薄景山，張毅毅，薄 濤，王玉婷2，，趙鑫龍，陳亞男

（1.防災(zāi)科技學(xué)院中國(guó)地震局建筑物破壞機(jī)理與防御重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北三河 065201；2.中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所中國(guó)地震局地震工程與工程震動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江哈爾濱 150080；3.北京市地震局，北京 100080）

引言

城市及其城市中的各類建筑工程無(wú)一不坐落在一定的場(chǎng)地之上，其穩(wěn)定性及安全性與場(chǎng)地密切相關(guān)。隨著韌性城市和建筑抗震韌性理念及評(píng)價(jià)方法提出［1－8］，場(chǎng)地韌性等級(jí)評(píng)價(jià)問(wèn)題日顯突出。理論上，城市和建筑的韌性評(píng)價(jià)應(yīng)該考慮場(chǎng)地的韌性問(wèn)題，場(chǎng)地韌性評(píng)價(jià)是城市和建筑韌性評(píng)價(jià)的重要組成部分。但由于這方面研究工作滯后，使得在已有城市韌性評(píng)價(jià)和建筑抗震韌性評(píng)價(jià)中鮮有場(chǎng)地評(píng)價(jià)的內(nèi)容。在REDiTM評(píng)估系統(tǒng)中沒(méi)有把場(chǎng)地條件作為評(píng)估指標(biāo)而對(duì)建筑的抗震韌性級(jí)別進(jìn)行評(píng)價(jià)［9］，只是提出了降低地震誘發(fā)的次生災(zāi)害對(duì)建筑不利影響的措施；在我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震韌性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 38591－2020）［10］中，也只是在確定地震動(dòng)輸入時(shí)規(guī)定：“對(duì)處于發(fā)震斷裂兩側(cè)10 Km 以內(nèi)的結(jié)構(gòu)，地震動(dòng)參數(shù)應(yīng)計(jì)入近場(chǎng)影響。當(dāng)建筑位于條形突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖石和強(qiáng)風(fēng)化巖石的陡坡、河岸和邊坡邊緣等不利地段時(shí)，尚應(yīng)估計(jì)不利地段對(duì)地震動(dòng)可能產(chǎn)生的放大作用，按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011－2010）［15］的規(guī)定確定”，除此之外，沒(méi)有對(duì)場(chǎng)地做任何規(guī)定；場(chǎng)地韌性是一個(gè)全新的概念，場(chǎng)地韌性等級(jí)評(píng)價(jià)在學(xué)術(shù)界還是空白。因此，對(duì)場(chǎng)地韌性的概念及有關(guān)問(wèn)題開(kāi)展討論和探索，提出場(chǎng)地韌性概念并討論場(chǎng)地韌性等級(jí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法，對(duì)推動(dòng)韌性城市和建筑抗震韌性研究有重要意義。

1 韌性和場(chǎng)地的概念及其評(píng)述

1.1 韌性的概念

關(guān)于韌性（Resilience）一詞的起源、內(nèi)涵和演化，不同領(lǐng)域的學(xué)者開(kāi)展了大量的研究工作。ALEXANDER［11］從語(yǔ)源學(xué)角度分析認(rèn)為：Resilience一詞最早源于拉丁語(yǔ)“resilio”，本意是“回復(fù)到原始狀態(tài)”。大約在16 世紀(jì)左右，法語(yǔ)借鑒了這一詞匯“résiler”，其包含有“撤回或取消”的含義。Resilience 這一英文單詞經(jīng)過(guò)不斷演化而成為現(xiàn)代英語(yǔ)中的“resile”，并被沿用至今。汪輝等［12］認(rèn)為：歷史上首次對(duì)Resilience 定義的是1824 年出版的《大英百科全書》，定義為“受到壓力的軀體在受壓而引起的變形之后恢復(fù)其大小與形狀的能力和從災(zāi)難或變化中恢復(fù)或易于調(diào)適的能力”。在自然科學(xué)領(lǐng)域“韌性”最早是被應(yīng)用在物理學(xué)領(lǐng)域，用來(lái)表示彈簧的特性，同時(shí)也用其來(lái)描述材料抵抗外部沖擊以及在外力作用下穩(wěn)定性的能力［13］。自從生物學(xué)家HOLLING［14］在1973年發(fā)表《生態(tài)系統(tǒng)的韌性與穩(wěn)定性》一文后，韌性一詞逐漸在不同的學(xué)科領(lǐng)域被應(yīng)用，并在不同的學(xué)科領(lǐng)域被賦予了新的內(nèi)涵。盡管韌性的核心含義沒(méi)有變化，但不同學(xué)科領(lǐng)域?qū)g性學(xué)術(shù)概念的定義存在著一定差異。在物理學(xué)領(lǐng)域，韌性被認(rèn)為是材料變形時(shí)吸收能量的能力和系統(tǒng)產(chǎn)生位移后重新返回原平衡位置的速度；在社會(huì)學(xué)領(lǐng)域，韌性被認(rèn)為是社會(huì)應(yīng)對(duì)各種沖擊而保持可持續(xù)發(fā)展的能力；在經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域，韌性是指具有應(yīng)對(duì)外部經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩的能力；在防災(zāi)領(lǐng)域，韌性是指一種社會(huì)組織結(jié)構(gòu)，能夠盡量減少災(zāi)害的影響，同時(shí)有能力迅速恢復(fù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活力，或城市系統(tǒng)抵御災(zāi)害和災(zāi)后恢復(fù)的能力；在城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域，韌性是指城市系統(tǒng)遭遇危險(xiǎn)時(shí)，通過(guò)抵抗、吸收、適應(yīng)并及時(shí)從危險(xiǎn)中恢復(fù)過(guò)來(lái)，使其所受影響減小的能力；在工程抗震領(lǐng)域，韌性是指建筑或城市在設(shè)定地震作用下，維持與恢復(fù)原有建筑或城市功能的能力。可見(jiàn)：盡管不同學(xué)科賦予韌性的內(nèi)涵有所差別，但其核心思想都圍繞著“抵抗、吸收、恢復(fù)和適應(yīng)”等關(guān)鍵詞來(lái)描述，所表述的都是系統(tǒng)的一種能力。由此，韌性可理解為系統(tǒng)抵抗和吸收各種干擾的能力以及受干擾后恢復(fù)原始狀態(tài)或適應(yīng)新?tīng)顟B(tài)的能力。這種干擾可以是自然的，也可以是人為的，在不同的學(xué)科領(lǐng)域有不同的內(nèi)涵。

