获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应的方法
专利汇可以提供获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种获取 地震 波 斜入射作用下边坡地震动 力 放大效应的方法，其包括以下步骤：S1、对边坡进行建模，获取边坡模型；S2、对边坡模型的侧边界和底边界施加粘弹性人工边界，获取使人工边界产生相应自由场位移所需要的力；S3、获取自由场运动在人工边界上产生的 应力 ；S4、获取边界 节点 等效的荷载；S5、在粘弹性人工边界上施加等效的荷载完成斜入射 地震波 的输入，并通过调整影响边坡 稳定性 因子，获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应。本发明可精确模拟任意 角 度地震波入射时边坡的动力响应，可对地震波入射角、边坡坡度以及 弹性模量 进行敏感性分析，为拟静力法中合理确定地震作用系数提供一定的参考依据。，下面是获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应的方法专利的具体信息内容。
1.一种获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对边坡进行建模，获取边坡模型；
S2、对边坡模型的侧边界和底边界施加粘弹性人工边界，获取使人工边界产生相应自由场位移所需要的力；
S3、获取自由场运动在人工边界上产生的应力；
S4、根据使人工边界产生相应自由场位移所需要的力和自由场运动在人工边界上产生的应力获取边界节点等效的荷载；
S5、在粘弹性人工边界上施加等效的荷载完成斜入射地震波的输入，并通过调整影响边坡稳定性因子，获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应。
2.根据权利要求1所述的获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应的方法，其特征在于，所述步骤S1的具体方法为：
采用建模软件进行边坡建模，其中建模软件包括GID、ANSYS和ABQUES，建模网格的最大尺寸小于(1/10～1/8)λ，λ为输入波的最短波长。
3.根据权利要求1所述的获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应的方法，其特征在于，所述步骤S2的具体方法包括以下子步骤：
S2-1、对边坡模型的侧边界和底边界施加粘弹性人工边界，将位移为up(t)的平面P波以α角斜入射至人工边界；
S2-2、根据公式
获取反射P波与入射P波幅值的比值A1和反射SV波与入射P波幅值的比值A2；其中β为反射SV波的反射角；cp为P波的波速；cs为SV波的波速；
S2-3、对于有限域内任一点(x,y)，根据公式
获取入射P波相对于初始时刻的时滞Δt1、反射P波相对于初始时刻的时滞Δt2和反射SV波相对于初始时刻的时滞Δt3；其中H为有限域的高，L为有限域的宽；
S2-4、根据公式
获取位移为up(t)的P波以α角入射时人工边界点(x,y)的自由波场位移及速度；其中uB(x,y,t)和vB(x,y,t)分别为位移为up(t)的P波以α角入射时人工边界点(x,y)处自由波场水平与竖直方向的位移； 和 分别为位移为up(t)的P波以α角入射时人工边
界点(x,y)处自由波场水平与竖直方向的速度；up(x,y,t-Δt1)为人工边界点(x,y)处入射P波产生的位移；A1up(x,y,t-Δt2)为人工边界点(x,y)处反射P波产生的位移；A2up(x,y,t-Δt3)为人工边界点(x,y)处反射SV波产生的位移； 为人工边界点(x,y)处入射P波产生的速度； 为人工边界点(x,y)处反射P波产生的速度；
为人工边界点(x,y)处反射SV波产生的速度；
S2-5、将步骤S2-4中获取的位移为up(t)的P波以α角入射时人工边界点(x,y)的自由波场位移及速度带入公式
得到P波以α角入射时人工边界产生相应自由场位移所需要的力FB1；其中KB为粘弹性边界的弹簧刚度矩阵；uB为边界节点处的自由场位移向量，uB＝[uB vB]T，uB(x,y,t)∈uB，vB(x,y ,t)∈vB ；CB为粘弹性边界的阻 尼系数矩阵 ； 为自由场速度向量，
S2-6、将位移为us(t')的平面SV波以α'角度传播到自由表面，根据公式
获取反射SV波与入射SV波幅值的比值B1和反射P波与入射SV波幅值的比值B2；其中β'为反射P波的反射角；
