基于切比雪夫不等式地震人员伤亡评估

来源 :中国地震局工程力学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhen3071
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地震人员伤亡评估是震前开展抗震设防工作及震后应急救援工作的重要参考依据,作为地震风险评估的一项重要内容,开展地震人员伤亡评估具有重要意义。目前对于地震人员伤亡的评估方法以其评估结果表达方式来划分,则主要分为两类,其一是给出地震造成人员伤亡的期望值,其二是给出基于概率的地震人员伤亡评估结果。然而两类地震人员伤亡评估方法在结果表达上均不能充分描述评估人员伤亡的不确定性。前者仅仅能给出地震造成伤亡人数期望值的评估结果,然而由于实际的人员伤亡表现具有非常强的不确定性,因此单一的期望值评估结果很难满足要求。而后者虽然对于地震人员伤亡能给出一定的不确定性概率评估结果,但其往往反映的不是建筑破坏这一主要因素。为此,本文基于建筑结构易损性,采用切比雪夫不等式分析结构震害的不确定性变化范围,给出地震人员伤亡变化函数的经验评估方法。并利用蒙特卡洛方法模拟地震人员伤亡情况,与上述经验方法得到的结果进行对比分析,给出人员伤亡函数相关参数的修正关系。并利用卷积理论,求解各类建筑结构在不同地震作用下的联合概率分布,从而给出区域与城市的地震人员伤亡函数。同时结合算例对比分析了评估方法的适用性。论文主要完成了以下工作:1.基于建筑结构易损性的评估结果,利用切比雪夫不等式对建筑结构震害的不确定性的变化范围进行限定,结合人员在室率、建筑结构不同破坏程度的人员伤亡率,得到人员伤亡的最大值和最小值。基于经验方法,以人员伤亡的最大值、最小值取对数值后的平均值做为均值,以正态分布概率密度函数距均值处3倍标准差距内构成约99.7%的置信区间为前提求得标准差,从而给出地震人员伤亡概率密度函数。2.采用蒙特卡洛方法模拟地震人员伤亡情况,给出地震人员伤亡概率密度函数,并与上述经验方法得到的地震人员伤亡情况对比分析,给出经验方法地震人员伤亡概率密度函数相关参数的修正关系。3.基于卷积理论,计算各结构类型地震人员伤亡的联合概率分布。给出区域与城市的地震人员伤亡对数正态分布函数。并结合算例对比分析了方法的适用性。
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