1.2 場(chǎng)地的概念

在土木工程領(lǐng)域，場(chǎng)地（Site）是指工程建設(shè)所在地。城市建設(shè)場(chǎng)地是指一定范圍內(nèi)的城市所在地；在我國(guó)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011－2010）［15］中，場(chǎng)地是指工程群體所在地，具有相似的反應(yīng)譜特征，其范圍相當(dāng)于廠區(qū)、居民小區(qū)和自然村或大于1.0 km2的平面面積。王鍾琦等［16］在《地震區(qū)工程選址手冊(cè)》一書中對(duì)場(chǎng)地的定義是“工程活動(dòng)所占用或相互影響的土地，其范圍大小無(wú)需定義。但在其范圍內(nèi)存在的各種地質(zhì)、地形等環(huán)境因素可能改變著局部的地震運(yùn)動(dòng)及其破壞作用，因而成為重點(diǎn)研究和評(píng)價(jià)的對(duì)象”。需要強(qiáng)調(diào)，場(chǎng)地和地基是不同的概念，地基是指支撐基礎(chǔ)的土體或巖體［17］，其范圍通常為基礎(chǔ)以下的有限深度；場(chǎng)地包含了地基在內(nèi)的較大范圍和深度的巖土體。場(chǎng)地是一個(gè)復(fù)雜的地質(zhì)體和巖土系統(tǒng)，依據(jù)場(chǎng)地巖土的組成及其性質(zhì)可將場(chǎng)地劃分為不同的類別。主要由堅(jiān)硬基巖組成的場(chǎng)地稱為基巖場(chǎng)地；主要由第四系松散沉積物構(gòu)成的場(chǎng)地稱為土層場(chǎng)地。我國(guó)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011－2010）根據(jù)土層的等效剪切波速或巖石的剪切波速將場(chǎng)地劃分為四大類，并以此來(lái)確定抗震設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的特征周期；在化建新等［18］主編的《工程地質(zhì)手冊(cè)》（第五版）中：根據(jù)場(chǎng)地對(duì)建筑抗震的影響、不良地質(zhì)作用的發(fā)育程度、地質(zhì)環(huán)境被破壞的程度、地形地貌的復(fù)雜程度和地下水對(duì)建筑的影響等五個(gè)條件將場(chǎng)地劃分為三個(gè)等級(jí)，并以此作為劃分巖土工程勘察等級(jí)的依據(jù)之一。盡管對(duì)場(chǎng)地的理解還不統(tǒng)一，但場(chǎng)地是由地質(zhì)體組成的復(fù)雜巖土系統(tǒng)、不同場(chǎng)地性能及其穩(wěn)定性存在差異、在外界的干擾下存在失穩(wěn)的可能性、場(chǎng)地條件對(duì)城市和城市中各類建筑工程的安全有重要影響，這些是目前土木工程領(lǐng)域取得的共識(shí)。

在場(chǎng)地和韌性的概念討論的基礎(chǔ)上，我們可以嘗試把韌性的概念引入場(chǎng)地。如果把場(chǎng)地看成由巖土組成的系統(tǒng)，場(chǎng)地韌性的初步含義可理解為場(chǎng)地所具有抵抗和吸收各種干擾的能力以及受干擾后恢復(fù)原始狀態(tài)或適應(yīng)新?tīng)顟B(tài)的能力。這種能力取決于場(chǎng)地本身的穩(wěn)定性和受到干擾的強(qiáng)度和方式。因此，有必要討論場(chǎng)地的穩(wěn)定性和抗干擾問(wèn)題。

2 關(guān)于場(chǎng)地的穩(wěn)定性和抗干擾問(wèn)題的討論

場(chǎng)地的穩(wěn)定性直接影響城市和建筑的穩(wěn)定性，場(chǎng)地的穩(wěn)定性取決于場(chǎng)地條件和場(chǎng)地所遭到的各種外界干擾。場(chǎng)地條件是指場(chǎng)地的地形地貌條件、巖土類型及工程地質(zhì)性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造和區(qū)域地殼穩(wěn)定性、水文地質(zhì)條件和不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育程度等；外界干擾主要指包括地震在內(nèi)的各種地質(zhì)作用和人類工程活動(dòng)等，這種干擾在多數(shù)情況下是隨機(jī)的。人類工程活動(dòng)對(duì)場(chǎng)地的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生一定干擾，例如設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)娜斯み吰驴赡軙?huì)引起場(chǎng)地失穩(wěn)；過(guò)量的開(kāi)采地下水會(huì)引起地面沉降等，不過(guò)這些干擾可以通過(guò)合理的措施而規(guī)避。場(chǎng)地既為建筑基礎(chǔ)提供了支撐和環(huán)境，也是地震動(dòng)的傳播介質(zhì)。因此，在工程抗震領(lǐng)域，場(chǎng)地對(duì)地震動(dòng)的影響和場(chǎng)地在地震作用下產(chǎn)生震害現(xiàn)象的分析是研究的重點(diǎn)方向。本文主要討論場(chǎng)地條件與場(chǎng)地的穩(wěn)定性和場(chǎng)地抗干擾（主要是地震作用）的宏觀關(guān)系。

