[发明专利]基于地震脉冲响应谱测定场地卓越周期的方法

说明书

本发明公开的基于地震脉冲响应谱测定场地卓越周期的方法，具体操作步骤如下：首先确定场地土层数、地层密度、剪切速度以及地层厚度、地震脉冲响应持时和时间采样间隔；然后计算地震脉冲响应持时采样点数、地震波在各土层中传播时间采样点数、地震波在地层界面处的反射系数并确定脉冲地震动响应时程；最后将脉冲地震动响应时程通过离散傅里叶变换获得脉冲地震动的傅里叶谱，通过脉冲地震动的Fourier谱确定场地卓越周期。本发明基于地震脉冲响应谱测定场地卓越周期的方法，解决了现有技术需要使用实际地震记录的缺点，以及处理复杂工程场地时计算结果不准确、求解过程困难等问题，本发明的方法不受土层层数的限制，计算精度高且速度快。

技术领域

本发明属于岩土工程勘察技术领域，涉及一种基于地震脉冲响应谱测定场地卓越周期的方法。

背景技术

卓越周期是指与地基土层发生共振作用的地震波的一个谐波分量。目前，确定场地卓越周期的方法大致分为直接测定法和波速法两大类。直接测定法是通过对强震记录或地脉动记录进行Fourier分析确定卓越周期，但这类方法需要有良好的强震或地脉动记录，且容易受场地局部条件的限制或人为因素的干扰；波速法则是应用理论方法、简化方法或数值方法计算得到卓越周期，应用这类方法处理复杂工程场地时，可能面临计算结果不准确或求解过程困难等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于地震脉冲响应谱测定场地卓越周期的方法，解决了现有技术需要使用实际地震记录的缺点，以及处理复杂工程场地时计算结果不准确、求解过程困难的问题。

本发明所采用的技术方案是，基于地震脉冲响应谱测定场地卓越周期的方法，具体操作步骤如下：

步骤1.根据岩土工程的勘查结果，确定场地土层数n、地层的密度ρ_i、剪切速度v_i以及地层厚度h_i，其中，i＝1，2，......，n；

步骤2.根据需要计算的精度要求，确定地震脉冲响应持时t_l和时间采样间隔Δt；

步骤3.根据步骤2得到的地震脉冲响应持时t_l和时间采样间隔Δt，计算地震脉冲响应持时采样点数nt；

步骤4.结合步骤1和步骤2确定的参数，计算地震波在各土层中传播时间采样点数nt_i和地震波在地层界面处的反射系数R_i，其中，i＝1，2，......，n；

步骤5.根据步骤4得到的各土层中传播时间采样点数nt_i和地震波在地层界面处的反射系数R_i，计算各个土层界面的次级地震波时程u_i^d和

步骤6.通过步骤5得到的界面的次级地震波时程u₀^d，通过函数关系转换得到脉冲地震动响应时程u₀；

步骤7.将步骤6得到的脉冲地震动响应时程u₀通过进行离散Fourier变换(DFT)获得脉冲地震动的Fourier谱F(u)；

步骤8.通过分析步骤7得到的脉冲地震动的Fourier谱F(u)，确定场地卓越周期，即在Fourier谱中出现的若干个不连续尖峰状谱中，选取尖峰极大值点所对应的周期作为场地卓越周期，其中，最大卓越周期为基本卓越周期。

本发明的其他特点还在于，

步骤2中地震脉冲响应持时t_l和时间采样间隔Δt的确定依据为：