近幾十年來陸續(xù)發(fā)生的一些大地震對人類社會的生命及財產(chǎn)安全造成了巨大威脅。與此同時,地震工程研究者們陸續(xù)在地震中獲得近斷層地震記錄,并認(rèn)為近場地震場景中常見的速度脈沖型記錄是中場周期結(jié)構(gòu)遭遇地震破壞不可忽略的因素。因此,開展近斷層地脈沖型地震動相關(guān)特性的研究將對考慮近斷層區(qū)域結(jié)構(gòu)抗震性能提供有效依據(jù)。本文主要對近斷層脈沖型地震動量化識別,地震動脈沖的譜分析驗證,脈沖的參數(shù)化解析等問題進(jìn)行研究,主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下所示:(1)針對既有的識別方法在地震動脈沖形狀不規(guī)則時可能導(dǎo)致脈沖識別失效的現(xiàn)象,建立基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)的自適應(yīng)原理為基礎(chǔ)的能量識別方法。1.為去除高頻噪聲帶來的干擾,本文借助Tanimoto相似度理論,舍棄高頻IMF分量,將其余部分重組從而形成光滑的脈沖重構(gòu)信號。2.利用峰點法(PPM)在重構(gòu)信號中準(zhǔn)確識別脈沖,并確定脈沖周期。3.建立以脈沖能量為依據(jù)能量指示器,從而實現(xiàn)量化識別脈沖型地震動。此外,本文還在多脈沖識別、脈沖的方向性等問題上進(jìn)行拓展。結(jié)果表明:相比其他方法,在脈沖形狀不規(guī)則以及多脈沖情形下,本文方法判別結(jié)果更為準(zhǔn)確。(2)在驗證識別脈沖與原始地震動在波形中的匹配度后,本文還從動力響應(yīng)方面進(jìn)行驗證。計算基于EMD方法、Baker方法識別脈沖與原始地震記錄的反應(yīng)譜,并進(jìn)行對比。結(jié)果表明:無論是彈性或是彈塑性反應(yīng)譜,本文方法識別脈沖在反應(yīng)譜中長周期段與原始地震記錄更為匹配。(3)基于Mavroeidis模型,同時利用本文的EMD脈沖識別方法,本文提出一種脈沖解析算法:脈沖不僅能自適應(yīng)識別,且被包含脈沖頻率、脈沖形狀參數(shù)、脈沖振蕩參數(shù)等在內(nèi)的參數(shù)所解析。經(jīng)驗證:絕大部分地震脈沖均能由本文方法實現(xiàn)參數(shù)解析,為發(fā)震機制與脈沖參數(shù)之間的相關(guān)性分析提供有效依據(jù)。
【學(xué)位單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU435;TU352.12
【部分圖文】：

Baker 提出用小波分析在地震動最大能量處提取脈沖，并以剔除脈沖后殘余函數(shù)的相對速度比和相對能量比作為脈沖型地震動的識別特征[12]。2013 年，Zha針對 Baker 方法不能識別部分地震動脈沖特性的缺陷，建立了以 Dickision 擬合函數(shù)為基礎(chǔ)的能量指示器[14]。本章將分別對兩種方法進(jìn)行分析。2.2 基于小波分解量化識別脈沖型地震動在談?wù)?Baker 的識別方法之前，本節(jié)將首先對小波分析的概念進(jìn)行簡單介紹。2.2.1 小波分析小波分析是目前應(yīng)用較為廣泛的一種信號分解工具。它能將原始序列分解為若干個小波分量，這些分量都由一個可以放大或縮小、變寬或變窄，也可在時間軸上移動

Baker 提出用小波分析在地震動最大能量處提取脈沖，并以剔除脈沖后殘余函數(shù)的相對速度比和相對能量比作為脈沖型地震動的識別特征[12]。2013 年，Zha針對 Baker 方法不能識別部分地震動脈沖特性的缺陷，建立了以 Dickision 擬合函數(shù)為基礎(chǔ)的能量指示器[14]。本章將分別對兩種方法進(jìn)行分析。2.2 基于小波分解量化識別脈沖型地震動在談?wù)?Baker 的識別方法之前，本節(jié)將首先對小波分析的概念進(jìn)行簡單介紹。2.2.1 小波分析小波分析是目前應(yīng)用較為廣泛的一種信號分解工具。它能將原始序列分解為若干個小波分量，這些分量都由一個可以放大或縮小、變寬或變窄，也可在時間軸上移動

圖 2-4 小波函數(shù)圖示例：(a)為 haar 小波，(b)為 1 階高斯小波，(c)為 4 階 Daubechies 小波，(d)為 Morlet 小波t 時刻的小波基函數(shù)由式 2-1 所示： ,1s lt lF t Fss

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 謝俊舉;李小軍;溫增平;;近斷層速度大脈沖對反應(yīng)譜的放大作用[J];工程力學(xué);2017年08期

2 楊成;唐澤楠;常志旺;黃國慶;徐騰飛;;基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的速度脈沖型地震動量化識別[J];工程力學(xué);2017年04期

3 鄭近德;潘海洋;程軍圣;;非平穩(wěn)信號分析的廣義解析模態(tài)分解方法[J];電子學(xué)報;2016年06期

4 梁瑞軍;蒲武川;黃斌;丁志勝;;脈沖型近場地震動的近似模型的比較研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報;2016年04期

5 賈俊峰;杜修力;韓強;;近斷層地震動特征及其對工程結(jié)構(gòu)影響的研究進(jìn)展[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2015年01期

6 徐冠彤;;近場地震動的研究現(xiàn)狀以及存在的問題[J];中華民居(下旬刊);2014年06期

7 趙國臣;徐龍軍;謝禮立;;基于多尺度分析方法的近斷層地震動特性分析[J];地球物理學(xué)報;2013年12期

8 于曉輝;呂大剛;;考慮結(jié)構(gòu)不確定性的地震倒塌易損性分析[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2012年10期

9 丁建國;陳偉;;彈塑性反應(yīng)譜的分析[J];南京理工大學(xué)學(xué)報;2011年04期

10 胡愛軍;孫敬敬;向玲;;經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解中的模態(tài)混疊問題[J];振動.測試與診斷;2011年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 常志旺;近場脈沖型地震動的量化識別及特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

本文編號：2823084