一种蠕动型滑坡体上砌体建筑物的易损性分析方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及一种蠕动型滑坡体上砌体建筑物的易损性分析方法与系统，其中该方法，包括：根据目标滑坡体的测绘数据构建滑坡和建筑物耦合地质模型；向滑坡和建筑物耦合地质模型中施加诱发因素；采用基于连续介质力学的离散单元数值方法计算在预设诱发因素下建筑物的实时倾斜率和建筑物所在滑体表面的实时位移；根据建筑物的实时倾斜率和建筑物所在滑体表面的实时位移确定建筑物物理易损性曲线；根据建筑物物理易损性曲线对滑坡风险进行评估。本发明专利技术可在特定的诱发因素作用下，准确评估建筑物的物理易损性，大大提高了蠕动型滑坡体上砌体建筑物物理易损性评估的定量化和可靠性，为滑坡灾害的风险定量评估和精准减灾提供有力依据。据。据。

【技术实现步骤摘要】
一种蠕动型滑坡体上砌体建筑物的易损性分析方法与系统


[0001]本专利技术涉及地质灾害风险评估
，特别是涉及一种蠕动型滑坡体上砌体建筑物的易损性分析方法与系统。

技术介绍

[0002]随着当前气候暖湿化加剧，地震活动渐强，人类工程活动加剧，黄土区复活型滑坡和新生型滑坡灾害的发生频率与规模持续上升，而其中大多数都属于大型或特大型的蠕动型滑坡，其发生持续的蠕滑变形或局部失稳的风险较大，主要威胁坡体上的村庄和人民，且根据现场调查统计，村庄建筑物多为砖砌体结构，其在蠕动型滑坡灾害的威胁下所承受的风险十分巨大。
[0003]承灾体易损性评估是制约滑坡灾害风险评估及管理的主要技术瓶颈，但目前仍然缺乏可被广泛接受的承灾体易损性定量评估方法。尤其是针对我国西北黄土区的滑坡灾害研究，之前较多的关注其成灾机理及稳定性，对典型滑坡和建筑物类型的易损性定量评估方法研究十分欠缺。
[0004]承灾体的物理易损性一般在特定强度的自然条件作用下，承灾体的损失程度，其取值从0(无损害)到1(完全损害)。目前国际上常用的建筑物易损性评估方法主要分为两种：启发式的评估模型和基于统计规律的评估模型。启发式的评估方法对区域尺度易损性分析具有重要的指导作用，但由于该方法往往忽略了滑体对建筑物的动力破坏作用机制，因此评估精度及适用性较差。基于统计规律的评估方法在对灾害历史数据分析的基础上，通过非线性回归分析获得灾害中建筑物的易损性曲线，其对灾害历史数据具有依赖性和地域局限性，模型的泛化能力较差。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种蠕动型滑坡体上砌体建筑物的易损性分析方法与系统。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种蠕动型滑坡体上砌体建筑物的易损性分析方法，包括：
[0008]获取目标滑坡体的测绘数据；所述测绘数据包括坡体结构、岩土体类型、建筑物分布、数字正射影像和数字高程模型；
[0009]根据所述目标滑坡体的测绘数据构建滑坡和建筑物耦合地质模型；
[0010]确定滑坡和建筑物耦合地质模型中岩土体和建筑物砌体结构的物理力学参数；
[0011]向所述滑坡和建筑物耦合地质模型中施加诱发因素；所述诱发因素包括不同强度的地震和降雨；
[0012]采用基于连续介质力学的离散单元数值方法计算在预设诱发因素下建筑物的实时倾斜率和建筑物所在滑体表面的实时位移；
[0013]根据建筑物的实时倾斜率和建筑物所在滑体表面的实时位移确定建筑物物理易
损性曲线；
[0014]根据所述建筑物物理易损性曲线对滑坡风险进行评估。
[0015]优选的，所述向所述滑坡和建筑物耦合地质模型中施加诱发因素，包括：
[0016]获取预设的地震波形；
[0017]将所述预设的地震波形进行放大、低通滤波和积分运算处理得到地震动速度时程曲线；
[0018]对地震动速度时程曲线进行基准校正，并采用诱发因素数值转换公式得到向所述滑坡和建筑物耦合地质模型中施加的外部地震荷载。
[0019]优选的，所述诱发因素数值转换公式为：
[0020][0021]其中，σ
n
为施加在粘滞边界上的法向应力，σ
s
为施加在粘滞边界上的切向应力，C
p
为P波波速，C
s
为S波的波速，v
n
为模型边界上法向的速度分量，v
s
为模型边界上切向的速度分量，ρ为滑床岩土体密度。
[0022]优选的，所述根据建筑物的实时倾斜率和建筑物所在滑体表面的实时位移确定建筑物物理易损性曲线，包括：
[0023]根据建筑物的实时倾斜率确定相应建筑物的易损值；
[0024]根据建筑物所在滑体表面的实时位移与相应建筑物的易损值数据，采用改进的Weibull函数进行拟合得到建筑物物理易损性曲线。
[0025]优选的，改进的Weibull函数为：
[0026][0027]其中，V为物理易损性，D为滑坡表面位移，a表示第一拟合参数，b表示第二拟合参数。
[0028]本专利技术还提供了一种蠕动型滑坡体上砌体建筑物的易损性分析系统，包括：
[0029]测绘数据获取模块，用于获取目标滑坡体的测绘数据；所述测绘数据包括坡体结构、岩土体类型、建筑物分布、数字正射影像和数字高程模型；