2.1 地形地貌

地形和地貌是影響場(chǎng)地穩(wěn)定性和抗干擾能力的重要因素之一。通常，開(kāi)闊、平坦、相對(duì)高差較小的簡(jiǎn)單地形和無(wú)特殊地貌的場(chǎng)地，其穩(wěn)定性相對(duì)較好，抗干擾能力也較強(qiáng)，從地形地貌的角度來(lái)衡量這類場(chǎng)地是工程建設(shè)的有利場(chǎng)地。復(fù)雜的地形和特殊的地貌，例如，條件突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖質(zhì)的陡坡、河岸和邊坡的邊緣地帶，以及特殊的黃土地貌和喀斯特地貌等是工程建設(shè)不利的地段，其穩(wěn)定性一般較差，對(duì)各種干擾的響應(yīng)較強(qiáng)，抗干擾能力減弱。例如強(qiáng)震資料顯示［19］，局部地形的影響可使地表峰值加速度增大30%～50%。目前，關(guān)于地形地貌對(duì)震害的影響比較統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)是，局部不規(guī)則地形的頂部較底部對(duì)地震動(dòng)的放大效應(yīng)強(qiáng)烈、地震動(dòng)強(qiáng)度大和震害嚴(yán)重；形態(tài)變化急劇的部位較緩慢漸變的地震動(dòng)大，震害嚴(yán)重，在選擇工程建設(shè)場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)盡量避開(kāi)。當(dāng)然，這一領(lǐng)域尚有若干問(wèn)題需要研究，例如局部地形的幾何尺度對(duì)地震動(dòng)放大作用的影響，不同地形對(duì)地震波選頻放大的問(wèn)題等。

2.2 巖土類型、覆蓋層厚度及土層結(jié)構(gòu)

場(chǎng)地巖土的類型、覆蓋層的厚度和土層結(jié)構(gòu)等對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性和抗干擾能力的影響極為顯著。一般情況下，基巖場(chǎng)地較土層場(chǎng)地的穩(wěn)定性好和抗干擾能力強(qiáng)；由堅(jiān)硬土、均勻的中硬土或巖土種類單一、工程地質(zhì)性質(zhì)變化不大、土層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且覆蓋層厚度較小的土層組成的場(chǎng)地，其穩(wěn)定性較好，抗干擾能力也較強(qiáng)。由分布不均勻、巖土種類多、土層結(jié)構(gòu)復(fù)雜、覆蓋層厚度較大并含有軟弱土、液化土、特殊土等組成的場(chǎng)地，其穩(wěn)定性一般較差，對(duì)各種干擾的響應(yīng)較強(qiáng)，抗干擾能力減弱。震害調(diào)查和強(qiáng)震觀測(cè)資料表明，土層場(chǎng)地較基巖場(chǎng)地的放大作用明顯，通常覆蓋土層地表峰值加速度是其之下基巖的1～10倍，多數(shù)在2～4倍；建在堅(jiān)硬地基上的建筑物一般震害較輕，建在軟弱地基上的建筑物一般震害較重［20－21］。軟弱土層反應(yīng)譜的特征周期較堅(jiān)硬土層的大，在不同類型的巖土之上的地基對(duì)不同的結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生選擇性的破壞［22］。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造和區(qū)域地殼穩(wěn)定性

重大工程，如核電站等，在工程選址中要考慮區(qū)域地殼的穩(wěn)定性，在城市規(guī)劃或一般工程建設(shè)中，區(qū)域地殼穩(wěn)定性一般只作為選址的對(duì)比條件。工程抗震中主要是考慮活斷層對(duì)工程建設(shè)的影響，重點(diǎn)是考慮如果活斷層發(fā)生了地震，并產(chǎn)生了地表破裂，地表破裂對(duì)工程結(jié)構(gòu)損壞和近斷層地震動(dòng)的影響問(wèn)題。通常，場(chǎng)地及其附近活動(dòng)斷層越發(fā)育，場(chǎng)地的穩(wěn)定性越差，受斷層的影響越大。我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011－2010）［15］規(guī)定，對(duì)處于發(fā)震斷裂兩側(cè)10 km以內(nèi)的結(jié)構(gòu)，地震動(dòng)參數(shù)應(yīng)計(jì)入近場(chǎng)影響，5 km以內(nèi)宜乘以增大系數(shù)1.5，5 km 以外宜乘以不小于1.25的增大系數(shù)。不過(guò)，這一規(guī)定的合理還有待商榷。發(fā)震斷層對(duì)震害的影響總體上可歸納為：地表斷裂帶上的結(jié)構(gòu)無(wú)一幸免，斷層的地表錯(cuò)動(dòng)可謂無(wú)堅(jiān)不摧。斷層上盤的震害通常重于下盤的震害，震害嚴(yán)重的區(qū)域常分布在斷層兩側(cè)數(shù)十米范圍內(nèi)，越靠近斷層影響越大，遠(yuǎn)離這一區(qū)域的震害逐步減輕。此外，發(fā)震斷層還可能誘發(fā)滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象并產(chǎn)生次生災(zāi)害。

