(19)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 202211171392.9 (22)申请日 2022.09.26 (71)申请人 甘肃交通职业 技术学院 地址 730070 甘肃省兰州市安宁区邱家湾 128号 (72)发明人 贾文君　车俊霖　王勇　王卫军　 黄成福　 (74)专利代理 机构 兰州智和专利代理事务所 (普通合伙) 62201 专利代理师 周立新 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种黄土边坡模型试验中土体损伤量计算 方法 (57)摘要 本发明公开了一种黄土边坡模型试验中土 体损伤量的计算方法， 在振动台面上建造黄土边 坡试验模型， 并安装多个加速度传感器； 在振动 台面上任意 设一个加速度传感器； 所有加速度传 感器与计算机相连； 对模型进行不同加载工况加 载， 每次加载后， 不同加速度传感器记录的加速 度时程序列减去同一加载工况下振动台面加速 度时程， 得某 一加载工况下不同部位的相对加速 度时程； 求不同加载工况下各点的相对加速度传 递函数的频谱曲线， 平滑处理后的频谱曲线中最 大峰值对应频率为一阶自振 频率； 求一阶自振 频 率对应幅值的0.707倍幅值对应的两个频率值， 再求模型某个部位的阻尼比， 再以第一个加载工 况为基准， 计算后续工况土体的相对损伤量； 以 归一化阻尼比表征土体的相对损伤 量。 该计算方 法可以很好地判断边坡模型破坏前土体在地震 动作用下的损伤程度。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 115544749 A 2022.12.30 CN 115544749 A 1.一种黄土边坡模型试验中土体损伤量的计算方法， 其特征在于， 该计算方法具体按 以下步骤进行： 1） 用黄土在振动台台面上建造黄土边坡试验模型； 在边坡试验模型建造工程中， 在边 坡试验模型中心 位置的剖面上安装多个加速度传感器， 该多个加速度传感器沿边坡试验模 型中心剖面布设于坡面下； 2） 在振动台台面上任意选取一点设置加速度传感器A0， 加速度传感器A0位于边坡试验 模型外； 将所有加速度传感器分别与计算机相连接； 3） 启动振动台， 对边坡试验模型进行不同加载工况的加载， 每一个加载工况加载后， 边 坡试验模型中不同部位设置的加速度传感器记录的加速度时程序列减去同一加载工况下 振动台台面的加速度时程， 得到某一加载工况 下试验模型中不同部位的相对加速度时程： ARij=AAij－AAi0                    （1） （1） 式中， i代表加载工况， j代表位置， ARij是第i工况j点相对加速度， AAij为第i工况j点 绝对加速度， AAi0为第i工况振动台 台面绝对加速度； 4） 求不同加载工况下各点的相对加速度传递函数的频谱曲线， 并对该相对加速度传递 函数频谱曲线进 行平滑处理； 平滑处理后的相对加速度传递函数频谱曲线中频谱峰值对应 的频率为黄土边坡试验模型的固有频率， 而 该频谱曲线中最大峰值对应的频率为一阶自振 频率f0；  相对加速度传递 函数为：Ha(ω,zj)=Gxy(ω,zj)/ Gxx(ω)    （2） （2） 式中， Gxx(ω)为ARij的自功率谱； Gxy(ω,zj)为ARij与振动台台面输入加速度的互功 率谱；zj 为j点位置； 5） 求一阶自振频率f0对应幅值的0.707倍幅值对应的两个频率值f1和f2， 再通过公式求 边坡试验 模型某个部位的阻尼比λ： λ=(f2－f1)/2 f0               （3） 再以第一个加载工况为基准， 计算后续工况土体的相对损伤量； 以归一化的阻尼比来 表征土体的相对损伤量 Ldi： Ldi=( λi－ λ1)/( λu－ λ1)            （4） （4） 式中， i代表加载工况， λ1第一个加载工况的土体阻尼比， λu 最后一个工况的土体阻 尼比， λi是第i工况的土体阻尼比。 2.如权利要求1所述的黄土边坡模型试验中土体损伤量的计算方法， 其特征在于， 所述 步骤1） 中， 建造的边坡试验模型由依次设置的第一长方体、 四棱柱和 第二长方体组成， 该四 棱柱水平设置， 该四棱柱的底 面为直角梯形， 该直角梯形的直角腰位于振动台台面上， 该直 角梯形中上底所在侧面与第一长方体的一个侧面共面， 该直角梯形中下底所在侧面与第二 长方体的一个侧面共面。 3.如权利要求2所述的黄土边坡模型试验中土体损伤量的计算方法， 其特征在于， 所述 边坡试验模型内布置有多个加速度传感器： 在第一长方体与四棱柱的共面上安装加速度传 感器A1， 四棱柱与第二长方体的共面上安装加速度传感器A5， 沿从加速度传感器A1到加速 度传感器A5的方向、 在加速度传感器A1和加速度传感器A5之间的试验模型内依次设置加速 度传感器A2、 加速度传感器A3和加速度传感器A4， 加速度传感器A1、 加速度传感器A2、 加速 度传感器A3、 加速度传感器A4和加速度传感器A5的连线与四棱柱的斜腰相平行； 沿远离加权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115544749 A 2速度传感器A5的方向、 在加 速度传感器A5下方同轴依次等距设置加 速度传感器B5、 加速度 传感器C5、 加速度传感器D 5和加速度传感器E5； 沿远离加速度传感器A4的方向、 在加速度传 感器A4下方同轴依次等距设置加 速度传感器B4、 加 速度传感器C4和加 速度传感器D4； 沿远 离加速度传感器A3的方向、 在加速度传感器A3下方同轴依次等距设置加速度传感器B3和加 速度传感器C3； 在加速度传感器A2下方同轴设置加速度传感器B2； 加速度传感器A1、 加速度 传感器B2、 加 速度传感器C3、 加 速度传感器D4和加 速度传感器E5的连线与振动台台面相平 行； 加速度传感器A2、 加速度传感器B3、 加速度传感器C4和加速度传感器D 5的连线与振动台 台面相平行； 加 速度传感器A3、 加 速度传感器B4和加 速度传感器C5的连线与振动台台面相 平行； 加速度传感器A4和 加速度传感器B5的连线与振动台 台面相平行。 4.如权利要求3所述的黄土边坡模型试验中土体损伤量的计算方法， 其特征在于， 加速 度传感器A1与振动台台面之间的距离为250mm， 加 速度传感器A5与第二长方体顶面之间的 距离为50mm。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115544749 A 3