S2-7、对于有限域内任一点(x,y)，根据公式
分别获取入射SV波相对于初始时刻的时滞Δt1'、反射SV波相对于初始时刻的时滞Δt2'和反射P波相对于初始时刻的时滞Δt3'；
S2-8、根据公式
获取位移为us(t')的SV波以α'角入射时人工边界点(x,y)的自由波场位移及速度；其中uB'(x,y,t')和vB'(x,y,t')分别为位移为us(t')的SV波以α'角入射时人工边界点(x,y)的自由波场水平与竖直方向的位移； 和 分别为位移为us(t')的SV波以α'
角入射时人工边界点(x,y)的自由波场水平与竖直方向的速度；us(x,y,t'-Δt1')为人工边界点(x,y)处入射SV波产生的位移；B1us(x,y,t'-Δt2')为人工边界点(x,y)处反射SV波产生的位移；B2us(x,y,t'-Δt3')为人工边界点(x,y)处反射P波产生的位移；
为人工边界点(x,y)处入射SV波产生的速度； 为人工边界点(x,y)处反射
SV波产生的速度； 为人工边界点(x,y)处反射P波产生的速度；
S2-9、将步骤S2-8获取的位移为us(t')的SV波以α'角入射时人工边界点(x,y)的自由波场位移及速度带入公式
得到SV波入射时人工边界产生相应自由场位移所需要的力FB1'；其中uB'为边界节点处的自由场位移向量，uB'＝[uB' vB']T，uB'(x,y,t')∈uB'，vB'(x,y,t')∈vB'； 为自由场速度向量，
4.根据权利要求3所述的获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应的方法，其特征在于，所述步骤S3的具体方法包括以下子步骤：
S3-1、以平面波传播方向ξ和传播方向的法线方向η建立坐标系(ξ,η)；根据公式获取入射角为α的入射P波对应的应力σB1；其中σξ为局部坐标系中平面波传播方向的应力；ση为局部坐标系中平面波传播方向的法线向应力；G为剪切模量；λ'为拉梅常数；τyx1＝τxy1；
根据公式
获取反射角为α的反射P波对应的应力σB2；其中τyx2＝τxy2；
根据公式
获取反射角为β的反射SV波对应的应力σB3；其中τξη为P波入射时局部坐标系中平面波传播方向的剪切应力；τyx3＝τxy3；
S3-2、根据公式
FB2＝σBnAB
σB＝σB1+σB2+σB3
获取P波以α角斜入射时自由场运动在人工边界上产生的应力FB2；其中AB为边界节点的作用面积；n为边界法线方向余弦向量，在左人工边界上任意一点(0,y)，0≤y≤H时，n＝[-1
0]T；在下人工边界上任意一点(x,0)，0≤x≤L时，n＝[0 -1]T；在右人工边界任意一点(L,y),0≤y≤H时，n＝[1 0]T；
S3-3、根据公式
获取入射角为α'的入射SV波对应的作用应力σB1'；其中τξη'为SV波入射时局部坐标系中平面波传播方向的剪切应力；τyx1'＝τxy1'；
根据公式
获取反射角为α'的反射SV波对应的作用应力σB2'；其中τyx2'＝τxy2'；
根据公式
获取反射角为β'的反射P波对应的作用应力σB3'；其中σξ'为局部坐标系中平面波传播方向的应力；ση'为局部坐标系中平面波传播方向的法线向应力；τyx3′＝τxy3′；
S3-4、根据公式
FB2'＝σB'nAB
σB′＝σB1′+σB2′+σB3′
获取SV波以α'角斜入射时自由场运动在人工边界上产生的应力FB2'。
5.根据权利要求4所述的获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应的方法，其特征在于，所述步骤S4的具体方法为：
分别根据公式
FB＝FB1+FB2
FB'＝FB1'+FB2'
获取P波以α角斜入射时边界节点等效的荷载FB，以及SV波以α'角斜入射时边界节点等效的荷载FB'。
获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应的方法
技术领域
背景技术
发明内容
为人工边界点(x,y)处反射SV波产生的速度；
为人工边界点(x,y)处入射SV波产生的速度； 为人工边界
点(x,y)处反射SV波产生的速度； 为人工边界点(x,y)处反射P波产生的速
度；
具体实施方式
为人工边界点(x,y)处反射SV波产生的速度；
为人工边界点(x,y)处入射SV波产生的速度； 为人工边界点
(x,y)处反射SV波产生的速度； 为人工边界点(x,y)处反射P波产生的速
度；
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