[发明专利]能够表征地面永久位移的近断层地震加速度时程拟合方法

说明书

本申请涉及一种能够表征地面永久位移的近断层地震加速度时程拟合方法，包括以下步骤：形成初始地震加速度时程、对初始地震动进行第一次基线调整、提取地震加速度时程第二次基线校正参数、基于多目标的地震加速度时程调整、对目标参数的评估等。采用本申请的能够表征地面永久位移的近断层地震加速度时程的拟合方法，该方法得到的地震加速度记录，除了能够满足加速度反应谱、峰值加速度并能够反映出近断层地震动速度脉冲的特性，同时能够表征地面永久位移，在进行抗震设计时能够提供参考性极高的地震加速度行程的输入数据。

技术领域

本申请涉及一种能够表征地面永久位移的近断层地震加速度时程拟合方法，适用于抗震设计的技术领域。

背景技术

地面永久位移是指在地震过程中由于断层错动引发的地面变形。如图1和2所示的汶川地震台站051PXZ东西方向的地震加速度、速度及位移时程，相应的永久位移约为56cm。历史上许多大地震工程震害表明近场地面的永久大位移是建筑物或构筑物最终倒塌的主要原因，因此在进行大型液体存储罐、海洋平台、隧道、超高层建筑及大跨桥梁等长周期结构的抗震设计时，就需要关注地震输入的位移，特别是近断层有永久位移存在的情况。

对于特定的工程场地，设计人员需要获得满足一定条件的地震输入，一般情况下要求满足场地相关的加速度反应谱、峰值加速度等，对离断层较近的场址，还需要考虑地震动的速度脉冲特性和地面永久位移。但在实际工程应用很难从实际地震记录中找到同时满足多个目标尤其是包含地面永久位移的地震加速度时程作为地震输入数据，因此需要基于不同的目标发展相应的地震动模拟方法，来满足工程应用的需要。

发明内容

本申请采用双基线校正及在时域内的调整方法，建立一种能够表征地面永久位移的近断层地震加速度时程的拟合方法，该方法得到的地震加速度记录，除了能够满足加速度反应谱、峰值加速度并能够反映出近断层地震动速度脉冲的特性，同时能够表征地面永久位移。

本申请涉及一种能够表征地面永久位移的近断层地震加速度时程拟合方法，包括以下步骤：

第一步、形成初始地震加速度时程

根据已知的目标加速度反应谱生成初始地震加速度时程a₀(t)，或从实际地震记录中挑选与目标加速度反应谱符合较好的加速度记录作为初始时程a₀(t)；所述目标加速度反应谱是基于加速度传感器测量结果的统计分析得到；

第二步、对初始地震动进行第一次基线调整

采用滤波函数对初始地震动进行高通滤波，经过第一次基线调整后的加速度时程定义为a₀₁(t)；

第三步、提取地震加速度时程第二次基线校正参数

对加速度时程a₀₁(t)进行积分，获得相应的速度时程v₀(t)和位移时程d₀(t)，然后提取第二次基线校正的参数；

第四步、基于多目标的地震加速度时程调整

将目标反应谱离散为频率为ω₁，ω₂，…，ω_M的M个单自由度体系，对每个频率控制点依次进行调整；

完成M个控制点的第一轮调整后，保存调整后的时程为a₂(t)，并调整加速度峰值为目标值；对加速度时程a₂(t)进行积分得到相应的速度时程v₂(t)，然后对速度时程进行线性拟合；

最后将加速度时程减去偏移量，完成第二次基线校正和对永久位移的控制；

第五步、对目标参数的评估