2.4 水文地質(zhì)條件

地下水對(duì)場(chǎng)地巖土的力學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性有顯著影響。通常，含水巖土較非含水巖土的強(qiáng)度低、壓縮性大；場(chǎng)地的地下水位越淺，其穩(wěn)定性越差，抗干擾的能力越低。震害調(diào)查資料顯示［23］，地下水位埋藏越淺，震害越重。在早期的烈度評(píng)定中，需要利用場(chǎng)地條件對(duì)烈度進(jìn)行調(diào)整，地下水埋深是一個(gè)重要指標(biāo)。麥德維杰夫（MEDVEDEV.S.V）通過(guò)震害調(diào)查資料分析認(rèn)為，地下水埋深大于10 m時(shí)，可不考慮對(duì)地震烈度的影響。接近地表時(shí)，烈度可提高一度，并給出了利用地下水埋深和地基土類型調(diào)整地震烈度的經(jīng)驗(yàn)公式［24］。地下水對(duì)場(chǎng)地的地震動(dòng)參數(shù)有顯著影響，常晁瑜［25］對(duì)這些成果做了簡(jiǎn)要的總結(jié)，總體上，隨著地下水位的上升，地表峰值加速度的放大效應(yīng)減小，規(guī)準(zhǔn)譜的特征周期變大，平臺(tái)變寬。另外，地下水還為砂土液化和軟土震陷提供了可能發(fā)生的條件，也使發(fā)生滑坡和崩塌等地震地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性增大。

2.5 不良地質(zhì)現(xiàn)象

不良地質(zhì)現(xiàn)象通常是指滑坡、崩塌、泥石流、砂土液化、軟土震陷、地面沉降和地裂縫等地質(zhì)現(xiàn)象，也稱為物理地質(zhì)現(xiàn)象。通常，場(chǎng)地不良地質(zhì)現(xiàn)象越發(fā)育，場(chǎng)地的穩(wěn)定性越差，危險(xiǎn)性越高，抗干擾的能力越差。在工程建設(shè)中，不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育的場(chǎng)地屬于危險(xiǎn)場(chǎng)地或危險(xiǎn)地段，應(yīng)盡量避開(kāi)或采取工程措施進(jìn)行處理。地震是產(chǎn)生不良地質(zhì)現(xiàn)象的重要原因之一，在工程抗震領(lǐng)域主要研究地震引起的滑坡和崩塌、砂土液化和軟土震陷、海嘯、湖涌、地表破裂等地震地質(zhì)災(zāi)害的成因和預(yù)測(cè)方法，以及減輕這些災(zāi)害的工程措施。

綜合上述分析不難理解，場(chǎng)地是由巖土組成的系統(tǒng)，其是否具有抵抗和吸收各種干擾的能力，以及受干擾后恢復(fù)原始狀態(tài)或適應(yīng)新?tīng)顟B(tài)的能力是定義和理解場(chǎng)地韌性的核心。場(chǎng)地的穩(wěn)定程度是場(chǎng)地抵抗和吸收干擾能力的重要指標(biāo)，也是場(chǎng)地維持和恢復(fù)原有功能的基本保證；場(chǎng)地可能受到的干擾程度是場(chǎng)地能否恢復(fù)原有功能或適應(yīng)新?tīng)顟B(tài)重要因素。實(shí)際上，任何系統(tǒng)都具有抵抗和吸收各種干擾的能力，以及受干擾后恢復(fù)原始狀態(tài)或適應(yīng)新?tīng)顟B(tài)的能力，但這種能力存在著差別。這一觀點(diǎn)的理論基礎(chǔ)是HOLLING 在2001年提出的“適應(yīng)性循環(huán)理論”，其是理解場(chǎng)地韌性的理論基礎(chǔ)。

3 場(chǎng)地韌性概念的理論基礎(chǔ)

2001 年HOLLING 等［26－28］在其著作《Panarchy：Understanding Transformations in Human and Natural Systems》中首次將生態(tài)系統(tǒng)韌性的概念應(yīng)用于人類社會(huì)系統(tǒng)，并建立了“適應(yīng)性循環(huán)理論”，用以描述社會(huì)－生態(tài)系統(tǒng)中干擾和重組之間的相互作用及其韌性變化。適應(yīng)性循環(huán)理論，也稱為適應(yīng)性循環(huán)擾沌模型，是一切冠以韌性研究領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)。該理論認(rèn)為：系統(tǒng)在干擾下處于不斷的動(dòng)態(tài)發(fā)展變化中，系統(tǒng)的發(fā)展包含了四個(gè)階段循環(huán)，分別是開(kāi)發(fā)階段（exploitation phase），也稱為利用或成長(zhǎng)階段（growth phase）；保持階段（conservation phase），也稱保存和守恒階段；釋放階段（release phase），也稱破壞階段（collapse phase）；重組階段（reorganization phase），也稱恢復(fù)或更新階段（renewal phase）。HOLLING 等認(rèn)為：在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)利用階段，系統(tǒng)不斷吸收元素并通過(guò)建立元素間的連續(xù)而獲得增長(zhǎng)，由于選擇的多樣性和元素組織的相對(duì)靈活性，系統(tǒng)呈現(xiàn)出較高的韌性量級(jí)。但隨著元素組織的固定，其系統(tǒng)韌性逐漸被削減。在系統(tǒng)保持守恒階段，因元素間的連接進(jìn)一步強(qiáng)化，使得系統(tǒng)逐漸成型，但增長(zhǎng)潛力轉(zhuǎn)為下降，這時(shí)系統(tǒng)具有較低的韌性。在釋放（破壞）階段，由于系統(tǒng)內(nèi)的元素聯(lián)系已形成了固有的模式，需要打破部分固有聯(lián)系取得新發(fā)展，此時(shí)潛力逐漸增長(zhǎng)，直到混沌性崩潰的出現(xiàn)，在這一階段系統(tǒng)韌性量級(jí)較低但卻呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。在系統(tǒng)恢復(fù)重組階段，韌性強(qiáng)的系統(tǒng)通過(guò)創(chuàng)新獲得重構(gòu)的機(jī)會(huì)來(lái)支撐進(jìn)一步發(fā)展，一種可能是再次進(jìn)入開(kāi)發(fā)利用階段，往復(fù)實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性循環(huán)；另一種可能是在該階段由于系統(tǒng)的能力儲(chǔ)備不足而脫離循環(huán)，導(dǎo)致系統(tǒng)失敗。適應(yīng)性循環(huán)理論是演進(jìn)韌性觀點(diǎn)的理論基礎(chǔ)。演進(jìn)韌性拋棄了對(duì)平衡狀態(tài)的追求；本質(zhì)目標(biāo)是持續(xù)不斷地適應(yīng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)力和創(chuàng)新性。

