[發(fā)明專利]基于易損性的概率地震邊坡滑移危險(xiǎn)性分析方法及裝置

有效

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• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN114117753B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜文琪;王偉;李典慶
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06T17/05
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 俞琳娟

本發(fā)明提供基于易損性的概率地震邊坡滑移危險(xiǎn)性分析方法及裝置，方法包括：步驟1，選擇確定工程需求參數(shù)與地震強(qiáng)度參數(shù)，并確定其分析精度與范圍；步驟2，確定邊坡所處場地的地震危險(xiǎn)性曲線，并選擇危險(xiǎn)性一致的地震記錄；步驟3，確定巖土體參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征，抽樣獲得樣本；步驟4，建立邊坡數(shù)值模型，對(duì)于每一組樣本，均依次輸入地震記錄，進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算，獲得N個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)；步驟5，根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)，通過易損性分析獲得每一組巖土參數(shù)樣本在不同EDP大小時(shí)不考慮巖土參數(shù)不確定性的易損性模型；步驟6，通過模擬獲得考慮巖土參數(shù)不確定性的易損性模型；步驟7，根據(jù)地震危險(xiǎn)性曲線和易損性模型，獲得考慮巖土體參數(shù)不確定性的地震位移危險(xiǎn)性曲線。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于概率地震邊坡滑移危險(xiǎn)性分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于易損性的概率地震邊坡滑移危險(xiǎn)性分析方法及裝置。

背景技術(shù)

概率地震邊坡滑移危險(xiǎn)性分析可用于預(yù)測邊坡因地震而產(chǎn)生的滑動(dòng)位移大小及其年均超越概率，對(duì)邊坡抗震設(shè)計(jì)與地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等具有重要的指導(dǎo)意義。為了獲得地震引起的邊坡滑動(dòng)位移，一般采用位移預(yù)測模型。給定場地參數(shù)和地震強(qiáng)度參數(shù)，即可通過位移預(yù)測模型快速地獲得邊坡位移的均值與標(biāo)準(zhǔn)差。然而，由于位移預(yù)測模型是一種建立在大量不同場地地震波分析基礎(chǔ)上的經(jīng)驗(yàn)公式，對(duì)于某一場地內(nèi)的指定邊坡，其位移預(yù)測結(jié)果必然存在較大的誤差。同時(shí)，在構(gòu)建位移預(yù)測模型時(shí)，學(xué)者一般采用Newmark型方法計(jì)算給定地震波的邊坡位移。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，考慮材料靜力/動(dòng)力應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的各類數(shù)值仿真方法被越來越廣泛地應(yīng)用于地震引起的邊坡位移的計(jì)算，且其計(jì)算精度高于Newmark型方法。因此，采用合適的方法獲得地震引起的位移對(duì)某一指定邊坡的危險(xiǎn)性分析十分重要。

另外，邊坡巖土體強(qiáng)度和剛度參數(shù)的不確定性是影響邊坡位移危險(xiǎn)性的主要因素之一。目前，學(xué)者一般采用邏輯樹法量化以上不確定性對(duì)邊坡位移危險(xiǎn)性的影響，具體做法是：首先，通過邏輯樹法分配不確定性來源及權(quán)重，并計(jì)算所有屈服加速度可能的取值及對(duì)應(yīng)權(quán)重；然后，計(jì)算各屈服加速度取值對(duì)應(yīng)的位移危險(xiǎn)性曲線；最后，通過加權(quán)平均的方式獲得考慮強(qiáng)度與剛度不確定性的位移危險(xiǎn)性曲線。然而，邏輯樹法中節(jié)點(diǎn)權(quán)重和分支個(gè)數(shù)等的確定過于依賴分析者的工程經(jīng)驗(yàn)。所以，如何客觀地反映邊坡巖土體參數(shù)的不確定性對(duì)邊坡滑移危險(xiǎn)性的影響是當(dāng)前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種基于易損性的概率地震邊坡滑移危險(xiǎn)性分析方法及裝置，能夠客觀地、合理地反映邊坡巖土體參數(shù)的不確定性對(duì)邊坡滑移危險(xiǎn)性的影響。

本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用了以下方案：

方法

本發(fā)明提供一種基于易損性的概率地震邊坡滑移危險(xiǎn)性分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，獲取邊坡所在地區(qū)的歷史資料，根據(jù)規(guī)范或已有研究，選擇確定工程需求參數(shù)EDP與地震強(qiáng)度參數(shù)IM，并確定它們的分析精度與范圍；指定的精度和范圍應(yīng)保證最終邊坡滑動(dòng)位移危險(xiǎn)性曲線的誤差在工程或研究的可接受范圍內(nèi)；

步驟2，確定邊坡所處場地的地震危險(xiǎn)性曲線，并選擇危險(xiǎn)性一致的地震記錄；

步驟3，確定巖土體參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征，利用中心復(fù)合設(shè)計(jì)方法(CCD)抽樣獲得2^K+2K+1組巖土參數(shù)樣本，K為不確定性參數(shù)的個(gè)數(shù)；

步驟4，建立邊坡數(shù)值模型，對(duì)于每一組巖土參數(shù)樣本，均依次輸入N條地震記錄，進(jìn)行N次動(dòng)力計(jì)算，獲得N個(gè)[EDP，IM]數(shù)據(jù)對(duì)；

步驟5，根據(jù)[EDP，IM]數(shù)據(jù)對(duì)，通過易損性分析獲得每一組巖土參數(shù)樣本在不同EDP大小時(shí)不考慮巖土參數(shù)不確定性的易損性模型；

步驟6，通過響應(yīng)面法和蒙特卡洛模擬，獲得考慮巖土參數(shù)不確定性的易損性模型；

步驟7，根據(jù)步驟2的地震危險(xiǎn)性曲線和步驟6的易損性模型，經(jīng)過數(shù)值積分，獲得考慮巖土體參數(shù)不確定性的地震位移危險(xiǎn)性曲線。