(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 202111337822.5 (22)申请日 2021.11.12 (71)申请人 浙江华东建设工程有限公司 地址 310000 浙江省杭州市西湖区三墩镇 古墩路997号 申请人 中国海洋大学 (72)发明人 单治钢　李正辉　孙淼军　刘晓磊　 贾永刚　朱超祁　 (74)专利代理 机构 济南泉城专利商标事务所 37218 代理人 张贵宾 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于原位监测的海底斜坡震后稳定性 分析方法 (57)摘要 本发明提出了一种基于原位监测的海底斜 坡地震作用下稳定性评价方法对震后海底滑坡 稳定性进行评判。 利用这种方法， 可以在仅需布 置少量位移原位监测设备的情况下， 根据位移监 测结果， 反演出地震作用下， 海底斜坡地震响应 过程， 计算出海底斜坡潜在滑带强度折减量， 结 合剪切带扩展理论， 可判断地震作用后海底斜坡 稳定性， 是一种经济可行又兼具理论性的方法， 可用于海底管道、 海上油气平台、 海上风电等海 洋工程海底稳定性 监测。 权利要求书4页 说明书10页 附图4页 CN 114065504 A 2022.02.18 CN 114065504 A 1.一种基于原位监测的海底斜坡震后稳定性分析方法， 其特征在于,  具体包括以下步 骤: S1： 对拟监测的海底斜坡进行现场地质调查， 获取该斜坡地形地貌数据， 识别潜在滑动 面， 确定拟监测区域， 设置监测剖面； S2： 在监测剖面两端潜在滑动面布设具有数据实时传输功能的位移 原位监测装置； S3： 根据地形地貌数据， 建立 斜坡几何模型； S4： 获取滑体 基本物理力学指标； S5： 构建计算任务的海底斜坡地震动力响应运动学控制方程； 式 （6） ； S6： 将利用有限差分法， 将步骤S5中构建的控制方程离散， 得到海底斜坡地震动力响应 运动学控制方程的离 散化格式； 式 （8） ， 式 （8） 中 ， ； ， ； S7： 选取合 适的模型描述剪切带土动力学本构关系， 并获取 该模型参数； S8： 考虑地震作用后滑带土强度不均匀折减的实 际情况， 推导海底斜坡失稳临界初始 剪切带长度 值计算公式； S9： 地震加速度时程曲线数据和原位监测点位移时程数据实时传输至地面接收中心， 将数据转 化为txt格式； S10： 将原位监测点位移时程数据作为边界条件， 利用MATLAB软件编写程序， 输入计算 参数值， 读取地震时程数据， 计算海底斜坡地震动力响应; S11： 计算斜坡滑带初始剪切应力比分布 ， 计算斜坡滑带初始剪切应力比分布 ， 根据下式： 式 （18） ； S12： 预测地震作用后， 滑带土强度折减系数分布 ； S13： 计算地震作用后， 斜坡滑带剪切 应力比分布 ， 确定海底斜坡初始破坏区 ， 地 震作用后海底斜坡滑带剪切应力比分布 可表示为 式 （19） ； S14： 判断海底斜坡是否破坏。 2.根据权利要求1所述的一种基于原位监测的海底斜坡震后稳定性分析方法,其特征权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114065504 A 2在于,所述步骤S3中， 拟采用指数函数描述海底斜坡几何形态， 建立斜坡几何模型， 如表示 下：    式9 为斜坡最陡处坡度， H为半坡高。 3.根据权利要求1所述的一种基于原位监测的海底斜坡震后稳定性分析方法,其特征 在于,所述 步骤S4中滑体 基本物理力学指标包括滑体密度 ， 侧向压缩 模量 。 4.根据权利要求1所述的一种基于原位监测的海底斜坡震后稳定性分析方法,其特征 在于,所述步骤S5中的具体推导过程如下： 在地震前， 海底斜坡处于静止状态， 斜坡单元受 力状态满足力矩平衡原理， 为海底斜坡初始静止侧压力； 为静止剪切应力； 为斜坡曲 率半径； 为剪切带长度； 为斜坡倾角； 为滑体垂直厚度， 并满足 ； 为滑体浮重度， 计算式如式 （1） 所示； 式 （1） 在地震过程中， 海底斜坡运动满足角动量守恒原理， 为地震作用增加的侧压力； 为 地震中剪切带内动剪切应力； 为地震加速度； 为滑体相对基岩的位移；   式 （2） 为角动量变化 率， 可表示 为： 式 （3） 假设地震作用过程中， 滑体单 元间压缩和拉伸满足胡克定律， 可表示为：    式 （4） 为滑体侧压缩 模量； 由于海底 滑坡角度一般较小， 因此满足下式：    式 （5） 将式 （2） 减式 （1） ， 并将式 （3） 至式 （5） 代入， 可得步骤S5中海底斜坡地震动力响应运动 学控制方程的式 （6） ； 步骤S5中海底斜坡地震动力响应运动学控制方程的边界条件为：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114065504 A 3