需要強(qiáng)調(diào)，上述四個(gè)階段的循環(huán)不一定是連續(xù)或固定的，也不是一個(gè)單一循環(huán)；而是一個(gè)嵌套在一起并相互作用的循環(huán)系統(tǒng)，其包含著各種時(shí)空尺度和速度?；谶@一理論框架，演進(jìn)韌性認(rèn)為，韌性是和持續(xù)不斷的調(diào)整能力緊密相關(guān)的一種動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)屬性，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的魯棒性（robustness）和迅速性（rapidity）。系統(tǒng)的魯棒性取決于系統(tǒng)在吸收和應(yīng)對(duì)不確定性干擾時(shí)的強(qiáng)度；而迅速性則取決于系統(tǒng)重新達(dá)到新穩(wěn)定平衡狀態(tài)時(shí)的組織韌性。例如，在一個(gè)地震易發(fā)區(qū)，韌性既表現(xiàn)在震前的準(zhǔn)備和震后的迅速恢復(fù)以及在新的狀態(tài)下的可持續(xù)發(fā)展。城市或建筑以及基礎(chǔ)設(shè)施的抗震能力，場(chǎng)地的抗震能力，防震減災(zāi)規(guī)劃以及公眾的防震減災(zāi)知識(shí)等都是城市強(qiáng)健性或魯棒性的表現(xiàn)；地震發(fā)生時(shí)快速響應(yīng)，應(yīng)急救援以及恢復(fù)重建等都是城市迅速性的表現(xiàn)；恢復(fù)重建后的城市是一種新的狀態(tài)，未必需要恢復(fù)到要震前相同的狀態(tài)，而是在比原來(lái)更穩(wěn)定，抗震能力更強(qiáng)的新?tīng)顟B(tài)下，具有可持續(xù)發(fā)展的新城市。

無(wú)疑，適應(yīng)性循環(huán)理論是理解和定義場(chǎng)地韌性的理論基礎(chǔ)。場(chǎng)地是客觀存在地質(zhì)體，若把其視為巖土系統(tǒng)，其韌性主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性（或稱其為魯棒性）和迅速恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)的能力。場(chǎng)地韌性的研究是為韌性城市評(píng)價(jià)和建筑抗震韌性評(píng)價(jià)服務(wù)，理論上，場(chǎng)地韌性是城市韌性和建筑抗震韌性的重要組成部分。根據(jù)適應(yīng)性循環(huán)理論，我們可以將場(chǎng)地的四個(gè)循環(huán)階段劃分為開(kāi)發(fā)利用階段、保持守恒（運(yùn)行使用）階段、釋放（受干擾破壞）階段和恢復(fù)重組階段。場(chǎng)地長(zhǎng)期處于這四個(gè)階段的適應(yīng)性循環(huán)過(guò)程中，場(chǎng)地的韌性是場(chǎng)地在這一循環(huán)過(guò)程中所表現(xiàn)出的與自身穩(wěn)定性、抵抗干擾、快速恢復(fù)重組有關(guān)的行為特征。通常，如果一個(gè)場(chǎng)地越穩(wěn)定，抗干擾的能力越強(qiáng)，被干擾以后恢復(fù)速度越快，在新的穩(wěn)定狀態(tài)下被利用的可能性越大并且造價(jià)越低，對(duì)城市和建筑以及基礎(chǔ)設(shè)施的影響越小，則場(chǎng)地的韌性越高；反之，韌性越低?？梢?jiàn)：場(chǎng)地韌性可以理解為場(chǎng)地在受到干擾時(shí)，維持和恢復(fù)原有功能和場(chǎng)地環(huán)境的能力，是韌性城市和建筑抗震韌性的重要組成部分。

4 場(chǎng)地韌性的概念及其內(nèi)涵

在對(duì)場(chǎng)地、韌性以及適應(yīng)性循環(huán)理論等概念理解的基礎(chǔ)上，參照《建筑抗震韌性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 38591－2020）［10］，本文嘗試給出場(chǎng)地韌性、城市場(chǎng)地韌性和建筑場(chǎng)地韌性的概念，以便于對(duì)這一領(lǐng)域研究感興趣的研究者討論和批評(píng)，期望在批判的同時(shí)提出對(duì)其完善的意見(jiàn)和建議，以填補(bǔ)這項(xiàng)研究領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外空白。

