[发明专利]埋地分段管道震害率预测模型构建方法、预测方法及装置

权利要求书

1.埋地分段管道震害率预测模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据回填土参数及管道接口特性参数的取值及统计特征，抽样获得N组沿管轴向分布的回填土参数及管道接口特性参数随机场样本，建立N个考虑回填土参数及接口特性参数沿管轴向空间变异性的地震波与管道相互作用有限元模型，统计分析分段管道震害数据的分布特征，确定分段管道损伤分析所需参数作为目标变量；

步骤2，将管轴向地面峰值粒子速度V_ap，外径D_os，管轴向视波速C_a，表征管土相互作用的最大单位长度管土作用力F_a作为固定的预测变量，将其它表征地震波、回填土、管道及其相互作用相关的参数作为待定参数，分析待定参数对分段管道震害率的影响，选取具有显著影响作用的作为新增的预测变量；

步骤3，根据预测变量的参数范围，确定M组地震波作用于埋地分段管道的工况，计算每组工况对应的预测变量和目标变量的数据，获得M组数据；

步骤4，根据M组数据，通过机器学习获得埋地分段管道震害率预测模型。

2.埋地分段管道震害率预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据回填土参数及管道接口特性参数的取值及统计特征，抽样获得N组沿管轴向分布的回填土参数及管道接口特性参数随机场样本，建立N个考虑回填土参数及接口特性参数沿管轴向空间变异性的地震波与管道相互作用有限元模型，统计分析分段管道震害数据的分布特征，确定分段管道损伤分析所需参数作为目标变量；

步骤2，将管轴向地面峰值粒子速度V_ap，外径D_os，管轴向视波速C_a，最大管土作用力F_a作为固定的预测变量，将其它表征地震波、回填土、管道及其相互作用相关的参数作为待定参数，分析待定参数对分段管道震害率的影响，选取具有显著影响作用的作为新增的预测变量；

步骤3，根据预测变量的参数范围，确定M组地震波作用于埋地分段管道的工况，计算每组工况对应的预测变量和目标变量的数据，获得M组数据；

步骤4，根据M组数据，通过机器学习获得埋地分段管道震害率预测模型；

步骤5，采用埋地分段管道震害率预测模型预测不同工况条件下分段管道的震害率。

3.根据权利要求1所述的埋地分段管道震害率预测模型构建方法或权利要求2所述的埋地分段管道震害率预测方法，其特征在于：

其中，步骤1包括如下子步骤：

步骤1.1根据回填土参数及接口特性参数的取值及统计特征，通过拉丁超立方抽样获得N组沿管轴向分布的回填土参数及接口特性参数随机场样本，计算各样本对应的管土轴向作用力-管土轴向相对位移关系、接口轴向力-接口轴向位移关系及接口渗漏对应轴向位移；

步骤1.2对于每一组样本，启动OpenSees软件，根据tcl语言创建有限元模型并划分网格；采用梁单元模拟管段，赋予管道弹模、单位长度质量、截面面积和截面惯性矩；采用零长度单元模拟管土相互作用，赋予管土轴向作用力-管土轴向相对位移关系；采用零长度单元模拟接口，赋予接口轴向力-接口轴向位移关系；约束所有节点的除管轴向自由度，根据地震波视波速，周期，地面峰值粒子速度获得简谐波，在各地震动输入节点施加考虑地震波行波效应的地面位移时程记录，进行动力分析；

步骤1.3输出各接口轴向位移时程记录，计算接口轴向位移峰值与接口渗漏位移的差值，若差值大于0视该接口为维修点，统计分析N个有限元模型管道维修率的分布特征，确定分段管道损伤分析所需参数作为目标变量。

4.根据权利要求1所述的埋地分段管道震害率预测模型构建方法或权利要求2所述的埋地分段管道震害率预测方法，其特征在于：

其中，在步骤1中，N≥500。