本发明涉及跨断层结构的抗震试验、分析与设计领域，尤其涉及一种考虑同震黏滑错动的输入地震动计算方法。
背景技术：
1、我国西部地区已建或拟建大量包括隧道、桥梁和铁路在内的大型基础设施工程。受印度洋板块和欧亚大陆板块的挤压，我国西南地区断裂带密集、地震活动频发。这些大型基础设施工程结构将无法避免修建在近断层区域甚至穿越活断层。断层错动和场地震动是跨断层工程结构所遭受的主要地震荷载，且两种荷载通常同时作用在结构上。由于缺乏既考虑断层错动又考虑场地震动的荷载输入，在现有的工程实践中通常单独分析结构在地震动或断层错动作用下的响应。因此，亟需一种考虑同震黏滑错动的输入地震动计算方法。
2、现有的技术通常是将断层错动和场地震动视为两个荷载，然后进行分别输入，或人工制造一个既包含断层错动也含有场地震动的荷载进行输入。前者不能体现实际地震荷载的作用形式，后者通常不能反映实际地震荷载的频谱特性。本专利提出了一种基于实际地震动记录获取同时考虑断层错动和场地震动的输入地震荷载，可用于跨断层工程结构的抗震试验、分析与设计。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了便于工程技术人员在进行跨断层工程结构的抗震试验、计算与设计时合理确定地震输入荷载，而提出的一种用于跨断层结构考虑同震黏滑错动的输入地震动计算方法。
2、一种用于跨断层结构考虑同震黏滑错动的输入地震动计算方法，主要以下步骤：
3、s1、从全球范围内矩震级≥5级，断层距≤10km范围内的台站中，选取一组具有残余位移的地震动记录，记录的条数宜≥3；
4、s2、通过数值积分由其加速度时程a计算求取其速度时程v，检查其速度时程的基线是否存在明显的折线形式。若存在明显的折线形式，根据折线的分段数将地震动时程划分为相应的段数，并在划分段数时将转折点附近的数据剔除。假定段数为n，取出第i(i＝1,2,……,n)段的速度时程值，采用最小二乘法，以式(1)为回归模型，计算第i段速度时程的斜率pi和截距bi。
5、
6、其中，是第i段速度时程的估计值，其物理意义是第i段速度时程的基线。
7、计算直线y＝pit+bi与直线y＝pi+1t+bi+1的交点周期ti。重新将原地震动加速度时程按照周期划分为0～t1，t1～t2，……，ti～ti+1，……，tn-1～td，共计n段，其中td是时程的总持时，简记第i段的加速度时程为ai。
8、采用式(2)获取修正后的第i段加速度时程ai,b。
9、ai,b＝ai-pi 式(2)
10、其中，ai,b是修正后的第i段加速度时程，ai是初始的第i段的原始加速度时程。
11、将所有修正后的加速度时程ai,b(i＝1,2,……,n)组合起来得到修正后的总加速度时程ab，并通过数值积分获取修正后的速度时程vb和位移时程db。
12、s3、采用小波分析中的多分辨率分析方法获取ab在在vk尺度空间内的近似ab,k，k是满足式(3)的最小值，且k是正整数。
13、
14、其中，fs是地震动数据的采样频率；通过数值积分由ab,k得到其速度时程vb,k，检查vb－vb,k的时程末端是否趋近于0，若趋近于0，则使k值加1，重新计算vb,k和vb－vb,k，直至不趋近于0，并选取上一步的k作为最终值，即最终的k值是满足vb－vb,k时程末端趋近于0的最大值。
15、s4、用ab－ab,k的时程作为被动盘输入，ab作为主动盘输入，以进行相应的跨断层结构抗震试验、计算与分析。
16、当速度时程的基线不存在明显的折线，但速度时程的末端未趋于0时，采用式(4)计算速度时程v从首端开始的移动平均值μ1(t)。其中，tm是第m个时间点，tj是第j个时间点；现在采集的地震动记录通常是数字信号，因此采用离散变量表示时间。
17、
18、计算μ1(t)的一阶微分μ1′(t)，计算μ1′(t)计算中前10个点的绝对平均值m1，计算μ1(t)/m1，并从0时刻往后(向td方向)开始找寻第一个大于2的值，其所对应的时刻为t1，t2值建议取总持时的一半，即t2＝td/2。
19、将速度时程分为两段，0～t1和t2～td。并将两段的速度时程取出，简记为v1和v2，其中v1为v在时间段0～t1内的取值，v2为v在时间段为t2～td内的取值，采用最小二乘法，以式(1)为回归模型，分别计算v1和v2段的拟合参数p1、b1和p2、b2。
20、计算直线y＝p1t+b1与直线y＝p2t+b2的交点周期tc。让加速度时程a在0～tc段内的值减去p1，让加速度时程a在tc～td段内的值减去p2，获取修正后的加速度时程ab，然后即可按照s3和s4计算被动盘输入数据和主动盘输入数据。
21、随着地震的发生，跨断层工程结构的抗震安全问题已引起广泛的关注。但目前尚缺乏一种可以用于确定断层两侧输入地震动的方法，以模拟实际地震中断层的相对运动。本发明提供了一种可行的方法，可解决这一问题。
22、断层发生相对运动后，断层附近的场地通常具有残余位移。研究者和工程设计人员普遍认为地震动中的残余位移可为计算断层盘的相对运动过程提供关键数据支撑，但目前尚未有可实际操作的方法，由具备残余位移的地震动导出断层盘的相对运动数据。本发明所提供方法，基于具有残余位移的地震动，分别给出了主动盘和被动盘的运动数据，可解决这一问题。
23、综上所述，本发明一种考虑同震黏滑错动的输入地震动计算方法，其目的是解决现行的跨断层工程结构的抗震试验、分析与设计中缺乏有效的输入地震数据这一不足，通过选取具有残余位移的地震动数据，对地震动进行修正，提取地震动中的残余位移频率成分，从而构建被动盘和主动盘输入数据。由于在考虑断层时，有多种理论方法可以遵循，本发明主要用于断层盘明确分为主动盘和被动盘，且主动盘和被动盘均可以进行输入地震动数据的情况，本发明可为此类情况时跨断层结构的抗震试验、分析与设计中确定地震荷载提供方法参考与依据。
1.一种考虑同震黏滑错动的输入地震动计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑同震黏滑错动的输入地震动计算方法，其特征在于，s2中当速度时程的基线不存在明显的折线，但速度时程的末端不趋于0时，将速度时程的首尾各取一段，0～t1和t2～td，且t1<t2，并将两段的速度时程取出，简记为v1和v2；其中，v1为v在时间段0～t1内的取值，v2为v在时间段为t2～td内的取值，采用最小二乘法，以式(1)为回归模型，分别计算v1和v2段的拟合参数p1、b1和p2、b2；
3.根据权利要求2所述的考虑同震黏滑错动的输入地震动计算方法，其特征在于，采用如下流程计算t1和t2的取值：
