采样过程和模数转换对记录的影响及“真实地面运动”获取——地震学上用的数字信号处理的基本原理和实例(讲座3)

通过采样过程和模数转换对记录影响的分析,讨论了数字地震仪记录的动态范围,以及如何使用谱分析方法去除仪器对最终记录的影响,以便获取“真实地面运动”的近似。     

汶川地震近断层地震动作用下结构地震响应特征分析

研究了具有不同自振特性的建筑结构在近断层速度脉冲型及非速度脉冲型地震动作用下的结构层间变形分布,揭示了近断层速度脉冲对工程结构地震响应的特殊影响.从汶川M8.0地震近断层强震记录中选取两组典型速度脉冲型记录和非脉冲型记录,根据确定的目标地震动强度水平,利用时域叠加小波函数法对选择的强震记录进行调整,使之与目标地震动水平对应的加速度反应谱保持一致,以此作为结构地震反应分析的地震动输入.选取具有不同自振特征的3层、11层和20层典型钢筋混凝土框架结构,建立有限元分析模型,分别计算在速度脉冲型与非速度脉冲型记录作用下这些结构层间变形分布.研究表明,速度脉冲型记录与非速度脉冲型记录作用下结构层间变形有明显差异,且与结构自振特征有关.就低层结构的层间变形而言,非速度脉冲型记录的影响较速度脉冲型记录的影响大.随着结构自振周期的增加,高阶振型的影响更加明显.与非速度脉冲型记录相比,速度脉冲型记录的结构层间位移反应中值及离散程度较大.速度脉冲型记录更容易激发高层结构的高阶振型,产生较大的层间位移反应.非速度脉冲型记录对中低层结构层间变形影响较大.因此,在开展近断层结构地震影响评价时,应考虑近断层速度脉冲的影响.     

地震观测环境对地震台地震记录的影响及对策

分析了地震观测环境对地震台地震记录的影响,论述了地震观测环境对地震台地震记录的重要性.为确保地震台记录的安全可靠,提出了相应的对策.     

汶川地震近断层地震动作用下 结构地震响应特征分析

研究了具有不同自振特性的建筑结构在近断层速度脉冲型及非速度脉冲型地震动作用下的结构层间变形分布,揭示了近断层速度脉冲对工程结构地震响应的特殊影响. 从汶川M_S8.0地震近断层强震记录中选取两组典型速度脉冲型记录和非脉冲型记录, 根据确定的目标地震动强度水平,利用时域叠加小波函数法对选择的强震记录进行调整, 使之与目标地震动水平对应的加速度反应谱保持一致, 以此作为结构地震反应分析的地震动输入. 选取具有不同自振特征的3层、11层和20层典型钢筋混凝土框架结构, 建立有限元分析模型, 分别计算在速度脉冲型与非速度脉冲型记录作用下这些结构层间变形分布. 研究表明,速度脉冲型记录与非速度脉冲型记录作用下结构层间变形有明显差异, 且与结构自振特征有关.就低层结构的层间变形而言, 非速度脉冲型记录的影响较速度脉冲型记录的影响大. 随着结构自振周期的增加, 高阶振型的影响更加明显. 与非速度脉冲型记录相比,速度脉冲型记录的结构层间位移反应中值及离散程度较大. 速度脉冲型记录更容易激发高层结构的高阶振型, 产生较大的层间位移反应. 非速度脉冲型记录对中低层结构层间变形影响较大.因此, 在开展近断层结构地震影响评价时, 应考虑近断层速度脉冲的影响.      

921台湾集集地震近断层强震记录的基线校正

分析了 92 1台湾集集地震近断层强震记录基线偏移的原因 ,指出强震仪的倾斜是导致近断层强震记录基线偏移的主要原因 ,并提出了相应的基线校正方法 ,比较好地消除了近断层强震记录的基线偏移。根据作者的研究 ,原始记录经基线初始化之后 ,基线偏移对反应谱在工程界最感兴趣的0 .1～ 6s周期范围内的影响是很小的 ,对PGA的影响也很小 ,但对PGV ,PGD和永久位移 (D -last)的影响则相当大。因此 ,对近断层强震记录进行基线校正具有重要的意义。文中所提出的基线校正方法 ,可应用于对 1999年土耳其地震及 92 1台湾集集地震余震产生的近断层强震记录和其他近断层强震记录的基线校正     

厦门地震台3066型记录仪故障现象及分析

厦门台垂直摆模拟记录曲线接连出现几次畸变现象,通过对比分析数字化记录和模拟记录曲线,查找干扰原因,认为很可能是静电对模拟记录仪的干扰影响.     

