【技术实现步骤摘要】
本申请涉及地质灾害分析处理的，尤其涉及地震触发滑坡的非局部模拟分析方法、装置。
技术介绍
1、在自然界中，地震作为一种常见的自然灾害，其对人类社会的影响深远而广泛。地震发生时，地面震动不仅直接对建筑物、桥梁等基础设施造成破坏，更会通过诱导滑坡等次生灾害，进一步加剧灾害的严重性。特别是在地质条件复杂的地区，地震触发滑坡问题尤为突出，不仅威胁着人们的生命财产安全，也对当地的生态环境和社会经济发展构成重大挑战。地震触发滑坡的机制非常复杂。地震引起的地表运动和土体动力响应会导致滑坡体失稳，从而引发滑坡事件。滑坡的规模和影响范围取决于多种因素，包括地震的震级、震源距离、地表地质条件和斜坡本身的地质特征等。因此，准确地模拟和预测地震触发滑坡的发生机理和行为对于地震灾害防治和风险评估至关重要。
2、传统的滑坡研究方法主要基于经验公式、统计分析和物理模型，但这些方法在描述地震触发滑坡过程中存在一定的局限性。由于地震触发滑坡涉及复杂的动力荷载、土体非线性行为和滑动面的形成等多个方面，传统方法往往难以全面而准确地捕捉其动态过程。随着计算机技术的发展，数值模拟逐渐成为了研究滑坡运动过程的主流方式。当前广泛使用的数值方法包括有限单元法(fem)、光滑粒子流体动力学(sph)、物质点法(mpm)和离散元法(dem)等。fem只能进行简单的滑坡稳定性分析，在模拟滑动过程时，节点会发生较大变形从而导致网格畸变无法获得准确的结果。sph和mpm两种方法中都存在着不稳定性，如sph里存在着严重的拉伸不稳定性，特别是在处理冲击波和快速流动问题时，可能会
3、相比于这些方法，近些年发展的摆脱了网格畸变的无网格非局部数值理论可能是一个更好的解决方案。但遗憾的是，当前非局部数值理论无法准确地模拟滑坡整个运动过程。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供地震触发滑坡的非局部模拟分析方法、装置，能够准确地模拟地震波触发滑坡整个运动过程。
2、第一方面，本申请提供一种地震触发滑坡的模拟分析方法，包括：
3、步骤a、通过待分析边坡的模拟模型生成物质点，并确定所述物质点的物质信息；
4、步骤b、响应于开启时间步循环的操作，获取每个物质点影响域内的邻近点；
5、步骤c、在地震波从带有速度属性的边界触发时，获取该边界附近物质点的邻近点的物质信息，所述边界为非局部滚轴边界与固定边界；
6、步骤d、确定物质点的形状张量；
7、步骤e、基于该边界附近物质点的邻近点的物质信息和所述形状张量，以drucker-prager作为土体弹塑性本构模型，确定物质点的应力率；
8、步骤f、基于所述应力率构建控制方程，通过求解所述控制方程获得每个物质点上的加速度与密度变化率，利用时间积分更新每个物质点的物质信息；
9、步骤g、判断时间步是否达到预设时间，若未达到则重复步骤b-f，若达到则更新物质信息，以基于所述物质信息获得模拟分析结果。
10、可选地，确定所述物质点的物质信息，具体为：
11、根据物质点的坐标和模拟模型的材料属性为物质点配置物质信息。
12、可选地，以时间步循环方式获取每个物质点影响域内的邻近点，包括：
13、循环所有物质点，确定以物质点为中心，半径为δ的影响域
14、在变形配置中确定其它物质点到该点的距离r；
15、若r小于影响域半径δ，则将其视为该物质点的邻近点。
16、可选地，获取所述邻近点的物质信息和该邻近点对应物质点的物质信息，包括：
17、判断物质点影响域内的邻近点是否位于边界模型上，若是则判断邻近点的边界类型；
18、若邻近点的边界类型为带有速度属性的滚轴边界，则邻近点的速度、应力与形状张量根据物质点的相关信息如下式，
19、
20、mb＝ma；
21、其中，b表示物质点a的邻近点，vb，和mb表示邻近点b的速度、应力分量和形状张量；va，和ma表示物质点a的速度、应力分量和形状张量；vwall表示输入的地震波速度；
22、若邻近点的边界类型为带有速度属性的固定边界，则邻近点的速度、应力与形状张量根据物质点的相关信息为如下式，
23、vb＝-va+2vwall；
24、
25、mb＝ma；
26、其中，b表示物质点a的邻近点，vb，和mb表示邻近点b的速度、应力分量和形状张量；va，和ma表示物质点a的速度、应力分量和形状张量；vwall表示地震波速度。
27、可选地，确定物质点的形状张量，通过以下公式确定，
28、
29、其中w<xij>表示权系数，xij表示变形后物质点i和物质点j之间的相对位置向量，运算符号表示张量积。
30、可选地，确定物质点的应力率，包括：
31、确定每个物质点的速度梯度与速度散度
32、基于速度梯度确定每个物质点的应变率及自旋率
33、基于应变率和自旋率确定物质点的应力率，如下式，
34、
35、其中，g表示剪切模量，k表示体积模量，表示偏应变率，δαβ表示克罗内克算子，j2为应力的第二不变量，sαβ为偏应力，αψ为膨胀角，为塑性乘子变化率，α,β,γ为爱因斯坦约定求和角标。
36、可选地，步骤f包括：
37、基于质量守恒方程和运动方程，构建用以分析地震触发滑坡问题的控制方程，
38、
39、其中，ρi与分别为物质点的密度及其变化率，bi为体力向量，在当前问题中，主要为重力，为物质点的加速度，fi为力密度，表示物质点影响域中的邻近点对物质点的相互作用之和，为增强数值稳定性的阻尼力；
40、
41、
42、式中，σi表示物质点的应力，βd为无量纲系数，取0.02，e为杨氏模量，ρ为密度，δ是影响域半径；
43、采用单点积分方式对速度散度进行离散，
44、
45、其中，j表示物质点支持域内的第j个邻近点，vj表示邻近点j的体积；
46、如下式对力密度进行离散，
47、
48、求解离散后的控制方程，得到每个物质点的密度变化率以及加速度；
49、利用时间积分计算出当前时间步每个物质点的密度、速度、位移、应力和应变。
50、第二方面，本申请提供一种地震触发滑坡的非局部模拟分析装置，包括：
【技术保护点】
1.一种地震触发滑坡的非局部模拟分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述物质点的物质信息，具体为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以时间步循环方式获取每个物质点影响域内的邻近点，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述邻近点的物质信息和该邻近点对应物质点的物质信息，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定物质点的形状张量，通过以下公式确定，
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定物质点的应力率，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤F包括：
8.一种地震触发滑坡的非局部模拟分析装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，当所述程序在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种执行设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器与所述存储器耦合；
【技术特征摘要】
1.一种地震触发滑坡的非局部模拟分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述物质点的物质信息，具体为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以时间步循环方式获取每个物质点影响域内的邻近点，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述邻近点的物质信息和该邻近点对应物质点的物质信息，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定物质点的形状张量，通过以下公式...
【专利技术属性】
技术研发人员：周小平，潘金虎，殷鹏，韩林源，翟天雅，刘昆林，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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