一种边坡地震易损性评估方法

本发明涉及岩土工程地震工程，尤其涉及一种边坡地震易损性评估方法。

背景技术：

1、在岩土工程地震工程领域中，边坡的稳定性评价是极其重要的环节。传统的边坡稳定性分析方法通常包括限平衡法、有限元法等，这些方法以静态的方式考察边坡稳定性，主要依赖于经验公式和安全系数等静态参数。然而，这些静态方法对于评估边坡在复杂地震荷载作用下的动态响应及稳定性存在明显的局限性。

2、近年来，随着计算机技术的快速发展，增量动力分析（incremental dynamicanalysis，ida）方法在结构工程中的应用日益广泛。ida能够通过逐步增大地震动输入，系统地分析和评估结构在不同地震强度下的动态响应。这使得ida在地震易损性分析中具有很大的潜力。尽管ida方法在结构抗震分析中得到了广泛应用，但是其在边坡抗震分析中的应用研究仍然相对较少。边坡与常规结构存在很大差异，如边坡的形状、物理性质和受力条件等都更加复杂，因此不能直接将结构的ida方法应用于边坡。

3、特别地，边坡的非线性行为在地震作用下会变得更加复杂，因此传统的线性弹性模型无法准确描述边坡的动态响应。此外，边坡滑动的发生往往涉及到复杂的非线性过程，例如塑性变形、裂缝扩展、土体松动等，这些过程都需要在动态分析中得到合理的模拟。而ida的现有研究和应用主要集中在结构工程领域，边坡的这些特殊性质和需求在现有的ida方法中尚未得到充分的考虑和解决。如何针对边坡的特性，合理地应用ida方法，建立边坡的地震易损性分析模型，是当前的研究热点和难点。

技术实现思路

1、本发明提供一种边坡地震易损性评估方法，以克服现有技术的不足，提高边坡地震易损性分析的准确性和效率。

2、一种边坡地震易损性评估方法，包括如下步骤：

3、步骤一：获取边坡不同土层的土体物理参数；所述土体物理参数包括：土层、重度、黏聚力、内摩擦角；

4、步骤二：根据所述不同土层的土体物理参数，构建边坡二维非线性动力分析模型；

5、步骤三：利用所述边坡二维非线性动力分析模型，通过逐步增大地面峰值加速度（peak ground acceleration，以下简称：pga），从而得到一系列与所述pga对应的边坡最大位移或者边坡最大速度；

6、步骤四：根据所述边坡最大位移，确定边坡每个震害等级对应的pga；

7、步骤五：根据边坡每个震害等级对应的pga，构建边坡不同损伤状态分别对应的回归曲线；并根据所述回归曲线，确定边坡不同损伤状态分别对应的超越概率；

8、步骤六：根据边坡不同损伤状态分别对应的超越概率，构建不同损伤状态分别对应的易损性曲线；所述易损性曲线的横坐标为pga，纵坐标为超越概率；

9、步骤七：根据地震烈度与 pga 的转换关系，确定每个地震烈度对应的pga，并根据每个地震烈度对应的pga，从对应的所述损性曲线上，确定每个地震烈度对应的超越概率；

10、步骤八：根据所述每个地震烈度对应的超越概率，确定每个地震烈度对应的破坏概率。

11、进一步地，如上所述的边坡地震易损性评估方法，所述步骤三包括：依据所述边坡二维非线性动力分析模型，确定边坡临界滑面，在该边坡临界滑面的坡顶、坡中、坡脚上分别布设动力监测点，通过逐步增大地面峰值加速度pga，依据布设的所述动力监测点来获取所述边坡最大位移或者边坡最大速度。

12、进一步地，如上所述的边坡地震易损性评估方法，步骤五中所述回归曲线的构建包括：以每个pga对应的边坡最大位移除以每种损伤状态下边坡能承受的位移界限值的对数值作为回归曲线的纵坐标，以pga的对数作为回归曲线的横坐标绘制回归曲线，从而得到边坡不同损伤状态分别对应的回归曲线。

13、进一步地，如上所述的边坡地震易损性评估方法，所述每种损伤状态下边坡能承受的位移界限值利用50%ida分位曲线得到。

14、进一步地，如上所述的边坡地震易损性评估方法，所述根据所述回归曲线，确定边坡不同损伤状态分别对应的超越概率包括：根据不同损伤状态的回归曲线，分别确定其对应的均值和标准差，并以对应的所述均值和标准差之比作为正态密度分布函数x,x对应的正态密度分布函数概率为超越概率，从而得到边坡不同损伤状态分别对应的超越概率。

15、进一步地，如上所述的边坡地震易损性评估方法，所述易损性曲线为基于速度的易损性曲线。

16、本发明提供的边坡地震易损性评估方法，通过逐步增大地面峰值加速度pga，从而得到一系列与pga对应的边坡最大位移或者边坡的最大速度；然后根据边坡最大位移，构建了边坡不同损伤状态分别对应的回归曲线；并根据回归曲线，确定了边坡不同损伤状态分别对应的超越概率，并最终根据不同损伤状态分别对应的超越概率，确定了每个地震烈度对应的破坏概率。该方法能够更准确和高效地评估边坡在地震作用下的抗震易损性，且适用范围广，计算方便。

技术特征：

1.一种边坡地震易损性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的边坡地震易损性评估方法，其特征在于，所述步骤三包括：依据所述边坡二维非线性动力分析模型，确定边坡临界滑面，在该边坡临界滑面的坡顶、坡中、坡脚上分别布设动力监测点，通过逐步增大地面峰值加速度pga，依据布设的所述动力监测点来获取所述边坡最大位移或者边坡最大速度。

3.根据权利要求1所述的边坡地震易损性评估方法，其特征在于，步骤五中所述回归曲线的构建包括：以每个pga对应的边坡最大位移除以每种损伤状态下边坡能承受的位移界限值的对数值作为回归曲线的纵坐标，以pga的对数作为回归曲线的横坐标绘制回归曲线，从而得到边坡不同损伤状态分别对应的回归曲线。

4.根据权利要求3所述的边坡地震易损性评估方法，其特征在于，所述每种损伤状态下边坡能承受的位移界限值利用50%ida分位曲线得到。

5.根据权利要求3所述的边坡地震易损性评估方法，其特征在于，所述根据所述回归曲线，确定边坡不同损伤状态分别对应的超越概率包括：根据不同损伤状态的回归曲线，分别确定其对应的均值和标准差，并以对应的所述均值和标准差之比作为正态密度分布函数x,x对应的正态密度分布函数概率为超越概率，从而得到边坡不同损伤状态分别对应的超越概率。

6.根据权利要求1所述的边坡地震易损性评估方法，其特征在于，所述易损性曲线为基于速度的易损性曲线。

技术总结
本发明提供一种边坡地震易损性评估方法，包括：获取边坡不同土层的土体物理参数来构建边坡二维非线性动力分析模型；利用该模型，对应得到一系列与PGA对应的边坡最大位移；根据边坡最大位移，确定边坡每个震害等级对应的PGA；根据边坡每个震害等级对应的PGA，确定边坡不同损伤状态分别对应的超越概率，以构建不同震害等级对应的易损性曲线；根据地震烈度与PGA的转换关系以及损性曲线，确定每个地震烈度对应的超越概率；最后根据每个地震烈度对应的超越概率，确定每个地震烈度对应的破坏概率。本发明方法能够更准确地评估边坡在地震作用下的抗震易损性。

技术研发人员：徐兴倩,曹涵,赵熹,李小龙,段青松,陈正发,王能龙,蒋旭,马方雯
受保护的技术使用者：云南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6