[发明专利]一种基于性能的边坡地震易损性评估方法

权利要求书

1.一种基于性能的边坡地震易损性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选择地震永久位移作为边坡抗震性能评估指标，并界定边坡不同的抗震性能水准要求和相应的易损状态评估指标；

建立实际边坡工程的边坡地震动力时程分析模型；

建立表征边坡岩土体参数空间变异性的岩土体参数随机场模型；

根据边坡工程场地条件，基于随机地震动模型，生成满足特定场地条件的系列随机地震动加速度样本时程；

S2、将生成的系列随机地震动加速度样本时程和岩土体参数随机场模型耦合到已建立的边坡地震动力时程分析模型中，采用动力时程分析方法得到系列边坡地震永久位移；

S3、构建边坡地震永久位移的广义概率密度演化方程，将系列边坡地震永久位移代入该方程中，求解得到边坡地震永久位移的概率密度演化特征；

S4、基于边坡地震永久位移的概率密度演化特征，结合边坡位移评估准则，计算边坡在不同地震强度作用下超过不同的抗震性能水准要求的条件失效概率，构造出边坡地震易损性分析曲线。

2.根据权利要求1所述的一种基于性能的边坡地震易损性评估方法，其特征在于，所述边坡地震动力时程分析模型基于有限元或者基于有限差分。

3.根据权利要求1所述的一种基于性能的边坡地震易损性评估方法，其特征在于，所述岩土体参数随机场模型采用KL分解方法建立。

4.根据权利要求3所述的一种基于性能的边坡地震易损性评估方法，其特征在于，所述KL分解方法的公式为：

其中，μ_k和σ_k分别表示岩土体参数的均值和标准差；ξ_k，i(θ)表示相互独立的标准正态随机变量；θ表示外部空间坐标；(x，y)表示二维结构系统Ω的随机场模型坐标；λ_i和分别表示岩土体自相关函数的特征值与特征函数；n表示展开级数的项数，表示岩土体参数二维随机场。

5.根据权利要求1所述的一种基于性能的边坡地震易损性评估方法，其特征在于，所述生成满足特定场地条件的系列随机地震动加速度样本时程的过程采用谱表示方法，具体为：

其中，表示非平稳随机地震动的演变功率谱密度函数；{X_k，Y_k}(k＝1，2，3...N)表示标准正交随机变量；Δω表示频率间隔；表示地震动随机过程，k表示项数，N表示总项数。

6.根据权利要求1所述的一种基于性能的边坡地震易损性评估方法，其特征在于，所述边坡地震永久位移的广义概率密度演化方程具体为：

该方程的初始条件为ρ_Yθ(y，θ，t₀)＝ρ_Yθ(θ，t)δ(y-y₀)，边界条件为ρ_yθ(y，θ，t₀)|_y→±∞＝0，式中，ρ_Yθ(y，θ，t)表示y(t)和θ的联合概率密度函数，δ表示Dirac函数，y(t)和θ分别表示位移时程和表征随机性的变量，表示位移时程的时间导数，y₀表示位移初始值，t₀表示初始时刻。

7.根据权利要求1所述的一种基于性能的边坡地震易损性评估方法，其特征在于，所述S1包括：先剖分表征岩土体参数和地震动不确定的随机变量所构成的高维概率空间，并选择代表性样本点，然后建立岩土体参数随机场模型及系列随机地震动加速度样本时程。

8.根据权利要求1所述的一种基于性能的边坡地震易损性评估方法，其特征在于，所述S1中根据既定边坡工程的勘察数据资料，分析其岩土体参数的概率统计特征，结合随机场理论，建立表征边坡岩土体参数空间变异性的岩土体参数随机场模型。