4.1 場(chǎng)地韌性（Site resilience）

場(chǎng)地韌性可定義為：場(chǎng)地在一定強(qiáng)度的地質(zhì)作用和人類工程活動(dòng)作用后，維持和恢復(fù)場(chǎng)地原有功能和場(chǎng)地環(huán)境的能力，是衡量城市以及工程結(jié)構(gòu)韌性的重要指標(biāo)。

在該定義中，場(chǎng)地（site or area）是指城市和建筑工程所在地，也包括新建、改建和擴(kuò)建的工商業(yè)及民用建設(shè)項(xiàng)目用地，以及城鎮(zhèn)村莊、農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)用地和各類經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的規(guī)劃用地等［29］。場(chǎng)地是客觀存在的地質(zhì)體，可被城市建設(shè)和工程建設(shè)所利用，也可以被人類的工程活動(dòng)改造，同時(shí)，也可能在地質(zhì)作用和人類工程活動(dòng)的作用下發(fā)生變化仍至產(chǎn)生災(zāi)害。地質(zhì)作用又稱地質(zhì)過(guò)程，是指自然營(yíng)力所引起的，使地球的物質(zhì)組成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，表面形態(tài)以及物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的方式和強(qiáng)度發(fā)生變化的自然過(guò)程［30］。地質(zhì)作用可分為內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用和外動(dòng)力地質(zhì)作用。該定義所稱的地質(zhì)作用主要是指火山噴發(fā)、地震及地震產(chǎn)生的次生災(zāi)害、滑坡、崩塌、泥石流、地下水開(kāi)采引起的地面沉降和塌陷、地裂縫、海嘯和湖涌等，這些地質(zhì)作用的強(qiáng)度存在著差別，并且有強(qiáng)烈的隨機(jī)性。人類的工程活動(dòng)是人類開(kāi)展各類工程建設(shè)的總稱，是人類社會(huì)生存和發(fā)展必不可少的活動(dòng)。因此，人類的工程活動(dòng)主要在地質(zhì)環(huán)境中進(jìn)行，可能產(chǎn)生若干的地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境問(wèn)題，并對(duì)場(chǎng)地的功能產(chǎn)生一定影響，人類工程活動(dòng)的強(qiáng)度同樣存在差別。維持是指場(chǎng)地在地質(zhì)作用和人類工程活動(dòng)作用下不能失效，即不能喪失原有的功能。例如，飽和砂土場(chǎng)地在地震作用下，若產(chǎn)生嚴(yán)重液化則可能產(chǎn)生地基失效并喪失原有的功能，若產(chǎn)生輕微液化一般不會(huì)喪失原有的功能?；謴?fù)是指場(chǎng)地在地質(zhì)作用和人類工程活動(dòng)作用下，可能產(chǎn)生一定的破壞，但尚未產(chǎn)生地基失效，通過(guò)工程措施可以恢復(fù)原有的場(chǎng)地功能。例如，我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑震后應(yīng)急評(píng)估和修復(fù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 415－2017）［31］規(guī)定了場(chǎng)地環(huán)境和地基基礎(chǔ)整體處于安全狀態(tài)、危險(xiǎn)狀態(tài)和整體破壞的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于安全狀態(tài)和整體破壞不存在恢復(fù)的問(wèn)題；而對(duì)于處在危險(xiǎn)狀態(tài)場(chǎng)地環(huán)境和地基基礎(chǔ)可以通過(guò)工程措施恢復(fù)其原有功能。我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T 125－2016）［32］也規(guī)定了單層、多層和高層房屋的地基評(píng)定為安全狀態(tài)和危險(xiǎn)狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于處在危險(xiǎn)狀態(tài)的地基同樣可以通過(guò)工程措施恢復(fù)其原有功能。場(chǎng)地原有功能可理解為城市和建筑工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)所要求的保障城市和建筑工程安全穩(wěn)定的場(chǎng)地性能。一方面場(chǎng)地作為各類建筑工程的地基或依托體，要保持穩(wěn)定而不能失效，或部分受損而能夠迅速恢復(fù)，對(duì)建筑工程正常使用不產(chǎn)生嚴(yán)重的影響；另一方面作為城市和建筑工程的建設(shè)環(huán)境，對(duì)城市和建筑工程的功能不產(chǎn)生嚴(yán)重影響。場(chǎng)地環(huán)境是指場(chǎng)地周圍的情況和條件，一般指場(chǎng)地一定范圍內(nèi)的自然環(huán)境。該定義所稱的場(chǎng)地環(huán)境是指場(chǎng)地一定范圍內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境，主要包括場(chǎng)地一定范圍內(nèi)的地形地貌、土體組成、斷層發(fā)育情況和不良地質(zhì)現(xiàn)象等。場(chǎng)地環(huán)境的穩(wěn)定性對(duì)城市和建筑工程的安全有重要影響，是衡量場(chǎng)地韌性的重要內(nèi)容。

可見(jiàn)：本文所定義的場(chǎng)地韌性涵蓋了可能改變場(chǎng)地功能的作用，即地質(zhì)作用和人類工程活動(dòng)；以及場(chǎng)地抵抗、維持、恢復(fù)和適應(yīng)這些干擾的能力；給出了地質(zhì)作用和人類工程活動(dòng)的內(nèi)涵；解釋了維持和恢復(fù)的含義；定義了場(chǎng)地功能和場(chǎng)地環(huán)境的概念。這一定義的提出填補(bǔ)了場(chǎng)地韌性的空白，對(duì)開(kāi)展場(chǎng)地韌性評(píng)價(jià)以及城市韌性和建筑韌性的評(píng)價(jià)具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。在這一定義的基礎(chǔ)上，我們也可以嘗試給出城市場(chǎng)地韌性和建筑場(chǎng)地韌性的概念。

