基于有限断层和等效速度脉冲的跨断层地震动场模拟方法技术

本发明专利技术基于有限断层和等效速度脉冲的跨断层地震动场模拟方法，属于抗震分析领域，目的是高效准确的对近跨断层地震动场进行人工模拟。1)确定出有限断层法所需要的震源全局以及区部参数；2)等效速度模型模拟地震动低频时程分量；3)将所有子震源在观测点的地震动进行不同的延时叠加，模拟地震动高频时程分量；4)将地震动低频时程分量和地震动高频时程分量在全时间序列上叠加获得宽频地震动时程。采用不同的理论模型分别对高频地震动和低频地震动进行模拟，然后将其叠加实现了对高低频地震动的混合模拟，其模拟效率高，并具有较好的精度，通过该方法获取的人工地震波能够充分考虑断层破裂参数，更好地反应跨断层地震动的特性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
基于有限断层和等效速度脉冲的跨断层地震动场模拟方法


[0001]本专利技术属于抗震分析领域，具体的是基于有限断层和等效速度脉冲的跨断层地震动场模拟方法。

技术介绍

[0002]自二十一世纪以来，全球主要地震带进入强地震动活跃期，地震灾害频发。已有研究资料表明，历次强震中，近、跨活动断层地表破裂带的桥梁工程遭受了毁灭性震害。作为交通枢纽工程的桥梁工程，尤其是大跨度桥梁工程建造难度大、造价高、修复困难，一旦破坏会导致整条线路交通瘫痪，严重阻碍救援工作。此外，相比远场地震动作用，跨越活动断层的桥梁在地震作用下其受力特点、破坏形式和破坏机理更为复杂。为了避免桥梁结构在近、跨断层地震作用下发生严重的损坏，我国现有桥梁抗震设计规范规定桥梁选址应远离断裂带，解决近、跨断层问题的原则是能避则避。但由于地形地貌、线路规划、工程成本以及隐蔽活动断层等因素的影响，许多桥梁将不得不建于活动断层附近甚至直接跨越断层。另外，由于部分既有桥梁在设计之初尚未探明桥址处的活动断层，目前仍面临着潜在的近、跨断层破坏风险，而近些年来国内外的多次强震震害也表明，地表破裂具有不确定性。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于有限断层和等效速度脉冲的跨断层地震动场模拟方法，其特征在于：1)根据桥址历史地震的记录数据以及相应的地质勘查报告，确定出有限断层法所需要的震源全局以及区部参数，震源全局及区部参数主要包括震级、震中距、断层位置、断层尺寸大小以及断层破裂方向；2)模拟地震动低频时程分量：根据断层的位置确定跨断层牵拉断层距，将断层距、震级及周期输入到等效速度模型中，模拟地震动低频时程分量；3)模拟地震动高频时程分量：将断层划分成一系列的子震源，每个子震源视为点源，地震波以一定的破裂速度从震源处向四周传播，当到达子震源中心时，则该子震源得到激发，然后将所有子震源在观测点的地震动进行不同的延时叠加，得到最终的地震动高频时程分量；4)宽频地震动混合模拟合成：将地震动低频时程分量和地震动高频时程分量在全时间序列上叠加获得宽频地震动时程。2.根据权利要求1所述的基于有限断层和等效速度脉冲的跨断层地震动场模拟方法：模拟地震动低频时程分量包括采用等效速度模型的A类模型模拟平行于断层方向的滑冲效应以及采用B类模型模拟垂直于断层方向的破裂方向性效应，对滑冲效应和破裂方向性效应通过Matlab编程得到低频时程分量。3.根据权利要求2所述的基于有限断层和等效速度脉冲的跨断层地震动场模拟方法：破裂方向性效应的模拟中，以速度时程中的速度峰值V
d
为控制参数，首先确定速度时程，然后分别通过积分得到位移时程，通过求导得到加速度时程；垂直于断层方向的破裂方向性效应的加速度、速度和位移表达式如下：式中，T
p
、V
d
分别为方向性速度脉冲的周期和幅值；滑冲效应的模拟中，以速度时程中的速度峰值V
f
为控制参数，首先确定速度时程，然后分别通过积分得到位移时程，通过求导加速度时程；平行于断层方向的滑冲效应的加速度、速度和位移表达式如下：
式中，T
p
、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金，陈克坚，曾永平，高玉峰，庞林，刘力维，郭恒，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：