远场地震动长周期特性对基础隔震结构地震响应影响研究

与普通强地震动相比,长周期地震动的低频分量丰富,对长周期结构影响显著。隔震结构作为一类具有较长自振周期的结构,其在长周期地震动作用下的动力行为值得研究。选取远场长周期地震记录和远场普通地震记录作为外部激励,以某基础隔震结构作为研究对象,研究了远场地震记录的长周期特性,及其对隔震层和上部结构地震响应的影响。研究结果表明:远场地震动长周期特性对结构地震响应的影响显著,远场长周期地震记录下结构的地震响应明显大于远场普通地震记录,在隔震结构设计中应考虑其不利影响;地震动功率谱与结构地震响应之间存在明显联系,应进行深入研究。研究结果可为长周期地震动作用下隔震结构的抗震设计提供参考。     

地震动不确定性及其影响因素的初步分析

选取欧洲强震记录数据库中，同一台站记录到的两次地震以及两个不同台站记录到的同一地震的强震记录，分析了它们的PGA比值、卓越频率和反应谱的不确定性以及不确定性对结构反应的影响，得出：影响地震动不确定性的因素主要有震源机制、地震波传播途径、场地类别等。在此基础上，进一步分析了地震动不确定性对结构反应的影响。     

上海市地震局综合深井台地磁记录数据质量初步分析

城市的快速发展使地震前兆监测环境日益恶化,特别是地磁记录观测受到严重影响。为减少人为干扰对地磁记录的影响,近几年上海市地震局开展深井综合观测,其中就包含地磁记录。本文就地面台站的地磁记录资料和深井地磁记录的资料进行对比,分析其记录数据的特征,给以后开展深井地磁观测记录的单位提供参考与借鉴。     

影响短周期地震仪笔绘记录器所记录地震初动的几个主要因素

笔绘记录地震仪器是目前国内地震台站使用的主要仪器之一。本文试图从理论上分析仪器各部件对记录地震初至波形的影响,计算它们所引起的初动记录误差,从而对仪器的设计要求提出可靠的依据。     

我国强震记录处理和分析方法的若干特点

我国目前推广使用的强震加速度记录标准常规处理分析方法和美国加州理工学院发展的同类方法相比,主要有以下不同:在模拟记录数字化过程中,对不能一次完成数字化的过长记录采用了坐标转换和计算机自动衔接处理方法;在对数字记录进行仪器校正时考虑了速度摆和电流计耦合的特点,不仅要作高频响应失真的校正,也要作低频响应失真的校正;在零线校正中,选择高通滤波器的截止频率f_(LC)除了考虑数字化噪声背景外,还考虑了记录长度和基线不确定性的影响;此外还分析了插值方法对数据分析结果的影响。     

深井摆与地面摆的记录差异

本文利用菏泽台深井摆与地面摆记录的地方震资料,分析比较了两仪器记录的初至波P到时、P波初动单振幅、周期、振幅比及地震震级等参数,发现深井摆与地面摆记录的地震波参数特征有相间,也有差异。这些记录差异可能反映了不同结构的介质对地震波吸收的影响及仪器放大倍数不同,对记录的地震波参数也会有差别。     

地震动加速度反应谱场地条件影响调整系数研究

场地条件对地震动特性影响显著,在抗震设计反应谱的确定过程中,需根据场地条件对加速度反应谱予以相应的调整。已有场地条件影响调整方案研究成果,均基于数值模拟或局部地区强震动记录统计,多数仅给出了峰值加速度PGA场地条件影响调整系数,对非线性的考虑缺乏观测数据依据。为此在全球强震动记录统计获得的PGA归一化加速度反应谱和日本钻井台阵记录获得的加速度反应谱平台值非线性衰减指数的基础上,结合钻孔模型数值模拟和近期研究成果,建立了考虑场地条件影响非线性的地震动加速度反应谱场地条件影响调整系数方案。     