4.2 城市場(chǎng)地韌性（Site resilience of city）

城市場(chǎng)地韌性可定義為：城市建設(shè)和規(guī)劃用地在一定強(qiáng)度的地質(zhì)作用和人類工程活動(dòng)作用后，維持和恢復(fù)原有用地功能和環(huán)境的能力，是城市韌性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。城市建設(shè)用地是指已有建筑和依法取得擬實(shí)施具體建設(shè)項(xiàng)目的用地；規(guī)劃用地是指符合城市土地利用總體規(guī)劃，并依法批準(zhǔn)已確定規(guī)劃用途的土地，主要指城市規(guī)劃階段的用地。

4.3 建筑場(chǎng)地韌性（Site resilience of building）

建筑場(chǎng)地韌性可定義為：建筑場(chǎng)地在一定強(qiáng)度的地質(zhì)作用和人類工程活動(dòng)作用后，維持和恢復(fù)原有場(chǎng)地功能和環(huán)境的能力，是建筑韌性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。建筑場(chǎng)地的功能主要是指保持建筑地基穩(wěn)定，要求有足夠的強(qiáng)度、沉降和傾斜變形應(yīng)在允許的范圍內(nèi)；場(chǎng)地環(huán)境的變化，如發(fā)生滑坡、崩塌、泥石流以及地下水位的變化等，不能影響建筑的基本使用功能。

5 關(guān)于場(chǎng)地韌性等級(jí)評(píng)價(jià)問(wèn)題的討論

場(chǎng)地韌性是用來(lái)表示場(chǎng)地的一種能力。在工程實(shí)際中，需要對(duì)這種能力做出評(píng)價(jià)，以便在城市和建筑的韌性評(píng)價(jià)中應(yīng)用，并用來(lái)指導(dǎo)城市規(guī)劃、建筑的設(shè)計(jì)和加固。用哪些指標(biāo)和方法來(lái)評(píng)價(jià)場(chǎng)地的韌性是韌性城市和建筑抗震韌性評(píng)價(jià)研究的基礎(chǔ)，也是當(dāng)前場(chǎng)地韌性研究的空白。本文提出了構(gòu)建場(chǎng)地韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法的初步設(shè)想，并就有關(guān)問(wèn)題開(kāi)展討論。

5.1 關(guān)于場(chǎng)地韌性等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的初步討論

本文提出的場(chǎng)地韌性概念參考了生態(tài)系統(tǒng)韌性和建筑抗震韌性的概念，并將適應(yīng)性循環(huán)理論作為其理論基礎(chǔ)。因此，需要把場(chǎng)地、城市及其城市中的建筑工程看成是一個(gè)有機(jī)聯(lián)系的系統(tǒng)，場(chǎng)地韌性等級(jí)評(píng)價(jià)就是評(píng)價(jià)場(chǎng)地在這一系統(tǒng)中的韌性，也即評(píng)價(jià)場(chǎng)地在一定強(qiáng)度的地質(zhì)作用和人類工程活動(dòng)的作用后，維持和恢復(fù)場(chǎng)地原有功能和場(chǎng)地環(huán)境的能力，這種能力主要取決于場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件。場(chǎng)地的穩(wěn)定性是評(píng)價(jià)場(chǎng)地韌性的核心內(nèi)容，場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件越優(yōu)良，其穩(wěn)定性越好，場(chǎng)地的韌性越高。但場(chǎng)地韌性評(píng)價(jià)不同于場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，場(chǎng)地韌性要求對(duì)場(chǎng)地恢復(fù)原有功能和場(chǎng)地環(huán)境的能力做出評(píng)價(jià)。城市規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)對(duì)場(chǎng)地功能和場(chǎng)地環(huán)境要求越高，對(duì)場(chǎng)地恢復(fù)原有功能和場(chǎng)地環(huán)境的能力要求越高，對(duì)場(chǎng)地抵抗干擾能力的要求也就越強(qiáng)，顯然，滿足這一要求的場(chǎng)地韌性也越高。必須強(qiáng)調(diào)，維持和恢復(fù)場(chǎng)地原有功能和場(chǎng)地環(huán)境的能力是相對(duì)于地質(zhì)作用和人類工程活動(dòng)的強(qiáng)度而言的，通常是在給定地質(zhì)作用和人類工程活動(dòng)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上評(píng)價(jià)場(chǎng)地韌性，地質(zhì)作用和人類工程活動(dòng)的強(qiáng)度越弱，場(chǎng)地恢復(fù)原有功能和場(chǎng)地環(huán)境的能力越強(qiáng)，場(chǎng)地的韌性越高。由此可見(jiàn)：場(chǎng)地韌性評(píng)價(jià)可以通過(guò)評(píng)價(jià)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件、城市或建筑工程對(duì)原有場(chǎng)地功能和場(chǎng)地環(huán)境的要求、地質(zhì)作用的強(qiáng)度和人類工程活動(dòng)對(duì)維持和恢復(fù)場(chǎng)地原有功能和場(chǎng)地環(huán)境能力的影響來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，可以通過(guò)上述五個(gè)方面來(lái)構(gòu)建場(chǎng)地韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用數(shù)學(xué)上多參量評(píng)價(jià)方法對(duì)場(chǎng)地韌性等級(jí)做出評(píng)價(jià)?？梢岳斫猓瑘?chǎng)地韌性是可以通過(guò)人為的方式被改造和加以提高，在巖土工程中，所有的地基處理和加固方法等都可以看成是提高場(chǎng)地韌性等級(jí)的措施。不難看出：城市和建筑工程對(duì)場(chǎng)地功能要求越高、對(duì)場(chǎng)地環(huán)境要求越高、場(chǎng)地工程地質(zhì)條件越優(yōu)良、場(chǎng)地地質(zhì)作用的強(qiáng)度越弱、人類工程活動(dòng)越弱，場(chǎng)地的韌性就越高；反之亦然。就地震這一單一災(zāi)種而然，對(duì)場(chǎng)地維持和恢復(fù)場(chǎng)地原有功能和場(chǎng)地環(huán)境的能力定量表述可以采用地震發(fā)生后場(chǎng)地恢復(fù)的費(fèi)用、恢復(fù)的時(shí)間和由于場(chǎng)地原因造成的人員傷亡三個(gè)指標(biāo)，也可以將場(chǎng)地的韌性值作為指標(biāo)之一對(duì)城市及建筑的抗震韌性進(jìn)行評(píng)價(jià)。指標(biāo)體系可以按層次構(gòu)建，每個(gè)層次可包含多個(gè)指標(biāo)。在構(gòu)建指標(biāo)體系的過(guò)程中，盡可能的遵循指標(biāo)體系的代表性、典型性、完備性、可獲取性和可操作性的原則。

