基于全周期MR估计的场地地震安全性评估方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及地震安全性评估技术领域，提出了一种基于全周期MR估计的场地地震安全性评估方法及系统，包括如下步骤：根据工程场地的基岩峰值加速度和基岩加速度反应谱，计算各潜在震源区的贡献概率，确定期望震级M和期望距离R的取值范围；根据峰值加速度和反应谱对期望震级和期望距离进行估算，在最大贡献潜在震源区内，按照精确满足峰值加速度、近似满足反应谱的原则，估算反应谱匹配最好的期望震级和期望距离组合；基于得到的期望震级与期望距离，求取地震动时程强度包络函数，得到对应场地的安全性评估结果。本公开解决了目前技术中期望震级M和期望距离R的估计准确度较低的问题，提高了场地地震安全性评估结果的准确性。提高了场地地震安全性评估结果的准确性。提高了场地地震安全性评估结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于全周期MR估计的场地地震安全性评估方法及系统


[0001]本专利技术涉及地震安全性评估相关
，具体地说，是涉及基于全周期MR估计的场地地震安全性评估方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，并不必然构成在先技术。
[0003]场地地震安全性评估工作中，要根据地震危险性概率分析结果给出人造地震动时程；人造地震动时程指由人工合成的，根据震级和距离构建地震动时程强度包络函数，得到震动效能等同于基岩反应谱的地震动时间
‑
加速度曲线，用于进一步模拟基岩上覆土层的震动。
[0004]地震动时程强度包络函数是各段时长关于期望震级M和期望距离R的函数，因此合理确定期望震级M和期望距离R就显得尤为重要，目前该工作并未引起广泛重视。高孟潭等人在《地震学报》1994年第16卷第3期发表的名称为“潜在震源区期望震级和期望距离及其计算方法”文献中，在考虑潜在震源区贡献的前提下，推导了期望震级和期望距离的计算方法；沈建文等人在《震灾防御技术》2007年第2卷第2期发表的“地震安全性评价中时程的包线与设定地震”文献中，根据峰值加速度结果筛选出了期望震级和期望距离组合。上述两种方法仅考虑了潜在震源区贡献或峰值加速度，考虑了基岩反应的峰值，而未考虑基岩的震动反映谱。
[0005]可见，在实际的场地地震安全性评估等工作中，目前技术中期望震级M和期望距离R的估计准确度较低，受研究程度较低的影响，期望震级和期望距离的选择往往具有随意性，缺乏系统且准确的估算方法，由此造成地震动时程强度包络函数的失真，从而难以获得合理的人造地震动时程，影响场地地震安全性评估的准确性。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种基于全周期MR估计的场地地震安全性评估方法及系统，根据峰值加速度和反应谱对期望震级M和期望距离R进行估算，在最大贡献潜在震源区内，按照精确满足峰值加速度、近似满足概率一致反应谱的原则，估算与概率一致性反应谱匹配最好的期望震级和期望距离组合，提高了场地地震安全性评估结果的准确性。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一个或多个实施例提供了基于全周期MR估计的场地地震安全性评估方法，包括如下步骤：根据工程场地的基岩峰值加速度和基岩加速度反应谱，计算各潜在震源区的贡献概率，确定期望震级M和期望距离R的取值范围；在得到的取值范围内，遍历震级和距离的组合，计算每个组合衰减得到的衰减峰
值加速度和概率一致反应谱，使得衰减峰值加速度精确满足基岩峰值加速度，概率一致反应谱近似满足基岩加速度反应谱，得到最佳震级和距离的组合，即为期望震级与期望距离；基于得到的期望震级M与期望距离R，求取地震动时程强度包络函数，得到对应场地的安全性评估结果。
[0008]上述的震级和距离均为物理量，表征预设地震或虚拟地震的大小和发生地到工程场地的远近，一般震级以“级”为单位，距离以“km”为单位，本专利技术中震级和距离均为计算估计值。
[0009]进一步的技术方案，期望震级M和期望距离R的范围的确定方法，包括如下步骤：根据工程场地的峰值加速度和基岩加速度反应谱，计算出各潜在震源区的贡献概率；针对每一个反应谱周期，根据各潜在震源区的贡献概率的值大小，对每个贡献概率进行赋分；计算同一潜在震源区在各反应谱周期的赋分值的和，作为对应潜在震源区的总分值；选取总分值最高的潜在震源区为最大贡献潜在震源区，根据最大贡献潜在震源区的起算震级和震级上限确定期望震级M的取值范围；根据最大贡献潜在震源区与工程场地的最近和最远距离确定期望距离R的取值范围。
[0010]一种可实现的技术方案，对每个贡献概率进行赋分，将反应谱周期中的各贡献概率与该反应谱周期中的贡献概率最大值之比，作为对应贡献概率的赋分值。
[0011]另一种可实现的技术方案，对每个贡献概率进行赋分，按照贡献概率越高赋值分数越高的赋值方法，对每个周期的潜在震源区贡献概率按排序依次赋分。
[0012]进一步的技术方案，在期望震级M和期望距离R的取值范围内遍历震级与距离的组合，得到最佳震级和距离组合，包括如下步骤：以设定的采样步长在得到的取值范围内，对震级和距离分别进行采样，得到震级
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距离数值对，构建初始震级
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距离组合空间；从初始震级
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距离组合空间中，选出衰减峰值加速度与基岩峰值加速度相等的震级
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距离数值对，得到缩减震级