高速公路施工对地磁观测的影响

观测环境的破坏对地磁观测的影响是严重的,用仪器如实地记录环境的变化,用实际观测的数据来研究外界干扰的影响很有意义。利用郑州地震台的地磁资料,采用趋势分析、相关分析等方法,对高速公路施工期间的观测资料进行研究。最后得出高速公路施工的不同时期,对地磁观测的影响情况,和相同影响情况下模拟仪器和数字化仪器记录的差异。     

电流计记录式强震加速度仪记录的失真及其校正

本文详细地研究了电流计记录式加速度仪的频率响应失真对强震加速度记录的影响,提出了对失真记录进行校正的两种方法:假想摆法和微分-积分法。计算与实验结果表明:这两种方法都能给出满意的结果,均可推广使用。作为实例,对1976丰11月15日宁河地震(M_L:7.1)的强震加速度记录进行了校正,最大校正量(幅值)达35％。此外,还对比了由失真加速度记录和校正加速度记录计算的位移曲线,表明这种校正工作对获得准确的地震位移曲线是十分必要的。     

对齐误差对测试地震计自噪声的影响

本文在理论上研究了对齐误差对测试地震计自噪声的影响。指出对齐误差影响到2台仪器记录间的计算互功率谱密度, 进而影响到被测仪器记录间相干函数计算, 最终影响到被测仪器的自噪声计算。发现当存在对齐误差时, 在信噪比较高频段计算得到的自噪声水平比仪器的实际自噪声水平要高, 在一般的实际测试中可能高20 dB以上。为了消除对齐误差对自噪声测试的影响, 提出通过投影逆变换把观测记录变换到标准坐标系下, 再用变换后的观测记录来计算地震计自噪声。给出了基于以上思路和传感参数对比测试方法的地震计自噪声计算处理流程, 合成数据、 实际测试数据的处理检验计算结果表明, 本文方法可以有效克服地震计自噪声测试中对齐误差的影响。     

多种表征强震动记录特性的参数对比分析

为研究强震动记录的破坏特性,对多条国内外常用的强震动记录的特性参数进行了对比分析.结果表明,强震动记录特性参数之间的相关件很小;PGA(PGV)和EPA(EPV)大小关系受震级和震中距影响较大;VSI较ASI能够更准确的评价强震动记录的破坏特性;与其它参数相比,强震动记录破坏强度参数(PD)同时考虑了地震加速度、时间和...     

目标谱与调幅方法对地震动选择的影响分析

基于概率地震危险性分解得到的设定地震,从PEER NGA地震动数据库中选出与西安地区场地条件相似的地震动记录,以一致危险谱、设定谱、条件均值谱作为目标谱,采用单点调幅、平均谱比调幅、等谱强度调幅、最小平方误差调幅、最小移动均值调幅方法对地震动进行选择和调幅,最后将选取的地震动记录输入到SDOF体系中,并将延性系数和Park-Ang损伤指数作为需求参数,对不同目标谱和不同调幅方法所选的地震动记录进行评价。结果表明:不同目标谱选取的地震动记录对需求参数的平均值和变异系数影响小于不同调幅方法对其的影响。     

763地震仪日常观测中主要干扰因素浅析

本文总结分析了泰安台763长周期地震仪日常观测中所记录到的几种主要干扰因素的表现形式和排除方法。认为潮湿、倾斜及线路中的电干扰和人为局部干扰在一定程度上影响了763地震仪的正常记录,正确的判别和排除这些干扰,对获得好的记录,进而对地震科学研究是有一定意义的。     

地震动的山体地形效应

地震动的山体地形效应问题属于局部场地条件对地震动的影响范畴。汶川地震之后,记录到了大量主、余震山体地震动记录,结合"明灯一号"人工爆破山体地形地震动记录以及汶川地震震后现场与地形效应相关的震害调查资料,本文对地震动的山体地形效应进行了详细