[发明专利]一种基于性能的边坡地震易损性评估方法

说明书

本发明涉及一种基于性能的边坡地震易损性评估方法，包括：首先针对边坡在地震荷载下的变形破坏特征，选定地震永久位移作为其抗震性能评估指标，并对其不同性能水准的易损状态做出了规定；然后采用随机地震动模型和随机场理论分别定量化表征边坡动力随机系统中地震动和岩土体参数的不确定性，并基于概率密度演化理论分析边坡地震永久位移的概率密度演化特征；计算在不同强度的地震荷载下边坡超越不同同性能水准要求的条件概率，构建出其不同易损状态的地震易损性评估曲线。与现有技术相比，本发明计算效率高，可以分析边坡处于不同性能状态的概率水准，给出更加全面、系统和可靠的易损性评估结果。

技术领域

本发明涉及地震地质灾害风险评估技术领域，尤其是涉及一种基于性能的边坡地震易损性评估方法。

背景技术

边坡工程的地震稳定性分析对边坡地震地质灾害的防治具有重大意义。在边坡工程领域，目前其抗震设计与评估大都以基于极限平衡理论的拟静力分析方法为主，且未考虑不确定性因素对边坡抗震性能的影响。

地震易损性分析是概率分析方法中的一种，其可以表征不确定性对系统抗震性能的影响，给出系统在不同强度的地震作用下超过不同破坏状态的条件概率，它是基于性能的地震工程学方法的框架中最核心部分，其在地震灾害预测、地震风险评估、地震修复方案优化与决策中都得到了广泛的应用。但是传统的地震易损性分析方法有两种，一是基于地震灾后的调查数据或者试验数据进行经验模型的拟合，但是一般很难获得大量的震后调查数据；第二种是基于增量动力分析、云图法和蒙特卡洛随机模拟等方法进行大量的数值计算，并结合矩估计或者极大似然估计，通过假设概率分布形式来拟合系统的地震易损性分析曲线，其存在着计算效率低，假设分布形式的合理性有待考证等缺点。而且，目前在边坡相关的地震易损性分析领域，其几乎都集中在分析边坡地质灾害影响下，结构、道路等工程结构的易损性，未考虑边坡本身在地震作用下的易损性，因此无法给出合理、客观的评估结果。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于性能的边坡地震易损性评估方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于性能的边坡地震易损性评估方法，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。

优选的，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。

优选的，所述岩土体参数随机场模型采用KL分解方法建立。

优选的，所述KL分解方法的公式为：