[发明专利]一种基于能量解调频谱的层状边坡地震损伤失稳计算系统及方法

说明书

本发明实施例提出一种基于能量解调频谱的新型层状边坡地震损伤失稳计算系统及方法，涉及地质技术领域。所述系统包括：地震波时程曲线模块，用于得到地震波的时程曲线；SWT解调曲线模块，用于得出反射波和透射波的各阶典型频率时程曲线及能谱曲线；多重地震激励模块，用于进行频域上的多重地震激励；二次应力重分布模块，用于进行二次应力重分布计算；结构性边坡分块应力计算模块，用于求解各个界面上面的平均应力状态，绘制滑体结构面应力场，对边坡进行水平和横向条分，求解条分界面相应位置处的下滑力和抗滑力；破坏模式分析模块，用于进行破坏模式分析；稳定状态评价模块，用于进行稳定状态评价。具有计算效率高和准确性高的优点。

技术领域

本发明涉及地质技术领域，具体而言，涉及一种基于能量解调频谱的层状边坡地震损伤失稳计算系统及方法。

背景技术

1.HHT理论缺乏严谨的物理及数学上的意义，且需要复杂的递回，运算时间反而比短时距傅立叶变换要长，只有在特例(组合较简单的资料)时使用希尔伯特-黄转换较快，导致在评价边坡失稳问题时计算效率较低，本专利计算效率较高。

2.HHT理论未必能正确计算出本质模态函数之瞬时频率，且无法使用快速傅立叶变换，导致使用范围受限，本专利使用范围不受限；此外，由于原有理论是存在的上述缺陷使得其无法考虑地震能量因素的影响，而本专利的方法是基于严格意义上的小波频谱分析所以可以考虑地震能量因素影响。

3.原有计算理论无法处理复杂的边坡地震稳定评价问题，特别是层状边坡的地震失稳问题，本专利可考虑层状边坡的地震失稳问题。

4.原有理论由于未考虑水平条分的问题，导致边坡的失稳范围计算不准确，而本专利可以解决这些问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于能量解调频谱的层状边坡地震损伤失稳计算系统及方法，具有计算效率高和准确性高的优点。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于能量解调频谱的层状边坡地震损伤失稳计算系统，所述系统包括：

地震波时程曲线模块，用于得到地震波的时程曲线；

SWT解调曲线模块，用于得出反射波和透射波的各阶典型频率时程曲线及能谱曲线；

多重地震激励模块，用于进行频域上的多重地震激励；

二次应力重分布模块，用于进行二次应力重分布计算；

结构性边坡分块应力计算模块，用于求解各个界面上面的平均应力状态，绘制滑体结构面应力场，对边坡进行水平和横向条分，求解条分界面相应位置处的下滑力和抗滑力；

破坏模式分析模块，用于进行破坏模式分析；

稳定状态评价模块，用于进行稳定状态评价。

进一步的，所述地震波时程曲线模块信号连接于SWT解调曲线模块，根据地震动加速度时程曲线积分得出位移时程曲线，利用相应的公式计算初始反射波和透射波的地震位移时程曲线；采用传递系数法计算后续各个界面上的反射和透射波时程曲线。

进一步的，所述SWT解调曲线模块信号连接于多重地震激励模块，利用SWT变换得出反射波和透射波的各阶典型频率时程曲线及能谱曲线。

进一步的，所述稳定状态评价模块，求解各个界面上面的平均应力状态，绘制滑体结构面应力场，对边坡进行水平和横向条分；求解条分界面相应位置处的下滑力和抗滑力，并利用相应的公式对地震波作用下的层状边坡地震稳定性进行判断。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于能量解调频谱的层状边坡地震损伤失稳计算方法，所述方法包括：

步骤1：建立边坡地质概化模型；