底框砌体半废墟结构救生通道安全性评估的数值模拟研究

摘要

在地震救援过程中，营救被困人员往往依赖于在建筑的半废墟结构中构建救生通道。然而，强余震作用使这些通道易发生二次倒塌，对救援人员及被困者的生命安全构成严重威胁。本文以强震作用下易受损的底框砌体结构为研究对象，提出了一种结合有限元法与有限离散元法(finite element-finite discrete element method, FE-FDEM)的数值模拟方法 ,利用LS-DYNA程序的重启动功能，实现了对底框半废墟结构救生通道的精确构建。此外，本文还建立了针对底框砌体废墟结构二次倒塌的安全性评价指标，并对2008年汶川地震中的实际底框砌体半废墟结构救生通道在余震条件下进行了安全性评估。研究结果表明，该数值模拟方法能够有效重构底框砌体废墟结构中的救生通道；在黄金救援72 h后，当主震震级大于7.0级时，底框砌体半废墟结构救生通道的二次倒塌概率增长趋于平稳；而在黄金救援72 h内，当主震震级大于等于7.5级时，救生通道的二次倒塌概率呈现显著的指数增长趋势。

关键词

地震救援 / 底框砌体半废墟结构 / 有限元法与有限离散元法 / 救生通道 / 安全性评估