[發明專利]一種地震安全性評價計算裝置和計算方法

有效

• 申請號: 202010035894.3
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111208559B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 張郁山;郝明輝
• 申請（專利權）人: 中國地震災害防御中心
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30;G06F17/18
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 張朝元

1.一種地震安全性評價計算裝置，其特征在于，包括地震危險性計算模塊、地震動合成模塊、場地計算-1D模塊和場地計算-2D模塊四個模塊；

所述地震危險性計算模塊包括基本參數、潛源參數、地震動模型、地震危險性計算和結果輸入五個部分，所述地震危險性計算模塊用于計算定場點的地震危險性結果，并將結果傳輸到所述地震動合成模塊中進行處理；

所述地震動合成模塊包括控制參數、目標譜、初始地震動、地震動合成和結果輸出五個部分,所述地震動合成模塊用于擬合目標反應譜，并將結果輸出到計算程序中用于計算；

所述場地計算-1D模塊與所述場地計算-2D模塊均包括計算模型、輸入地震動、計算和結果輸出四個部分，所述場地計算-1D模塊和所述場地計算-2D模塊用于計算場地地震反應，在二維場地中，根據用戶定義的控制點和區域邊界，通過場地計算-2D模塊生成二維四邊形有限元網格，然后繪制出給定空間點地震反應的波形曲線和譜曲線；根據輸出的曲線圖獲得最后的計算結果。

2.一種采用權利要求1所述的地震安全性評價計算裝置的計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：根據用戶輸入的地震帶基本參數以及潛在震源區地震活動性參數、地震動模型的預測方程系數，通過地震危險性計算模塊計算給定場點的地震危險性結果；

S2：通過地震危險性計算模塊的結果輸入繪制指定場地的超越概率曲線，以及用戶指定概率水平的基巖地震動反應譜曲線；

S3：通過地震動合成模塊設定地震動合成所需的目標地震動加速度反應譜，并生成初始地震動時程；

S4：利用基于小波函數的地震動反應譜擬合方法合成擬合目標譜的任意數量的地震動時程樣本；

S5：通過地震動合成模塊的結果輸出繪制地震動加速度、速度和位移波形曲線、反應譜曲線、Fourier幅值譜曲線以及歸一化累積Arias烈度曲線，并將初始地震動的反應譜曲線與合成地震動的相應曲線加以對比；

S6：對于一維場地，使用場地計算-1D模塊提供的一維場地計算方法，根據場地地震工程地質條件勘察工作獲取的鉆孔柱狀圖、剪切波速數據以及土樣非線性動力參數測試數據，生成用于一維場地地震反應分析的計算模型；對于二維場地，根據用戶定義的控制點和區域邊界，通過場地計算-2D模塊生成二維四邊形有限元網格，用于后續有限元計算；

S7：對于一維場地，通過場地計算-1D模塊的結果輸出部分輸出指定空間點地震反應的加速度、速度和位移波形曲線、Fourier幅值譜曲線、反應譜曲線，并對各種計算工況所得反應譜曲線簇進行規準化處理，得到規準化的場地地震動反應譜；對于二維場地，通過場地計算-2D模塊的結果輸出部分繪制給定空間點地震反應的波形曲線和譜曲線；

S8：根據輸出的曲線圖獲得最后的計算結果。

3.根據權利要求2所述的地震安全性評價計算裝置的計算方法，其特征在于，對于步驟S1，地震危險性計算模塊的計算基于我國概率地震危險性分析方法。

4.根據權利要求2所述的地震安全性評價計算裝置的計算方法，其特征在于，對于步驟S1，計算給定場點的地震危險性結果包括不同地震動參數的超越概率、給定概率水平的基巖地震動反應譜、主要潛在震源區對場點地震危險性的貢獻。

5.根據權利要求2所述的地震安全性評價計算裝置的計算方法，其特征在于，對于步驟S3，設定地震動合成所需的目標地震動加速度反應譜和生成初始地震動時程的方法包括三角級數疊加法、基于Hilbert變換的非平穩地震動合成法以及直接選取天然地震動法。

6.根據權利要求2所述的一種地震安全性評價計算裝置的計算方法，其特征在于，對于步驟S6，一維場地計算方法包括頻率無關和頻率相關等效線性化計算方法、時域非線性計算方法。

7.據權利要求6所述的地震安全性評價計算裝置的計算方法，其特征在于，頻率無關和頻率相關等效線性化方法中，提供正演計算和反演計算兩種方法，并且提供了多種頻率相關應變模型。