[發(fā)明專(zhuān)利]一種重力壩地震風(fēng)險(xiǎn)概率分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011186100.X
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112183894B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳震宇;劉麗君;李澤發(fā);田紫圓;卞康
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/04
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 王攀

1.一種重力壩地震風(fēng)險(xiǎn)概率分析方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

S1：不同地震動(dòng)作用下的重力壩動(dòng)力有限元分析和大壩失效狀態(tài)判別；

S2：篩選用于重力壩失效狀態(tài)預(yù)測(cè)的地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)；

S3：建立快速預(yù)測(cè)重力壩失效狀態(tài)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

S4：選取用于預(yù)測(cè)重力壩失效狀態(tài)的地震動(dòng)記錄，并計(jì)算地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)；

S5：不同PGA水平下的重力壩失效概率估計(jì)；

S6：繪制重力壩地震易損性曲線(xiàn)，根據(jù)S5得到的不同PGA水平下的重力壩失效概率估計(jì)值，直接繪制PGA-F_f曲線(xiàn)，即地震易損性曲線(xiàn)；

S7：計(jì)算重力壩地震風(fēng)險(xiǎn)概率，將PGA離散為l個(gè)水平，根據(jù)S6得到的重力壩地震易損性曲線(xiàn)和地震局提供的壩址場(chǎng)地地震危險(xiǎn)性曲線(xiàn)，按下式計(jì)算重力壩地震風(fēng)險(xiǎn)概率：

式中，p(F_dam)為未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)壩址周邊可能發(fā)生的地震導(dǎo)致重力壩失效的概率，即重力壩地震風(fēng)險(xiǎn)概率；f(F_dam|PGA＝PGA_i)為PGA＝PGA_i時(shí)的重力壩失效概率，可由S6得到的重力壩地震易損性曲線(xiàn)確定；g(PGA＝PGA_i)為PGA＝PGA_i的地震的發(fā)生概率，可由壩址場(chǎng)地地震危險(xiǎn)性曲線(xiàn)確定；

S8：根據(jù)計(jì)算的p(F_dam)，參考結(jié)構(gòu)失效概率與結(jié)構(gòu)性能水平的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)重力壩地震風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重力壩地震風(fēng)險(xiǎn)概率分析方法，其特征在于：所述S1具體步驟包括：

S1.1：在地震數(shù)據(jù)庫(kù)中選取N條符合擬分析的重力壩場(chǎng)地特性的實(shí)測(cè)地震動(dòng)記錄，每條地震動(dòng)記錄包含1條水平向和1條豎向地面加速度時(shí)程曲線(xiàn)；

S1.2：對(duì)選取的加速度時(shí)程曲線(xiàn)進(jìn)行調(diào)幅處理，以0.1g為步長(zhǎng)，將水平向加速度時(shí)程曲線(xiàn)調(diào)幅至峰值加速度PGA等于0.1g，0.2g，…，0.8g，共8個(gè)PGA水平，豎向加速度時(shí)程曲線(xiàn)則按水平向PGA的2/3進(jìn)行調(diào)幅；

S1.3：將調(diào)幅后的8×N條地震動(dòng)記錄輸入重力壩有限元模型，進(jìn)行增量動(dòng)力分析；

S1.4：根據(jù)壩體裂縫擴(kuò)展情況和整體損傷指標(biāo)判斷大壩失效狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種重力壩地震風(fēng)險(xiǎn)概率分析方法，其特征在于：所述根據(jù)壩體裂縫擴(kuò)展情況和整體損傷指標(biāo)判斷大壩失效狀態(tài)的方法為：若壩體產(chǎn)生貫穿性裂縫，且壩體整體損傷指標(biāo)大于或等于0.6，則視為大壩失效，若失效狀態(tài)總計(jì)出現(xiàn)R次，則未失效狀態(tài)為(8×N-R)次。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種重力壩地震風(fēng)險(xiǎn)概率分析方法，其特征在于：壩體損傷指標(biāo)根據(jù)Hariri-Ardebili提出的重力壩震損量化方法計(jì)算，對(duì)于壩體第j個(gè)易損部位出現(xiàn)的第k條裂縫，該裂縫的損傷指標(biāo)可表示為：

式中，和分別為已開(kāi)裂路徑和總路徑長(zhǎng)度，單位為m；β_Δ為與壩頂最大位移u_max和壩高H有關(guān)的無(wú)量綱系數(shù)；

根據(jù)各條裂縫的損傷指標(biāo)，按式(2)計(jì)算壩體各易損區(qū)域的損傷指標(biāo)

式中，n為第j個(gè)易損區(qū)域包含的裂縫數(shù)；為第k條裂縫耗散的能量占?jí)误w總耗散能量的比值；

將各易損區(qū)域的損傷指標(biāo)相加，得到重力壩的整體損傷指標(biāo)

式中，整體損傷指標(biāo)U為壩體易損區(qū)域的數(shù)量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種重力壩地震風(fēng)險(xiǎn)概率分析方法，其特征在于：所述S2具體步驟包括：

S2.1：計(jì)算S1中8×N條地震動(dòng)記錄的水平向和豎向地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)集{IM_H}和{IM_V}；

S2.2：根據(jù)地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)的最大值和最小值，對(duì)地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行歸一化處理；

S2.3：計(jì)算經(jīng)歸一化的水平向和豎向地震強(qiáng)度參數(shù)與重力壩整體損傷指數(shù)的Spearman秩相關(guān)系數(shù)和根據(jù)秩相關(guān)系數(shù)大于或等于0.8的條件篩選出與重力壩動(dòng)力破壞相關(guān)性較強(qiáng)的地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)，作為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù)。