一种多点地震动合成方法及系统技术方案

本发明专利技术属于地震动检测相关技术领域，其公开了一种多点地震动合成方法，该方法包括：S1，获取基岩处的功率谱密度函数；S2，将基岩上的土层简化为水平成层的均质土层，获得基岩向均质土层的传递函数；S3，根据基岩处的功率密度函数和均质土层的传递函数获得基岩的各点处向均质土层的X，Y和Z三个方向的传递函数，进而获得均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数；S4，根据均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数合成均质土层的地震动加速度。本申请还提供了一种多点地震动合成系统。通过本申请中的方法和系统，可实现对地震动的准确表征，同时该系统对用户专业水平要求低，有效提高了研究和设计效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多点地震动合成方法及系统
本专利技术属于地震动检测相关
，更具体地，涉及一种多点地震动合成方法及系统。
技术介绍
地震动具有随机性和空间变异的特征，对于桥梁、地铁隧道等较长较大结构的抗震研究，一般使用具有空间变异特征的随机多点地震动时程。然而，目前国内外尚未发表能够直接获得多点地震动或者场地的多点地震动响应的相关计算机辅助系统，目前，仅有计算场地反应的计算机软件SHAKE91和DEEPSOIL以及直接合成单点地震动的计算机系统SEISMOARTIF。SHAKE91和DEEPSOIL均将场地假定为一维水平成层模型，输入场地土层信息后，均可根据指定的基岩入射地震动计算得到地表及地下各土层交界面处的单点加速度响应。然而，SHAKE91为DOS界面，操作繁琐，已不能适应现代科研工作者或工程人员的使用习惯，DEEPSOIL为GUI人机交互界面且考虑了场地的非线性对模拟所得加速度响应的影响，然而该系统与SHAKE91均依赖于给定的既有加速度记录，尚无法自行计算随机的加速度响应，因此无法满足结构可靠度分析、参数敏感性分析等的需要。SEISMOART本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多点地震动合成方法，其特征在于，所述方法包括：/nS1，获取基岩处的功率谱密度函数；/nS2，将所述基岩上的土层简化为水平成层的均质土层，获得所述基岩向所述均质土层的传递函数；/nS3，根据所述基岩处的功率密度函数和均质土层的传递函数获得所述基岩的各点处向所述均质土层的X，Y和Z三个方向的传递函数，并根据所述均质土层的X，Y和Z三个方向的传递函数获得所述均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数；/nS4，根据所述均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数合成所述均质土层的地震动加速度。/n

【技术特征摘要】
1.一种多点地震动合成方法，其特征在于，所述方法包括：
S1，获取基岩处的功率谱密度函数；
S2，将所述基岩上的土层简化为水平成层的均质土层，获得所述基岩向所述均质土层的传递函数；
S3，根据所述基岩处的功率密度函数和均质土层的传递函数获得所述基岩的各点处向所述均质土层的X，Y和Z三个方向的传递函数，并根据所述均质土层的X，Y和Z三个方向的传递函数获得所述均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数；
S4，根据所述均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数合成所述均质土层的地震动加速度。


2.根据权利要求1所述的多点地震动合成方法，其特征在于，所述合成方法还包括：
S5，采用Jennings窗函数乘以所述均质土层的地震动加速度，以获得时域非平稳状态下的所述均质土层的地震动加速度。


3.根据权利要求1所述的多点地震动合成方法，其特征在于，步骤S3中，获得所述基岩的两点之间的相干损失，并根据所述相干损失获得所述均质土层的互功率谱密度函数。


4.根据权利要求1所述的多点地震动合成方法，其特征在于，步骤S1中根据Tajimi-Kanai功率谱密度模型获得所述基岩处的功率谱密度函数，所述功率谱密度函数的计算公式为：



其中，ωg和为Tajimi-Kanai功率谱密度模型中函数的中心频率和阻尼比，ωf和为高通滤波器的中心频率和阻尼比，ω为频率，Sg(ω)为功率谱密度函数，S0为谱强度。


5.根据权利要求1所述的多点地震动合成方法，其特征在于，步骤S2包括，根据均质土层特性参数和一维波动理论获得所述基岩向所述均质土层的传递函数，所述均质土层的传递函数的计算公式为：



其中，H(iω)为传递函数，i为tL为土层角度参数，vt为土层顶部位移，v0为基岩露头位移，k为波数，d为土层厚度，为阻抗，G*L为土层复刚度，G*R为基岩复刚度。


6.根据权利要求3所述的多点地震动合成方法，其特征在于，所述均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数的计算公式为：

【专利技术属性】
技术研发人员：苗雨，姚二雷，叶霖，张昊，贺鸿俊，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42