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龍圖騰網恭喜天津大學申請的專利一種適用于軟土地區長跨隧道設計的地震動輸入方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN115495948B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-16發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202211038467.6，技術領域涉及：G06F30/23；該發明授權一種適用于軟土地區長跨隧道設計的地震動輸入方法是由馮雙喜;戴世滔;雷華陽;雷崢設計研發完成，并于2022-08-29向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種適用于軟土地區長跨隧道設計的地震動輸入方法在說明書摘要公布了：本發明涉及一種適用于軟土地區長跨隧道設計的地震動輸入方法，包括下列步驟：基于隨機震動理論，生成地表非一致地震加速度時程曲線；將地表非一致地震加速度時程曲線反演至基巖,對于地表多個位置處生成的非一致地震加速度生成曲線，垂直對應基巖處非一致地震加速度生成曲線；基巖處非一致地震波加速度時程曲線濾波和基線調整；利用有限元方法，計算軟土地區隧道在非一致地震作用下的地震響應。

本發明授權一種適用于軟土地區長跨隧道設計的地震動輸入方法在權利要求書中公布了：1.一種適用于軟土地區長跨隧道設計的地震動輸入方法，包括下列步驟：步驟一：基于隨機震動理論，生成地表非一致地震加速度時程曲線；步驟二：將地表非一致地震加速度時程曲線反演至基巖；方法如下：①設地面土層的數量為N，采用Fourier變換方法將地表非一致地震的加速度時程曲線轉換為頻域中的有限諧波之和，并獲得Fourier展開公式中的待定余弦系數Ak和正弦系數Bk，如公式1所示： 式中，fjt為地表第j節處非一致地震的加速度時程離散信號，A0為fjt的平均值；ND為等步長加速度時間序列的數據點總數，ND取2的整數次乘方；k為正整數，從1取至ND2-1；ωk為離散的圓頻率，通過公式2確定： 其中，Dt為時間步長；②根據Fourier變換得到的待定余弦系數Ak與正弦系數Bk，結合公式1和2確定第1層土中加速度時程曲線中的幅值Aωk和相位角φωk的值；③根據已求得的第1層土中加速度時程曲線中的幅值Aωk和相位角φωk的值，結合公式3確定第1層土中傳遞參數E1和F1： 式中，i為虛數，e為自然常數；④用m代表土層數，計算各土層的有效自重應力σ’m[m]，利用室內小應變試驗獲得經驗系數k2,max，結合公式4確定的各個土層的最大動剪切模量Gmax[m]： 式中，pa為大氣壓力；⑤根據每層土的工程特性，獲得每層土的最大阻尼比βmax[m]的值；結合土力學理論確定每層土的最大抗剪強度τmax[m]，根據公式5進一步計算每一層土的參考剪應變γr[m]： ⑥將每層最大動剪切模量Gmax[m]和每層土的最大阻尼比βmax[m]作為初始參數，利用代換公式6求得每層土參數K[m]： 式中，ρ[m]為各層土的密度，η為粘滯系數，由阻尼比確定；⑦確定了第1層土中傳遞參數E1、F1和第1層土參數K[1]之后，對位移方程7的深度z求偏導，得到第1層土中的剪切應變峰值γp1的表達式8：Uz1＝E1eiK[1]z+F1e-iK[1]z,7γp1＝iK[1]E1eiK[1]z-F1e-iK[1]z,8⑧對于每個土層m，根據式9和式10，計算土層中的等效的動剪切模量Geq[m]和等效阻尼比βeq[m]；與最大動剪切模量Gmax[m]和最大阻尼比βmax[m]相比，如果誤差超過1％，則用等效的動剪切模量Geq[m]和等效阻尼比βeq[m]代替Gmax[m]和βmax[m]的值，重返步驟⑥重新計算，直到精度小于1％為止： 式中，pγp為剪應變的峰值概率密度函數，根據隨機振動理論確定；Gγp[m]為第m層土剪應變的動剪切模量函數；ηγp[m]為第m層土剪應變的粘滯系數函數，與阻尼比有關；⑨結合公式11和公式12，由第1層土中傳遞參數反推第2層土中傳遞參數，重復步驟⑥～⑨，由第2層土中傳遞參數反推第3層土中傳遞參數，以此類推，至指反推至基巖： 式中，hm-1為第m-1層土層厚度；αm為復阻抗比，Em和Fm為第m層土中傳遞參數；設基巖面位于M層土處，獲得基巖處的位移時程曲線方程13，并將其對時間求二次偏導，獲得基巖處非一致地震的加速度時程曲線方程14： 經過Fourier反變換，將對應于頻率的加速度曲線轉換成加速度時程曲線；對于地表多個位置處生成的非一致地震加速度生成曲線，需要按照①～⑨的步驟，垂直對應基巖處非一致地震加速度生成曲線；步驟三：基巖處非一致地震波加速度時程曲線濾波和基線調整①讀入基巖處非一致地震加速度時程曲線，對反演后的基巖處非一致地震加速度時程曲線進行積分，以獲得基巖處非一致地震速度時程曲線；②擬合基巖處非一致地震速度時程的二次多項式c1t2+c2t+c3，其中c1、c2和c3為待定參數，可由最小二乘法確定；③將步驟①所獲得的基巖處非一致地震加速度時程曲線減去步驟②擬和得到的基巖處非一致地震速度時程的二次多項式的導數2c1t+c2，重新獲得校正后的基巖處非一致地震加速度時程曲線；④利用四階Butterworth濾波器過濾步驟③所獲得的校正后的基巖處非一致地震加速度時程曲線；⑤對經過步驟④過濾后獲得的基巖處非一致地震加速度時程曲線進行積分和二次積分，分別獲得的基巖處非一致地震速度時程和基巖處非一致地震位移時程，并利用四階Butterworth濾波器分別對獲得的基巖處非一致地震速度時程和基巖處非一致地震位移時程其進行濾波，獲得校正后的非一致地震速度時程和非一致地震位移時程；步驟四：利用有限元方法，計算軟土地區隧道在非一致地震作用下的地震響應。

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