基于蒙特卡洛模拟的城市轨道交通系统地震易损性研究

摘要

城市轨道交通系统主体结构容易在地震中发生破坏，进而影响到整个系统的连通性及交通运行功能。为了合理评估城市轨道交通系统在不同地震动强度下结构失效情况、连通性及交通运行功能的损伤程度，基于蒙特卡洛模拟方法给出城市轨道交通系统网络地震易损性分析流程。以我国地震动预测方程作为网络地震动输入的依据，将单元失效率、网络效率、网络服务效率作为网络性能指标，通过单体结构的易损性模型和蒙特卡洛模拟并计算网络的地震响应。采用对数正态概率纸拟合多个震级下的网络性能损失比例，得到网络易损性方程参数。以华北某市城市轨道交通网络为典型案例进行易损性分析，验证所提流程的可行性，所得的易损性曲线表明：地震动的不确定输入对易损性曲线影响较大，在易损性分析时应当考虑；随着震级的不断增大，网络不同维度的性能损失也不断增大，案例网络在8级地震下，网络中约41%的结构失效，网络的连通性损失84%,网络的交通运行功能损失91%。反映出网络的性能损失是层层递进的，由结构的失效引起网络连通性的下降，会进一步影响网络功能的实现，研究结果可为评估城市轨道交通系统的概率性地震风险提供参考。

关键词

城市轨道交通系统 / 地震灾害 / 易损性 / 网络性能 / 蒙特卡洛模拟