一种海底曲面坡地震动力响应计算方法技术

本发明专利技术提供了一种海底曲面坡地震动力响应计算方法,根据海底斜坡真实几何形态，概化出海底斜坡几何模型；在此基础上，根据斜坡在震前和震中的运动状态，推导得出计算公式。通过本发明专利技术的技术方案，本方法能海底斜坡实际几何形态，并且考虑了初始剪切应力比对沉积物土动力学性质的影响，能反映真实海底斜坡在地震作用下不同部位的位移差异，并且具有计算耗时短的优势，可实际用于真实海底斜坡在地震作用下的动力响应计算和稳定性评价。下的动力响应计算和稳定性评价。下的动力响应计算和稳定性评价。

【技术实现步骤摘要】
一种海底曲面坡地震动力响应计算方法


[0001]本专利技术涉及海底地震作用下海底斜坡动力响应过程计算方法领域，具体而言，特别涉及一种海底曲面坡地震动力响应计算方法。

技术介绍

[0002]海底地震作用是导致海底滑坡的重要触发因素，海底滑坡严重威胁海底线缆、海洋平台、海上风电等海洋工程设施安全，其释放的巨大能量造成的海啸将会对沿岸居民造成不可估量的生命和财产损失。伴随着地震作用，海底斜坡将发生变形，这一过程被称为地震动力响应。在该过程中，若出现了大循环位移或永久位移，则认为海底斜坡发生破坏。
[0003]SIMPPLE DSS模型为J.M. Pestana等于2000年提出的基于有效应力原理的土动力学本构模型，该模型可以反映初始剪切应力比对沉积物土动力学性质的影响。
[0004]地震作用作为一种强烈的外动力循环荷载，在其作用下的海底斜坡动力响应计算方法是岩土地震工程中的热门研究课题，也是灾害评估的重要内容。目前针对海底斜坡地震作用下动力响应计算方法存在以下问题：一是现有技术一般采用无限长斜坡代替海底斜坡真实倒“S”型几何形态，无法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海底曲面坡地震动力响应计算方法，其特征在于,根据海底斜坡真实几何形态，概化出海底斜坡几何模型；在此基础上，根据斜坡在震前和震中的运动状态，推导得出计算公式，具体包括以下步骤：S1：构建计算任务的海底斜坡地震动力响应运动学控制方程如下：式（6）；S2：将利用有限差分法，将步骤S1中构建的海底斜坡地震动力响应运动学控制方程离散，得到海底斜坡地震动力响应运动学控制方程的离散化格式如下：式（8），式（8）中，；，；S3：采用SIMPPLE DSS模型描述剪切带土动力学本构关系，并获取该模型参数；S4：采用指数函数描述海底斜坡几何形态，建立斜坡几何模型；S5：获取计算任务中所需的滑体基本物理力学指标；S6：选取拟研究的地震时程曲线，并将该地震时程数据文件保存为txt格式；S7：利用MATLAB软件编写程序，输入计算参数值，读取地震时程数据；S8：计算边界点地震动力响应；S9：将边界点地震动力响应计算结果作为边界条件，计算海底斜坡地震动力响应。2.根据权利要求1所述的一种海底曲面坡地震动力响应计算方法,其特征在于,所述步骤S1的具体推导过程如下：在地震前，海底斜坡处于静止状态，斜坡单元受力状态满足力矩平衡原理，为海底斜坡初始静止侧压力；为静止剪切应力；为斜坡曲率半径；为剪切带长度；为斜坡倾角；为滑体垂直厚度，并满足；为滑体浮重度，计算式如式（1）所示：式（1）在地震过程中，海底斜坡运动满足角动量守恒原理，为地震作用增加的侧压力；为地震中剪切带内动剪切应力；为地震加速度；为滑体相对基岩的位移；式（2）为角动量变化率，可表示为：
式（3）假设地震作用过程中，滑体单元间压缩和拉伸满足胡克定律，可表示为：式（4）为滑体侧压缩模量；满足下式： 式（5）将式（2）减式（1），并将式（3）至式（5）代入，可得步骤S1中海底斜坡地震动力响应运动学控制方程的式（6）；步骤S1中海底斜坡地震动力...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾永刚，李正辉，胡聪，朱超祁，薛凉，刘汉露，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：