5.2 場(chǎng)地韌性等級(jí)評(píng)價(jià)方法

場(chǎng)地韌性的評(píng)價(jià)方法是指利用建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，借助于某種數(shù)學(xué)方法對(duì)場(chǎng)地的韌性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的結(jié)果是給出場(chǎng)地的韌性值，這個(gè)值可用無(wú)量綱的數(shù)字來(lái)表示。場(chǎng)地的韌性需要多個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)，因此，這類問(wèn)題的定量評(píng)價(jià)可歸結(jié)為數(shù)學(xué)上多參量評(píng)價(jià)問(wèn)題。參照城市韌性評(píng)價(jià)中常用的方法［33－36］，本文推薦熵值法、層次分析法、模糊綜合評(píng)判、專家咨詢法和因子分析法等作為場(chǎng)地韌性的評(píng)價(jià)方法［33－38］，這些方法的原理、適于解決的問(wèn)題和對(duì)方法的評(píng)價(jià)經(jīng)整理列于表1。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震韌性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 38591－2020）［10］中采用的是最不利指標(biāo)評(píng)價(jià)法。需要強(qiáng)調(diào)，這5種方法都可用于多參量的評(píng)價(jià)問(wèn)題，本質(zhì)上沒(méi)有大的區(qū)別，但不同的方法對(duì)指標(biāo)的要求和權(quán)重的處理存在差異。在城市韌性評(píng)價(jià)中使用較多的方法是熵值法和層次分析法。除了這5種方法外，數(shù)學(xué)上還有許多用于解決多參量評(píng)價(jià)問(wèn)題的數(shù)學(xué)方法，這些方法都可嘗試用于場(chǎng)地的韌性評(píng)價(jià)。

表1 本文推薦的場(chǎng)地韌性評(píng)價(jià)方法Table 1 Site resilience evaluation method is recommended

6 結(jié)語(yǔ)

韌性城市代表著當(dāng)前城市發(fā)展的新理念新趨勢(shì)，韌性城市的理念已被世界各國(guó)廣泛接受，并被納入城市規(guī)劃、城市建設(shè)、防災(zāi)減災(zāi)和城市治理等領(lǐng)域。我國(guó)在“十四五”規(guī)劃中首次將韌性城市建設(shè)納入國(guó)家規(guī)劃［39］。基于韌性的建筑抗震韌性設(shè)計(jì)理念代表著當(dāng)前最先進(jìn)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理念，在一定程度上彌補(bǔ)了基于強(qiáng)度抗震設(shè)計(jì)和基于性態(tài)抗震設(shè)計(jì)的局限性，對(duì)提升結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)地震風(fēng)險(xiǎn)的能力極為重要。在韌性城市和基于韌性的建筑抗震韌性設(shè)計(jì)中，都涉及到場(chǎng)地的韌性評(píng)價(jià)問(wèn)題。因此，研究場(chǎng)地韌性是韌性城市和建筑抗震韌性設(shè)計(jì)的必然要求。本文首次提出了場(chǎng)地韌性和城市場(chǎng)地以及建筑場(chǎng)地韌性的概念；討論了場(chǎng)地韌性概念的理論基礎(chǔ)；初步提出了建立場(chǎng)地韌性等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的設(shè)想，為構(gòu)建場(chǎng)地韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系提供了新的思路；建議了場(chǎng)地韌性等級(jí)評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)方法，為實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地的韌性等級(jí)評(píng)價(jià)提供了途徑和方法。本文的研究工作只是場(chǎng)地韌性研究的起步，若干問(wèn)題尚需深入研究。例如，場(chǎng)地韌性概念需要在實(shí)踐中進(jìn)一步完善；地質(zhì)作用強(qiáng)度和人類工程活動(dòng)強(qiáng)度的等級(jí)劃分；場(chǎng)地韌性具體和詳細(xì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立；各層次評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定；評(píng)價(jià)方法合理性和有效性的檢驗(yàn)和論證；評(píng)價(jià)結(jié)果如何應(yīng)用于城市韌性和建筑韌性評(píng)價(jià)等方面都需要開(kāi)展深入的研究工作。