本發(fā)明涉及土木工程，尤其是涉及一種考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法。

背景技術(shù)：

1、震害調(diào)查表明，在近斷層區(qū)域，斷層面的滑動所引發(fā)的強(qiáng)地面運(yùn)動中高頻和短波分量將導(dǎo)致大量的建筑物被損壞，嚴(yán)重危害人民群眾的生命和財產(chǎn)安全?？紤]到地震發(fā)生的頻率低、破壞大等特點，需要合理確定局部震源參數(shù)，建立包含足夠豐富高頻和短波分量的有限斷層震源模型，對目標(biāo)活動斷層進(jìn)行相關(guān)的地震危害性評價，在地震發(fā)生前評估可能存在的危險因素，分析地表位移并對建筑物進(jìn)行相應(yīng)的抗震設(shè)計，將會對城市和工程減災(zāi)呈現(xiàn)出至關(guān)重要的作用。

2、對尚未發(fā)震的斷層結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，一種合理有效的斷層面位錯分布形式將成為相關(guān)研究中十分重要的一環(huán)。斷層面位錯分布具有隨機(jī)性和凹凸體特性，然而隨機(jī)性并不是完全隨機(jī)，需要充分考慮各子斷層的自身特性以及子斷層之間可能存在的相互關(guān)聯(lián)性。基于一點統(tǒng)計和兩點統(tǒng)計的斷層面位錯統(tǒng)計規(guī)律可以有效解釋其相關(guān)性，但并未將凹凸體特性進(jìn)行綜合考慮。目前尚無有效方法將包含子斷層自身特性及位錯關(guān)聯(lián)性的統(tǒng)計規(guī)律與凹凸體特性進(jìn)行整合分析，以進(jìn)行地表同震位移計算。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法，主要應(yīng)用隨機(jī)量值重排布的方式，在不改變隨機(jī)量重分布規(guī)律的前提下形成凹凸體特性，進(jìn)而建立一套完整的考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法，使震源模型能夠更真實反映實際情況，有利于提高地表和地層變形計算精度，為進(jìn)斷層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計提供有效支撐，具有很強(qiáng)的實用性。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法，包括以下步驟：

3、s1、進(jìn)行震源及凹凸體分布參數(shù)確定；

4、s2、進(jìn)行隨機(jī)凹凸體模型的計算；

5、s3、進(jìn)行隨機(jī)均勻程度劃分；

6、s4、進(jìn)行地表同震位移計算。

7、優(yōu)選的，所述s1中地震矩m0與斷層面平均為錯量之間的關(guān)系滿足：

8、

9、其中，μ為底層的剪切模量，a為破裂面面積；

10、矩震級mw與地震矩m0之間的關(guān)系滿足：

11、

12、破裂面面積a與矩震級mw之間的關(guān)系滿足：

13、lga＝-3.49+0.91mw。

14、優(yōu)選的，所述s1中將斷層劃分為單凹凸體或雙凹凸體，其中若劃分為單凹凸體，則凹凸體的區(qū)域面積為aas＝0.22a，若劃分為雙凹凸體，則凹凸體1的區(qū)域面積為aas1＝0.16a，凹凸體2的區(qū)域面積為aas2＝0.06a。

15、優(yōu)選的，所述s1中凹凸體區(qū)域的平均為錯量為背景區(qū)域的平均為錯量為

16、優(yōu)選的，所述s2中通過一點統(tǒng)計分析斷層面位錯的均值、方差、概率密度函數(shù)；通過兩點統(tǒng)計分析不同子源參數(shù)間的協(xié)方差；通過隨機(jī)量值重排布方式使得隨機(jī)分布特性更具有凹凸體分布特點，即隨機(jī)量值滿足：

17、

18、其中，x為隨機(jī)量值，k為目標(biāo)區(qū)域，xk為k處的隨機(jī)量值，為k處凹凸體區(qū)域隨機(jī)量值，為k處背景區(qū)域隨機(jī)量值，k＝1,…,nal，nal為子源數(shù)量。