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距离组合空间；在缩减震级
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距离组合空间中，搜索与基岩加速度反应谱最为接近的概率一致反应谱对应的震级
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距离数值对，作为最佳震级和距离组合，即为期望震级M和期望距离R。
[0013]进一步的技术方案，基岩加速度反应谱与概率一致反应谱的接近程度以对应周期的反应谱值的均方差表示，基岩加速度反应谱与概率一致反应谱最为接近即为：使得概率一致反应谱与基岩加速度反应谱对应周期的反应谱值的均方差最小。
[0014]进一步的技术方案，地震动时程强度包络函数是控制人造地震动时程最大波动范围的函数，由上升段、持续段和下降段构成，根据期望震级M和期望距离R计算地震动时程强度包络函数每段的持续时长。
[0015]一个或多个实施例提供了基于全周期MR估计的场地地震安全性评估系统，包括：范围确定模块：被配置为用于根据工程场地的峰值加速度和基岩加速度反应谱，计算各潜在震源区的贡献概率，确定期望震级M和期望距离R的取值范围；遍历搜索模块：被配置为用于在得到的取值范围内，遍历期望震级和期望距离的
组合，计算每个组合衰减得到的衰减峰值加速度和概率一致反应谱，使得衰减峰值加速度精确满足基岩峰值加速度，概率一致反应谱近似满足基岩加速度反应谱，得到最佳期望震级与期望距离组合；安全性评估模块：被配置为用于基于得到的最佳期望震级与期望距离组合，求取地震动时程强度包络函数，得到对应场地的安全性评估结果。
[0016]一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述的基于全周期MR估计的场地地震安全性评估方法中的步骤。
[0017]一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述的基于全周期MR估计的场地地震安全性评估方法中的步骤。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的方法先确定期望震级M和期望距离R的取值范围，再求解最佳震级
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距离数值对作为期望震级M和期望距离R，限定在一定范围内求解减少了求解计算量，并且期望震级M和期望距离R不会超出最大贡献潜在震源区范围。
[0019]与现有技术不同的是，本专利技术除了考虑潜在震源区和峰值加速度外，将反应谱的全周期数据纳入了对比和计算范围，因此基于该方法获得的期望震级M和期望距离R，可以计算得到与基岩峰值加速度和基岩加速度反应谱拟合程度更好的人造地震动时程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于全周期MR估计的场地地震安全性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：根据工程场地的基岩峰值加速度和基岩加速度反应谱，计算各潜在震源区的贡献概率，确定期望震级M和期望距离R的取值范围；在得到的取值范围内，遍历震级和距离的组合，计算每个组合衰减得到的衰减峰值加速度和概率一致反应谱，使得衰减峰值加速度精确满足基岩峰值加速度，概率一致反应谱近似满足基岩加速度反应谱，得到最佳震级和距离的组合，即为期望震级与期望距离；基于得到的期望震级与期望距离，求取地震动时程强度包络函数，得到对应场地的安全性评估结果。2.如权利要求1所述的基于全周期MR估计的场地地震安全性评估方法，其特征在于：期望震级M和期望距离R的范围的确定方法，包括如下步骤：根据工程场地的峰值加速度和基岩加速度反应谱，计算出各潜在震源区的贡献概率；针对每一个反应谱周期，根据各潜在震源区的贡献概率的值大小，对每个贡献概率进行赋分；计算同一潜在震源区在各反应谱周期的赋分值的和，作为对应潜在震源区的总分值；选取总分值最高的潜在震源区为最大贡献潜在震源区，根据最大贡献潜在震源区的起算震级和震级上限确定期望震级M的取值范围；根据最大贡献潜在震源区与工程场地的最近和最远距离确定期望距离R的取值范围。3.如权利要求2所述的基于全周期MR估计的场地地震安全性评估方法，其特征在于：对每个贡献概率进行赋分，将反应谱周期中的各贡献概率与该反应谱周期中的贡献概率最大值之比，作为对应贡献概率的赋分值。4.如权利要求2所述的基于全周期MR估计的场地地震安全性评估方法，其特征在于：对每个贡献概率进行赋分，按照贡献概率越高赋值分数越高的赋值方法，对每个周期的潜在震源区贡献概率按排序依次赋分。5.如权利要求1所述的基于全周期MR估计的场地地震安全性评估方法，其特征在于：在期望震级M和期望距离R的取值范围内遍历震级与距离的组合，得到最佳震级和距离组合，包括如下步骤：以设定的采样步长在得到的取值范围内，对震级和距离分别进行采样，得到震级
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距离数值对，构建初始震级
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距离组合空间；从初始震级
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距离组合空间中，选出衰减峰值加速度与基岩峰...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪永进，王红卫，常杰，许洪泰，王志才，陈时军，
申请(专利权)人：山东省地震工程研究院，
类型：发明
国别省市：