[发明专利]一种基于地层信息的场地卓越周期的精简计算方法

说明书

本发明公开了一种基于地层信息的场地卓越周期的精简计算方法，应用卓越周期简便算法得到卓越周期的估计值，根据该值大小设定除场地地层信息以外的所有计算参数；把场地土视为地震波信号滤波器，计算脉冲波作用下的地面地震时程，并对其进行傅立叶变换得到振幅谱；通过判断振幅谱极大值与时间(或频率)的关系，获得高精度的卓越周期计算值。本发明一种基于地层信息的场地卓越周期的精简计算方法，计算过程简单、计算精度高。

技术领域

本发明属于岩土工程勘察技术领域，具体涉及一种基于地层信息的场地卓越周期的精简计算方法。

背景技术

卓越周期是指与地基土层发生共振作用的地震波的一个谐波分量。目前，确定场地卓越周期的方法大致分为直接测定法和波速法两大类。无论哪一类方法，都需要输入除地层信息之外的计算参数，甚至需要通过调试这些计算参数，才能得到合适的计算结果；且计算精度不高，或计算过程繁杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于地层信息的场地卓越周期的精简计算方法，计算过程简单、计算精度高。

本发明所采用的技术方案是，一种基于地层信息的场地卓越周期的精简计算方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、根据岩土工程的勘查结果，确定场地地层数n、地层密度ρ_i、剪切速度v_i及地层厚度h_i；其中，i＝1，2，......，n；

步骤2、计算场地卓越周期估计值t₀；

步骤3、计算地震波持时t_l和时间采样间隔Δt；

步骤4、计算地面地震波持时的采样点数nt、地震波在地层i中传播时间的采样点数nt_i、地面地震波的傅立叶周期谱的采样点数nT；

步骤5、计算地震波在地层i与地层i+1交界界面处的反射系数 R_i；

步骤6、计算地面地震波时程u₀^d；

步骤7、对地震波时程u₀^d按照时间进行衰减处理；

步骤8、对地震波时程u(j)进行离散傅立叶变换，得到Fu(k)；

步骤9、判断振幅谱|Fu(k)|是否有极大值，若否，将nT扩大20％，返回步骤8；若是，确定场地卓越周期T₀。

本发明的特点还在于：

步骤2中，场地卓越周期估计值t₀，由如下公式计算得到：

t₀＝4(h₁/v₁+h₂/v₂+……+h_n/v_n) (1)。

步骤3中，地震波持时t_l，由如下公式计算得到：

t_l≥10 t₀ (2)

时间采样间隔Δt，由如下公式(3)计算得到：

Δt0.02min(h₁/v₁，h₂/v₂，……，h_n/v_n) (3)。

步骤4中，地面地震波持时的采样点数nt、地震波在地层i中传播时间的采样点数nt_i、地面地震波的傅立叶周期谱的采样点数nT，由如下公式计算得到：