前言
城市的快速发展显著改变了人类的生存环境,与此同时也导致城市所面临的风险发生了新的变化。从防灾减灾的角度看,原有的经验与对策能否适应现代化城市的特征,是一个值得深入探讨的问题。以地震灾害为例,我国是世界上地震灾害最为严重的国家之一,以往的研究已经显著提升了单体工程结构的抗震性能与可靠性。但是,现代化城市中众多结构体系在空间上紧密分布,显著改变了城市承灾体的力学特征,进而导致城市的风险变化。考虑到试验能力的局限,发展科学、可靠的数值模拟技术,深入揭示现代城市场景下的工程灾变机理与风险变化,对提升我国的抗灾与救援能力,进而建设地震韧性城市具有重要价值。
为此,笔者聚焦城市建筑群与场地之间相互作用引起的“场地城市效应”开展了系列研究,得到了中国地震局、国家自然科学基金委员会、科学技术部等机构的大力支持。为了向广大的研究人员介绍相关研究成果,特撰写本书。全书共8章,主要介绍“场地城市效应”耦合数值分析模型、“场地城市效应”振动台试验研究与模型验证、理想化建筑群场景的“场地城市效应”、现实建筑群场景的“场地城市效应”、考虑“场地城市效应”的建筑群易损性分析方法及考虑断层结构全过程地震波传播的“场地城市效应”分析方法等方面的研究工作。实际上,国内外很多研究者在相关领域都做出了杰出的研究工作,由于篇幅所限,本书主要介绍笔者及合作者在相关领域开展的研究,读者可以参阅相关文献了解其他研究者的工作。
在学术探索过程中,承蒙国内外多位专家学者的悉心指导与支持,主要包括北京科技大学岳清瑞院士、许镇教授,清华大学陆新征教授、黄杜若副教授,香港科技大学王刚教授、王茂鑫研究助理教授,中国地震局工程力学研究所王涛研究员、林旭川研究员、李海洋工程师,意大利米兰理工大学I.Mazzieri副教授,深圳大学熊琛副教授、B.Kato助理教授,课题组研究生陈思颖、刘思梦、卢敏婷、吕森海、檀朝骏、赵敏。同时,感谢清华大学陆新征教授课题组和香港科技大学王刚教授课题组的老师和同学对我在课题组期间提供的学术上的指导、帮助与支持。感谢中国地震局工程力学研究所、中国地震局地球物理研究所、北京市地震局、北京并行科技股份有限公司、北京东方振动和噪声技术研究所等单位的大力协助与支持。本书的阶段性成果凝聚了众多科研同行的智慧结晶,在此向所有为本研究提供过帮助的机构领导、项目组成员及合作单位致以崇高敬意。
本书的相关研究承蒙国家自然科学基金青年项目(52208457)、北京市科技新星计划(20240484575)、国家重点研发计划项目(2022YFC3803000)、国家自然科学基金重点项目(52238011)、国家自然科学基金重大项目(524949654)等的资助,特此致谢。
限于作者学识水平,书中难免存在疏漏与不足之处,恳请学界同人及广大读者不吝指正。
2025年8月
