1.一种基于全概率的断层错动下隧道地震风险分析方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:确定隧道所穿越的活动断层的位置、角度、长度以及类型,分析断层的活动性,确定断层的最小地震的年发生率,评估该断层的震级-频度关系;
步骤2:利用已有的断层错动量预测方程,根据式(1),评估断层错动量的概率地震危险性,获得该断层错动量概率地震危险性曲线;
λd(d)=v∫mp[d>d|m]·f(m)dm(1);
步骤3:确定跨越断层隧道的基本工况,包括断层与隧道的夹角、隧道埋置深度与土体性质,利用有限元模型,对跨断层隧道进行三维建模;逐级施加断层错量,计算在断层不同错动量的作用下,隧道衬砌的一系列弯矩;
步骤4:根据隧道的实际设计情况,计算跨越断层隧道段的衬砌极限弯矩,然后用步骤3中所求出的一系列弯矩除以该极限弯矩,获得隧道的一系列破坏指标值rm;
步骤5:获取隧道受断层错动破坏的易损性模型,即步骤4中的弯矩比与导致结构达到不同破坏状态的概率之间的关系,数学表达式为公式(2);
步骤6:基于步骤2-5所获取的错动量概率危险性曲线、跨越断层隧道破坏指标值、以及易损性模型,根据式(3),计算出跨越断层隧道在断层错动作用下,导致结构不同破坏状态的年超越率,即跨越断层隧道由于活断层错动发生破坏的概率风险;
步骤7:将步骤6中所求出的年超越概率,基于服从泊松过程的假设,利用公式(4),把年超越概率λ转换成指定年限内发生等于或高于某种破坏状态的概率p;
p=1-e-λt(4);
步骤八:步骤6和步骤7的结果,用于指导评估跨越断层隧道的地震风险。
2.根据权利要求1所述的一种基于全概率的断层错动下隧道地震风险分析方法,其特征在于:所述的步骤2中断层错动量为基岩错动量或地表错动量;危险性曲线的x轴为断层地表最大错动量,y轴为该错动量所对应的年超越概率;式(1)中,λd(d)为断层错动量d超越某一阈值d的平均年超越率,v为地震年平均发生率,p(d>d|m,)表示当震级为m时,断层错动量大于某一给定值d的条件概率,f(m)为断层能够产生地震震级为m级的概率密度函数。
3.根据权利要求1所述的一种基于全概率的断层错动下隧道地震风险分析方法,其特征在于:所述的步骤3中有限元模型为flac3d或abaqus;逐级施加断层错量的范围为0m-1m,每0.01m施加一次;rm即弯矩比值:实际弯矩/极限弯矩。
4.根据权利要求1所述的一种基于全概率的断层错动下隧道地震风险分析方法,其特征在于:所述的步骤5中式(2)中,p是隧道易损性累积概率函数,描述了在给定隧道破坏指标值rm时,隧道的破坏状态ds大于等于特定破坏状态dsi的概率,
5.根据权利要求1所述的一种基于全概率的断层错动下隧道地震风险分析方法,其特征在于:所述的步骤6中式(3)中,
6.根据权利要求1所述的一种基于全概率的断层错动下隧道地震风险分析方法,其特征在于:所述的步骤7中指定年限为设计年限;式(4)中,t为结构的指定年限,λ为式(3)中的