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地震紧急处置技术综合研究

作　者: 孟于飞
导　师: 郭恩栋
学　校: 中国地震局工程力学研究所
专　业: 结构工程
关键词: 生命线工程系统 地震紧急处置 燃气管网 GIS系统 高速铁路 轮轨接触理论
分类号: TU990.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 42次
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内容摘要


地震会对生命线工程造成重大损害,使结构破坏以及生命线功能丧失。若在生命线工程系统中采用地震紧急处置技术,可以在地震来临时及时采取紧急处置措施,避免或减少次生灾害或人员伤亡。本文针对燃气管网和高速铁路两类典型的生命线工程系统进行了若干相关问题的研究。针对城市燃气管网系统,通过分析地震紧急处置系统的组成与功能,以及广泛应用于城市燃气管网日常管理调度方面的SCADA系统的特点,研究了地震紧急处置技术系统与SCADA系统的兼容性,以及SCADA系统与GIS系统结合的可行性。此外,使用ArcGIS软件及其二次开发编程,根据地震紧急处置的原理,编制了地震紧急处置系统模拟程序,能够模拟一个拥有气源、用气点、控制阀门等要素的燃气管网系统在地震到来时进行紧急处置的过程。针对高速铁路系统,建立了列车模型,对轨道不平顺功率谱密度函数进行数值模拟生成轨道不平顺样本,并作为列车运行的外部激励。考虑了相对更精确的车轮与钢轨外形,采用Hertz非线性接触理论和Kalker线性蠕滑理论计算了轮轨法向力与蠕滑力。用Newmark-β数值积分法求解了运动方程,并用MATLAB编制了相关计算程序,可以计算不同参数取值下的列车动力响应并进行比较。选取了若干条具有代表性的地震波数据记录,计算了以不同车速运行的列车受到地震作用的动力反应,并通过计算所得的各项安全性指标来判断列车运行是否安全。总结了车速和地震动强度对于列车运行安全性的影响规律,并以此初步建议了高速铁路地震紧急处置系统的报警阈值。

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 市政工程 > 管线工程
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