[發明專利]樁-土-結構體系峰值地震反應預測方法、系統及介質

有效

• 申請號: 202110249042.9
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113128081B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 張效禹;歐思彤
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/27;G06K9/62
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

1.一種樁-土-結構體系峰值地震反應預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

建立基于樁-土-結構體系的三維有限元模型，將預設的多個第一地震波數據輸入所述三維有限元模型，輸出得到多個第一峰值地震反應數據；

根據所述第一地震波數據計算對應的第一地震動參數；

根據所述第一峰值地震反應數據和所述第一地震動參數建立第一決策樹，并利用隨機森林算法對所述第一決策樹進行訓練，得到峰值地震反應預測模型；

獲取待預測的第二地震波數據，根據所述第二地震波數據計算對應的第二地震動參數，并將所述第二地震動參數輸入所述峰值地震反應預測模型，預測得到第二峰值地震反應數據；

其中，所述第一峰值地震反應數據和所述第二峰值地震反應數據均包括樁的峰值彎矩、土體峰值位移以及上部結構峰值位移；

所述根據所述第一峰值地震反應數據和所述第一地震動參數建立第一決策樹，并利用隨機森林算法對所述第一決策樹進行訓練，得到峰值地震反應預測模型這一步驟，其具體包括：

將所述第一地震動參數作為輸入變量，將所述第一峰值地震反應數據作為輸出變量，形成基于樁-土-結構體系的峰值地震反應數據庫；

從所述峰值地震反應數據庫中隨機選取多個地震波的第一數據樣本，并隨機獲取所述第一數據樣本的若干個特征形成特征訓練集，進而根據所述特征訓練集生成多個第一決策樹；

根據所述第一決策樹生成峰值地震反應預測模型，所述峰值地震反應預測模型的輸出結果為所有第一決策樹輸出結果的均值。

2.根據權利要求1所述的一種樁-土-結構體系峰值地震反應預測方法，其特征在于：所述第一地震動參數包括第一峰值加速度、第一峰值速度、第一峰值位移、第一阿里亞斯強度、第一重要持時以及第一平均周期，所述第二地震動參數包括第二峰值加速度、第二峰值速度、第二峰值位移、第二阿里亞斯強度、第二重要持時以及第二平均周期。

3.根據權利要求2所述的一種樁-土-結構體系峰值地震反應預測方法，其特征在于，所述第一阿里亞斯強度為：

其中，I_a表示第一阿里亞斯強度，g表示重力加速度，T_d表示第一地震波數據的周期，a(t)表示t時刻的地表質點加速度。

4.根據權利要求2所述的一種樁-土-結構體系峰值地震反應預測方法，其特征在于，所述第一平均周期為：

其中，T_m表示第一平均周期，C_i表示傅里葉幅值，f_i表示離散傅里葉變換頻率。

5.根據權利要求1所述的一種樁-土-結構體系峰值地震反應預測方法，其特征在于，所述樁-土-結構體系峰值地震反應預測方法還包括對所述峰值地震反應預測模型進行驗證的步驟，其具體為：

從所述峰值地震反應數據庫中隨機選取多個地震波的第二數據樣本，并隨機獲取所述第二數據樣本的若干個特征形成特征驗證集，進而根據所述特征驗證機對所述峰值地震反應預測模型進行驗證。