[0030]地质模型构建模块，用于根据所述目标滑坡体的测绘数据构建滑坡和建筑物耦合地质模型；
[0031]力学参数确定模块，用于确定滑坡和建筑物耦合地质模型中岩土体和建筑物砌体结构的物理力学参数；
[0032]诱发因素施加模块，用于向所述滑坡和建筑物耦合地质模型中施加诱发因素；所述诱发因素包括不同强度的地震和降雨；
[0033]协同变形计算模块，用于采用基于连续介质力学的离散单元数值方法计算在预设诱发因素下建筑物的实时倾斜率和建筑物所在滑体表面的实时位移；
[0034]易损性曲线确定模块，用于根据建筑物的实时倾斜率和建筑物所在滑体表面的实时位移确定建筑物物理易损性曲线；
[0035]滑坡风险评估模块，用于根据所述建筑物物理易损性曲线对滑坡风险进行评估。
[0036]优选的，所述诱发因素施加模块，包括：
[0037]诱发因素获取单元，用于获取预设的地震波形；
[0038]地震波形处理单元，用于将所述预设的地震波形进行放大、低通滤波和积分运算处理得到地震动速度时程曲线；
[0039]地震荷载确定单元，用于对地震动速度时程曲线进行基准校正，并采用诱发因素数值转换公式得到向所述滑坡和建筑物耦合地质模型中施加的外部地震荷载。
[0040]优选的，所述诱发因素数值转换公式为：
[0041][0042]其中，σ
n
为施加在粘滞边界上的法向应力，σ
s
为施加在粘滞边界上的切向应力，C
p
为P波波速，C
s
为S波的波速，v
n
为模型边界上法向的速度分量，v
s
为模型边界上切向的速度分量，ρ为滑床岩土体密度。
[0043]优选的，所述易损性曲线确定模块，包括：
[0044]易损值确定单元，用于根据建筑物的实时倾斜率确定相应建筑物的易损值；
[0045]拟合单元，用于根据建筑物所在滑体表面的实时位移与相应建筑物的易损值数据，采用改进的Weibull函数进行拟合得到建筑物物理易损性曲线。
[0046]优选的，改进的Weibull函数为：
[0047][0048]其中，V为物理易损性，D为滑坡表面位移，a表示第一拟合参数，b表示第二拟合参数。
[0049]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0050]本专利技术提供的一种蠕动型滑坡体上砌体建筑物的易损性分析方法与系统的有益效果在于：与现有技术相比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蠕动型滑坡体上砌体建筑物的易损性分析方法，其特征在于，包括：获取目标滑坡体的测绘数据；所述测绘数据包括坡体结构、岩土体类型、建筑物分布、数字正射影像和数字高程模型；根据所述目标滑坡体的测绘数据构建滑坡和建筑物耦合地质模型；确定滑坡和建筑物耦合地质模型中岩土体和建筑物砌体结构的物理力学参数；向所述滑坡和建筑物耦合地质模型中施加诱发因素；所述诱发因素包括不同强度的地震和降雨；采用基于连续介质力学的离散单元数值方法计算在预设诱发因素下建筑物的实时倾斜率和建筑物所在滑体表面的实时位移；根据建筑物的实时倾斜率和建筑物所在滑体表面的实时位移确定建筑物物理易损性曲线；根据所述建筑物物理易损性曲线对滑坡风险进行评估。2.根据权利要求1所述的一种蠕动型滑坡体上砌体建筑物的易损性分析方法，其特征在于，所述向所述滑坡和建筑物耦合地质模型中施加诱发因素，包括：获取预设的地震波形；将所述预设的地震波形进行放大、低通滤波和积分运算处理得到地震动速度时程曲线；对地震动速度时程曲线进行基准校正，并采用诱发因素数值转换公式得到向所述滑坡和建筑物耦合地质模型中施加的外部地震荷载。3.根据权利要求2所述的一种蠕动型滑坡体上砌体建筑物的易损性分析方法，其特征在于，所述诱发因素数值转换公式为：其中，σ
n
为施加在粘滞边界上的法向应力，σ
s
为施加在粘滞边界上的切向应力，C
p
为P波波速，C
s
为S波的波速，v
n
为模型边界上法向的速度分量，v
s
为模型边界上切向的速度分量，ρ为滑床岩土体密度。4.根据权利要求1所述的一种蠕动型滑坡体上砌体建筑物的易损性分析方法，其特征在于，所述根据建筑物的实时倾斜率和建筑物所在滑体表面的实时位移确定建筑物物理易损性曲线，包括：根据建筑物的实时倾斜率确定相应建筑物的易损值；根据建筑物所在滑体表面的实时位移与相应建筑物的易损值数据，采用改进的Weibull函数进行拟合得到建筑物物理易损性曲线。5.根据权利要求4所述的一种蠕动型滑坡体上砌体建筑物的易损性分析方法，其特征在于，改进的Weibull函数为：其中，V为物理易损性，D为滑坡表面位移，a表示第一拟合参数，b表示第二拟合参数。6.一种蠕动型滑坡体上砌体建筑物的易损性分析系统，其特征在于，包括：测绘数据获取模块，用于获取目标滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩杰，孙萍，张帅，王涛，韩帅，任健，
申请(专利权)人：中国地质科学院地质力学研究所，
类型：发明
国别省市：