上课是这样,做科普也是一样,很多内容已经讲过很多遍了,但是读者可能每过一段时间就会换了一波,所以还是要再讲一次。希望熟悉我们公众号的读者们不要觉得我啰嗦。科学研究的总体发展方向就是从粗放到精细化发展。震害评估自然也是不断追求更准确、更快速、更详细的评估结果。以往由于传感、通讯和计算技术不足,大家只能依靠震级和震源深度来粗略估计地震造成的损失,这是十分不准确的,我们此前也写过多篇文章讨论这个问题,例如:为什么需要发展城市抗震弹塑性分析 | 从8.8九寨沟地震和8.21意大利地震谈起
比如这次泸定6.8级地震,看着震级和2017年九寨沟7.0级地震震级大小差不多,震源深度泸定16km,九寨沟20km,看着也差不多。但是观测到的地震动差异却非常显著(图1)。
那如何才能更准确的评估地震损失呢?一个自然而然的想法就是我们在虚拟的环境里面,让地震和建筑这两个拳手模拟对抗一下。而城市抗震弹塑性分析就是这样一个思路,我们把完整的地震动,输入到尽可能准确的建筑非线性模型里面,然后采用弹塑性时程分析这一最能近似实际地震动力过程的方法来模拟地震下建筑的响应,最后获得震损模拟结果。城市抗震弹塑性分析方法的效果相对其他方法的特色,我们从下面的典型动画案例里面就可以看出来。

图2 城市抗震弹塑性分析模拟北京CBD高层建筑群的地震响应除了可以将时程分析从单体建筑推广到群体建筑,还可以将时程分析应用于滑坡分析。其理由也是相似的:传统的滑坡分析方法将地震输入简化为一个烈度或者峰值加速度,不能很好的反映地震动的复杂特性,在我们可以获得丰富的地面运动全纪录的情况下,时程分析可以很好的克服传统方法的缺点,所付出的代价不过是计算量大一点,不过相对于现在的计算机分析能力,也是完全可以应付的(参阅:新论文:基于实测地震动的近实时地震滑坡预测方法(并附源程序))。
具体到这次泸定6.8级地震,虽然考虑到近年来抗震防灾事业的进步,我们在计算时已经将建筑的抗震能力适当提高(比均值增加了一倍标准差),但是RED-ACT仍然输出了一串红色(可能发生倒塌)的建筑震害模拟结果(图3),滑坡的模拟结果也让人很不安(图4)。昨天看到这个结果心情就很沉重,今天看新闻,果然损失和伤亡确实很重。
图3 不同台站地震记录破坏力分布图(建筑抗震承载力取均值加一倍标准差)
图4不同台站附近地震滑坡分布(滑坡体饱和比例为 50%)