19、優(yōu)選的，所述s3中對有限震源模型的均勻程度進(jìn)行劃分，包括以下步驟：

20、s3.1、統(tǒng)計凹凸體內(nèi)的子源數(shù)量nal；

21、s3.2、統(tǒng)計凹凸體內(nèi)所有目標(biāo)子源位移量均小于其相鄰四個子源位移量的子源數(shù)量n1；

22、s3.3、統(tǒng)計凹凸體內(nèi)所有目標(biāo)子源位移量均大于其相鄰四個子源位移量的子源數(shù)量n2；

23、s3.4、計算均勻程度指標(biāo)n＝(n1+n2)/n0，并以此來劃分模型的均勻程度。

24、優(yōu)選的，所述s4中可將凹凸體模型分為較為均勻、一般均勻和較為不均勻三種情況，根據(jù)實際地層及目標(biāo)需求情況，判斷所需的場地條件特性，對可簡化為均值地層的情況，通過okada解析解的方式進(jìn)行地表同震位移計算，并根據(jù)實際需要引入分層位錯理論。

25、因此，本發(fā)明采用上述一種考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法，主要應(yīng)用隨機(jī)量值重排布的方式，在不改變隨機(jī)量重分布規(guī)律的前提下形成凹凸體特性，進(jìn)而建立一套完整的考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法，使震源模型能夠更真實反映實際情況，有利于提高地表和地層變形計算精度，為進(jìn)斷層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計提供有效支撐，具有很強(qiáng)的實用性。

26、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

技術(shù)特征：

1.一種考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法，其特征在于：所述s1中地震矩m0與斷層面平均為錯量之間的關(guān)系滿足：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法，其特征在于：所述s1中將斷層劃分為單凹凸體或雙凹凸體，其中若劃分為單凹凸體，則凹凸體的區(qū)域面積為aas＝0.22a，若劃分為雙凹凸體，則凹凸體1的區(qū)域面積為aas1＝0.16a，凹凸體2的區(qū)域面積為aas2＝0.06a。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法，其特征在于：所述s1中凹凸體區(qū)域的平均為錯量為背景區(qū)域的平均為錯量為

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法，其特征在于：所述s2中通過一點統(tǒng)計分析斷層面位錯的均值、方差、概率密度函數(shù)；通過兩點統(tǒng)計分析不同子源參數(shù)間的協(xié)方差；通過隨機(jī)量值重排布方式使得隨機(jī)分布特性更具有凹凸體分布特點，即隨機(jī)量值滿足：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法，其特征在于：所述s3中對有限震源模型的均勻程度進(jìn)行劃分，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法，其特征在于：所述s4中可將凹凸體模型分為較為均勻、一般均勻和較為不均勻三種情況，根據(jù)實際地層及目標(biāo)需求情況，判斷所需的場地條件特性，對可簡化為均值地層的情況，通過okada解析解的方式進(jìn)行地表同震位移計算，并根據(jù)實際需要引入分層位錯理論。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法，屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：S1、進(jìn)行震源及凹凸體分布參數(shù)確定；S2、進(jìn)行隨機(jī)凹凸體模型的計算；S3、進(jìn)行隨機(jī)均勻程度劃分；S4、進(jìn)行地表同震位移計算。本發(fā)明采用上述的一種考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法，主要應(yīng)用隨機(jī)量值重排布的方式，在不改變隨機(jī)量重分布規(guī)律的前提下形成凹凸體特性，進(jìn)而建立一套完整的考慮隨機(jī)效應(yīng)的凹凸體特征震源模型方法，使震源模型能夠更真實反映實際情況，有利于提高地表和地層變形計算精度，為進(jìn)斷層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計提供有效支撐，具有很強(qiáng)的實用性。

技術(shù)研發(fā)人員：趙伯明,王子珺,賈忠明,馮俊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23