａ ｅ ｄ ｍａ ｅ ｄ ｔ ｏ ｏ ｔ ｉ ｅ ｈ ｅ ｒ ｓ ｉｎ ｃ ｅｆ ｉｎ ｓ ｏ ｆ ｅ ｃ ａ ｔｒ ｆｅ ｒｈ ｕ ｋ ｈ ａ ｈ ｕ ｋ ａ ｇ ａ ａ ｔ ｂ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｆｉｌ ｎ ｅ ｆｃ ｏ ｓｏ ａ ｑ ａ ｅ ｔ ｏ ｉ ｎｕ ｔ ｄ ｍａ ｅ ｕ ｄ ｒ ｄｆｅｅ ｔ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ａ ｄ ｔ ｓ ｂ ｉ ｎ ｅ ｉ ｃ ｌ ｍｏ ｅ ｏ ｅ ａｕ ｔ ｈ ａ ｈ ｕ ｋ ａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｒ ｎ ｏ ｄ ｔ ｎ ｎ ｏ ｅ ｔ ｌ ｈ ａ ｍｐｒ ａ ｄ １ｔ ｖ ａ ｅ ｔ ｅ ｅ ｒ ｑ ａ ｅ ｆ ｉ ａ ｓ ｉ ｌ ｔ ｄ ｍａ ｅ ｏ ｌａ ｔ ｒｔｎ ｓ ｈ ｏ ｒ ｌ ｔ ｎ ｃ ｅｆ ｉ ｎ ｆｔ ｅ ｍｏ ｅ Ｓ ． ６ ｎ ｈ ｔ ｎ ａ ｄ ｄ ． ａ ｇ ｆ ｅ ｎ ｗａｅ ａ ｋ ．Ｔ ｅ ｃ ｒｅａ ｉ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｄ １ ６ １ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｄ ｅ ｃ ｏ ｉ ｏ ｈ ｉ０ ａ ｒ
ｃ ｕｎｅｒ ｑ ａｅ ｈ ａ ａ ｈ ｕ ｋ ｔ
收稿 日期 ： １－７２ ； ２ ２ －７ 修订 日期 ：０ ３ １ ５ ０ ０ ２１－ － ０ ０
基金项 目： 中国地震局地震行业科研专项重点项 目（ ００ ８ ０ ） ２ １００ ５ 通讯联 系人 ： 恩栋 （ ９６ ） 男 ， 宁辽 中人 ， 国地 震局 工程力 学研究 所研究 员 ， 郭 １６ 一 ， 辽 中 博士 生导 师 ； － ａｌｉｍ ｅ ＠ Ｅｍ ｉ： ｇｄ ｅ
Ｖ ｌ３ ． ｏ ＿ ８ Ｎｏ １ Ｆｂ ２ １ ｅ．０ ３
清 水 池 震 害 评 估 模 型 研 究