(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111569611.4 (22)申请日 2021.12.21 (71)申请人 中国科学院武汉岩土力学研究所 地址 430071 湖北省武汉市武昌区水果湖 街小洪山2号 (72)发明人 周永强　盛谦　付晓东　丁海锋　 周宁希　 (74)专利代理 机构 武汉知伯乐知识产权代理有 限公司 42 282 代理人 王福新 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种快速确定地震荷载等效形式的方法 (57)摘要 本发明属于地震荷载技术领域， 并具体公开 了一种快速确定地震荷载等效形式的方法。 包括 根据地震速度时程曲线的最大正速度和负速度， 获取地震速度变化最快的时间段； 根据地震最大 正速度和最大负速度、 以及岩样物理力学参数， 得到地震荷载的最大正荷载和最大负荷载； 根据 地震速度变化最快的时间段， 计算地震荷载的平 均变化速率； 以三角形波为基础 波型对地震波进 行等效处理， 同时基于地震荷载的最大正荷载和 最大负荷载、 地震荷载的平均变化速率， 获取地 震荷载的等效形式。 本发明给出了快速确定地震 荷载等效形式的方法， 将地震荷载简化成变幅循 环荷载， 以三角形波为基础 波型对地震波进行等 效处理， 使得等效的地震载荷更加准确， 实现方 法简单。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114417561 A 2022.04.29 CN 114417561 A 1.一种快速确定地震荷载等效形式的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1根据地震速度时程曲线的最大正速度V1和 负速度V2， 获取地震速度变化最快的时间 段； S2根据地震最大正速度V1和最大负速度V2、 以及岩样物理力学参数， 得到地震荷载的 最大正荷载σ1和最大负荷载σ2； S3根据地震速度变化 最快的时间段， 计算 地震荷载的平均变化速率 k； S4以三角形波为基础波型对地震波进行等效处理， 同时基于地震荷载的最大正荷载σ1 和最大负荷载σ2、 地震荷载的平均变化速率 k， 获取地震荷载的等效形式。 2.如权利要求1所述的一种快速确定地震荷载等效形式的方法， 其特征在于， 所述方法 还包括： 基于数 学积分将地震加速度时程曲线转换成地震速度时程曲线。 3.如权利要求1所述的一种快速确定地震荷载等效形式的方法， 其特征在于， 步骤S2包 括以下步骤： S21如果岩石试验是压缩试验， 则先需要求取压缩波的波速 Cp： 此时， 地震荷载的最大正荷载σ1和最大负荷载σ2分别为： σ1＝mρ CpV1                                             (2) σ2＝mρ CpV2                                            (3) S22如果是剪切试验， 则先需要求取剪切波的波速 Cs： 此时， 地震荷载的最大正荷载σ1和最大负荷载σ2分别为： σ1＝mρ CsV1                                             (5) σ2＝mρ CsV2                                            (6) 式中， m为放大倍数， E为弹性模量， ν 为泊松比， ρ 为密度。 4.如权利要求1所述的一种快速确定地震荷载等效形式的方法， 其特征在于， 步骤S3 中， 可通过以下公式计算 地震荷载的平均变化速率 k： 式中， t1为地震速度变化最快的时间段的时间起点， t2为地震速度变化最快的时间段的 时间终点。 5.如权利要求1所述的一种快速确定地震荷载等效形式的方法， 其特征在于， 步骤S4包 括以下步骤： S41根据地震波的上升段、 下降段以及平稳段， 选用三角波作为基础波型， 将地震波等 效为三角波； S42比较三角波的上升段或下降段的最大正荷载σ1和负荷载σ2绝对值的大小， 如果最大 正荷载σ1大于最大负荷载σ2绝对值， 则以最大正荷载σ1为等效荷载的最大幅值A， 如果最大 正荷载σ1小于最大负荷载σ2绝对值， 则以最大负荷载σ2绝对值为等效荷载的最大幅值A；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114417561 A 2S43根据每个上升段、 下降段的的时间、 最大幅值A以及平均变化速率k， 计算每个阶段 每个波型的周期、 幅值， 进 而能得到整个地震 波的等效形式。 6.如权利要求5所述的一种快速确定地震荷载等效形式的方法， 其特征在于， 步骤S43 中， 设定上升段、 平稳 段和下降段的时间相同， 则该三角波的周期t为： t＝2(t2‑t1)                         (8) 对于上升段， 由于该三角波的幅值是等比例增 加， 因此三角波的第n个波型的幅值An为： 对于平稳段， 其每个波型的幅值都是A， 对于下降段， 由于波型的幅值是等比例减小， 因 此三角波的第m个波型的幅值Am为： 式中， int()表示取整数， T为 地震波的总持时， t为 三角波的周期。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114417561 A 3