[发明专利]预测场地液化横向位移的方法

权利要求书

1.一种预测场地液化横向位移的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，确定场地参数；

步骤2，根据确定的场地参数，选择与场地频谱特性相匹配的初始地震动；

步骤3，根据场地参数以及选取的初始地震动进行建模和非线性动力计算；

步骤4，根据地震动特性分别选取相应强度参数作为液化导致横向位移预测的备选标量强度参数和矢量强度参数；

步骤5、利用非线性动力计算中监测和记录到的液化引起的横向位移LD分别与步骤4中的标量强度参数以及矢量强度参数进行线性回归分析，并衡量标量强度参数和矢量强度参数的有效性以及判别该两种强度参数相对于位移预测的充分性；

步骤6、根据有效性和充分性的综合结果，从步骤4的强度参数中优选出预测液化产生横向位移的强度参数；

步骤7、调研出现有根据液化场地实测位移提出的横向位移预测公式，在现有公式的基础上加入步骤6中优选出的强度参数，得到改进后的场地液化横向位移的预测公式；其中，

步骤3中，根据场地几何尺寸建模时，模型的网格尺寸必须满足：

式中，Δl为网格尺寸，V_s为场地的剪切波波速，f_max为场地的剪切波最大频率；

在建模时，模型底部采用柔性边界，通过在模型底部施加应力时程的方式来施加地震动；

步骤S5中，在非线性动力计算中监测和记录液化层中部的超孔隙水压力比r_u和顶部的水平位移LD，以r_u大于0.8和LD大于0.05 m为阈值进行筛选，选出满足要求的横向位移值与备选的标量强度参数和矢量强度参数进行线性回归分析；

步骤S5中线性回归分析所使用的表达式如下：

；

；

式中，LD为工程需求参数，即液化产生的横向位移；IM_i代表积分型地震动强度参数，即为Ia或者CAV；IM_j代表反应谱加速度地震动强度参数，即为反应谱加速度强度Sa (T)，其中，T=0.3 s，0.5 s和1.0 s；a, b和c代表回归系数；

步骤S5中，利用回归分析的决定性系数R²或标准差σ来衡量强度参数的有效性，利用回归分析的残差对震级和断层距离的依赖性来判别强度参数相对于位移预测的充分性；

步骤5中，充分性判别所使用的表达式如下：

式中，是回归分析的残差，表示回归分析预测值与数值分析模拟值的偏差；M_w表示震级，R_rup表示断层距离(km)，和表示残差；d，e，f和g表示回归系数；其中，回归系数e和g越小，则强度参数的充分性越好。

2.根据权利要求1所述的预测场地液化横向位移的方法，其特征在于，步骤S1中，场地参数包括边坡的几何尺寸、土层参数、地下水位及液化层的厚度与所处位置。

3.根据权利要求1所述的预测场地液化横向位移的方法，其特征在于，步骤4中选取积分型强度参数阿里亚斯强度Ia和累积绝对速度CAV作为液化导致横向位移预测的备选标量强度参数，选取积分型强度参数与反应谱加速度强度参数组成的矢量强度参数作为液化导致横向位移预测的备选矢量强度参数。