[发明专利]桩-土-结构体系峰值地震反应预测方法、系统及介质

权利要求书

1.一种桩-土-结构体系峰值地震反应预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立基于桩-土-结构体系的三维有限元模型，将预设的多个第一地震波数据输入所述三维有限元模型，输出得到多个第一峰值地震反应数据；

根据所述第一地震波数据计算对应的第一地震动参数；

根据所述第一峰值地震反应数据和所述第一地震动参数建立第一决策树，并利用随机森林算法对所述第一决策树进行训练，得到峰值地震反应预测模型；

获取待预测的第二地震波数据，根据所述第二地震波数据计算对应的第二地震动参数，并将所述第二地震动参数输入所述峰值地震反应预测模型，预测得到第二峰值地震反应数据；

其中，所述第一峰值地震反应数据和所述第二峰值地震反应数据均包括桩的峰值弯矩、土体峰值位移以及上部结构峰值位移；

所述根据所述第一峰值地震反应数据和所述第一地震动参数建立第一决策树，并利用随机森林算法对所述第一决策树进行训练，得到峰值地震反应预测模型这一步骤，其具体包括：

将所述第一地震动参数作为输入变量，将所述第一峰值地震反应数据作为输出变量，形成基于桩-土-结构体系的峰值地震反应数据库；

从所述峰值地震反应数据库中随机选取多个地震波的第一数据样本，并随机获取所述第一数据样本的若干个特征形成特征训练集，进而根据所述特征训练集生成多个第一决策树；

根据所述第一决策树生成峰值地震反应预测模型，所述峰值地震反应预测模型的输出结果为所有第一决策树输出结果的均值。

2.根据权利要求1所述的一种桩-土-结构体系峰值地震反应预测方法，其特征在于：所述第一地震动参数包括第一峰值加速度、第一峰值速度、第一峰值位移、第一阿里亚斯强度、第一重要持时以及第一平均周期，所述第二地震动参数包括第二峰值加速度、第二峰值速度、第二峰值位移、第二阿里亚斯强度、第二重要持时以及第二平均周期。

3.根据权利要求2所述的一种桩-土-结构体系峰值地震反应预测方法，其特征在于，所述第一阿里亚斯强度为：

其中，I_a表示第一阿里亚斯强度，g表示重力加速度，T_d表示第一地震波数据的周期，a(t)表示t时刻的地表质点加速度。

4.根据权利要求2所述的一种桩-土-结构体系峰值地震反应预测方法，其特征在于，所述第一平均周期为：

其中，T_m表示第一平均周期，C_i表示傅里叶幅值，f_i表示离散傅里叶变换频率。

5.根据权利要求1所述的一种桩-土-结构体系峰值地震反应预测方法，其特征在于，所述桩-土-结构体系峰值地震反应预测方法还包括对所述峰值地震反应预测模型进行验证的步骤，其具体为：

从所述峰值地震反应数据库中随机选取多个地震波的第二数据样本，并随机获取所述第二数据样本的若干个特征形成特征验证集，进而根据所述特征验证机对所述峰值地震反应预测模型进行验证。