[发明专利]一种基于人工智能的场地地震液化灾害快速评估方法

说明书

本发明公开了一种基于人工智能的场地地震液化灾害快速评估方法。建立历史地震与场地信息数据库，数据库包括依次连接的需求输入模块、网络爬虫模块、数据处理模块和数据库模块；神经网络模型预测获得震后场地卓越频率；基于震后场地卓越频率获得场地震害程度与抗震性能参数。本发明解决了快速评估震后场地震害、场地抗震性能参数的问题，可快速评估在给定地震条件下，场地液化或软化震害程度和场地抗震性能参数。

技术领域

本发明属于地震工程地质灾害防治和计算机技术应用领域的一种场地地震液化灾害快速评估方法，具体为一种基于人工智能的场地地震液化灾害快速评估方法。

背景技术

随着人口和财富越来越向城市集中，在地震灾害作用下的城市建筑，不仅需要考虑地震灾害下建筑物的强度是否满足要求，以保证人民的生命安全，还需要考虑地震灾害造成的建筑物使用功能的中断所造成的影响，抗震韧性设计的需求应运而生，即对于一些重要建筑物如医院、能源、通信、交通系统的控制中心，这些设施功能的损坏会导致社会功能的大规模瘫痪，需要估测其在灾害后能够恢复其原有功能所需要的时间和耗费的资源。

强震会使场地的抗震性能迅速下降，并随着时间逐渐恢复到先前的水平，如图2所示，地震发生的时间和大小难以预测，由于客观需求贸然使用建筑物，有可能在小于最初设计标准地震的作用下，地基产生较大的破坏，危及建筑物中的生命财产安全。

当前对于场地地震液化灾害的评估多是采用现场调查，或是根据许多地方的历史地震的调查来建立经验模型以评估震害，现场调查的缺点是事后进行调查，经验方法的缺点是会使得数据库中的数据点包含多种多样的土层性质，所评估的结果往往是最不利的情况，通常来说偏于保守。而且采用经验方法来评估震害不会考虑强震以后场地性质的改变，只会以已有的现场调查结果作为依据来进行现场震害的评估。

强震台站可以实时监测所在场地的情况，这些信息不仅反映了地震的性质，而且还反映了场地的性质，以强震台站的搜集到的信息来作为震害评估的补充，能够更好地反映场地性质的实时变化情况。

发明内容

为解决传统方法评估场地性能时，未考虑地震对场地造成性能的下降以及场地性能随着时间逐渐恢复，以震前现场测试参数作为判断场地各方面性能是否满足要求的依据，本发明提出了一种基于人工智能算法的场地地震液化(软化)灾害快速评估方法，可以快速评估震后或震后一段时间内，场地各方面的性能参数，可以快速评估在给定地震条件下场地震害程度及较为全面的场地服役性能。

如图1所示，本发明所采用的技术方案是：

S1：建立历史地震与场地信息数据库，其中包含有场地卓越频率；

S2：根据S1的结果经神经网络模型预测获得震后场地卓越频率；

S3：基于震后场地卓越频率获得场地震害程度与抗震性能参数。

所述S1中，建立历史地震与场地信息数据库包括依次连接的需求输入模块、网络爬虫模块、数据处理模块和数据库模块；

所述需求输入模块，接收输入的强震台站信息和地震动信号搜集时间范围进而发送到网络爬虫模块；

所述的强震台站信息是具体的强震台站编号或者给定经纬度范围进而给出范围区域内的强震台站。

地震动信号搜集时间范围内至少发生4次或4次以上大于6.0级的大地震，且两次大震时间需要间隔不小于1个月，若输入时间范围没有达到要求，则自动进行补齐到满足要求的时间范围。

所述网络爬虫模块，接收来自需求输入模块的强震台站信息和地震动信号搜集时间范围，根据强震台站编号和地震动信号搜集时间范围，在强震数据库网站上使用网络爬虫爬取强震台站编号对应的强震台站及其强震台站下地震动信号搜集时间范围内的所有公开的地震动信号、地震基本信息和场地信息，制作地震基本信息汇总表；将地震动信号、地震基本信息和场地信息并发送到数据处理模块，将地震基本信息汇总表发送到数据库模块；