时变功率谱模型参数衰减规律研究

基于美国西部基岩强震加速度记录资料,采用多重滤波技术计算水平向和竖向地震加速度记录时程的时变功率谱值,并利用非线性最小二乘法拟合了对应于各条加速度记录时程的时变功率谱模型参数值.采用经验统计方法,分析了水平向和竖向加速度时变功率谱模型参数随震级、震中距及频率的变化规律,建立其衰减模型,并由多随机变量一致加权最小二乘法拟合得到了各衰减模型的系数值.通过与现有时变功率谱衰减规律的对比分析,证明了本文提出的衰减模型的合理性.     

乌恰5.1级地震强震动加速度记录初步分析

对新疆数字强震台网记录的2010年06月10日乌恰Ms5.1地震10组三分量加速度记录进行处理和初步分析.在分析前对原始加速度记录进行整理,转换数据格式,进行零线校正,计算校正加速度、速度、位移时程谱、傅立叶振幅谱、加速度反应谱.在对本次地震的强震动特性进行分析后发现,较大的加速度峰值沿发震断层分布,集中在靠近断层的狭...     

青海门源5.1级地震强震动记录及初步分析

对西北强震动台网中心收集的2013年9月20甘肃肃南与青海门源交界5.1级地震的44组三分向加速度记录进行了处理和初步分析,给出了126条零基线校正后的三分向峰值加速度值。距震中37 km的63 MEY台加速度峰值约为50 gal,可得出该次地震震中烈度约为Ⅴ度,与震后的实际调查结果基本一致;选取了近场典型台站的加速度记录进行分析,绘制出了校正后的加速度时程曲线以及加速度反应谱,反应谱幅度及卓越周期的差别体现了震中距对地震传播和地震在不同场地环境中的影响。     

利用国家数字地震台网记录计算汶川地震余震峰值加速度分布图

数字地震台网可实时获取地震记录,因此可据此快速计算地震动参数,如峰值加速度、峰值速度的分布图,为震后救灾提供参考依据。本文对国家数字地震台网的地震记录,采用插值型求导公式中的两点公式计算加速度时程,并通过计算原始记录和仿真加速度时程的幅值谱,检验了结果的可靠性。最后对汶川大地震后的两个强余震进行了计算和分析,作出了峰值加速度分布图。     

2017年6月3日内蒙古阿拉善左旗5.0级地震强震记录及特征分析

2017年6月3日内蒙古阿拉善左旗发生5.0级地震,位于甘肃天祝-古浪一带的"西部烈度衰减台阵"得到充分触发,甘肃强震动台网的50台强震仪获得了主震加速度记录。本文首先对150条强震动记录进行常规处理,计算出近场强震动记录的加速度峰值随震中距的分布情况;根据4个典型台站的加速度时程记录及其加速度反应谱,分析本次地震的基本特征;然后将实际观测数据与意大利新一代地震动衰减公式对比,分析峰值加速度（PGA）及谱加速度衰减关系;最后结合已有的工程场地地质资料,采用H/V谱比法对4个不同类别的典型台站进行分析,发现该方法能很好地反映实际台站场地的反应特征。     

梁式拱上建筑地震响应中拱圈的弹性滤波效应

以某钢筋混凝土拱桥为研究对象,采用有限元软件SAP2000进行弹塑性时程分析来研究主拱圈的弹性滤波。通过提取拱上建筑桥墩基底的加速度时程响应并进行功率谱变换,分析主拱圈弹性滤波后桥墩基底的加速度能量分布特征;通过与地震波自身功率谱对比,评价主拱圈对拱上建筑的滤波效应;再分别从加速度、位移等角度分析了梁式拱上建筑和相同形式的梁桥的地震响应的区别,讨论主拱圈对拱上建筑的"弹性滤波"的影响。研究发现:拱圈的弹性滤波削减了输入到拱上建筑中地震动的高频的振动能量,放大了低频段内的能量,拱圈的刚度越小,其滤波作用越显著。滤波作用对拱顶附近拱上建筑的影响远大于拱脚,弹性滤波使桥墩更易进入塑性阶段,桥墩顶部位移和加速度、支座位移以及梁体位移均大于相同结构的连续梁。     

2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震强震记录及特征分析

2017年8月8日四川九寨沟县发生7.0级地震,中国数字强震动台网布设在四川、甘肃、陕西、宁夏的66个强震台获得主震加速度记录。本文首先对198条三分向强震记录进行常规处理,计算出近场强震记录的加速度峰值随震中距的分布情况;再根据2个典型台站的加速度时程记录,通过计算其加速度反应谱并与设计反应谱比较,分析本次地震的基本特征;然后将实际观测数据与意大利新一代地震动衰减公式对比,分析峰值加速度（PGA）及谱加速度的衰减关系;最后结合已有的工程场地钻探资料,采用H/V谱比法对2个不同类别的典型台站进行地场地效应分析,发现该方法能很好地反映实际台站场地的反应特征。     

近断层强震记录基线校正及不确定性分析

采用汶川地震近断层强震记录,分析了近断层记录基线校正的原则、不同基线校正方法的特点以及基线校正的不确定性因素.根据基线校正原则提出了基线校正的一般步骤,对比分析了在合理分界时间点范围内选择不同组时间分界点进行基线校正后各组记录之间的地震动参数和反应谱特性.结果表明,已有的各种基线校正方法并不能较好地得到准确的确定性基线校正结果,满足基线校正的一般原则也会得到不同的校正结果,但是合理地进行基线校正后,对加速度和速度时程相关的地震动参数和小同形式的反应谱特性的影响很小.     

2012年唐山4.8级地震强震动记录特征及场地相关特性分析

2012年5月28日河北省唐山市古冶区与滦县交界发生4.8级地震, 国家强震动台网中心在河北、 天津和北京的94个强震动台站记录到了本次地震的加速度。 本文给出了获取记录的强震动台站分布及强震动记录结果, 统计了强震动记录数量随震中距的变化, 给出了3个较小震中距台站记录到的加速度时程; 绘制了空间地震动峰值加速度等值线图及周期0.2 s、 2.0 s加速度反应谱值的等值线, 发现峰值加速度等值线与长周期加速度反应谱等值线极值分布具有明显地域差异, 分析认为是由于厚沉积层对长周期地震动具有放大作用造成的。 通过强震动记录与适用于本区的三个衰减关系对比, 分析了此次地震的峰值加速度衰减特征, 同时研究了周期0.2 s、 2.0 s加速度反应谱值的衰减特征, 周期2.0 s反应谱值随震中距的衰减与衰减关系能较好地对应, 然而在震中距100～130 km沉积层较厚的集中地区, 表现出了实际记录较衰减关系值偏大的现象, 认为同样是由于厚沉积层对地震动加速度反应谱长周期的放大作用导致的。 研究了震中距差别不大的情况下, 场地类型与沉积层厚度对反应谱特征周期的影响, 对比基岩台站与软弱地基土层台站的强震动记录反应谱, 发现软弱土层台站的土层对地震动有一定的放大作用, 导致中长周期地震动被放大, 对比位于沉积层较薄的隆起区台站与位于沉积层较厚的凹陷区台站强震动记录反应谱, 发现厚的沉积层不仅对反应谱长周期有放大的作用, 同时也会使得反应谱特征周期值变大。     

唐山地区强震动记录的应用研究初探

本文给出了唐山地区强震动记录应用研究的两个实例,提出了建筑结构采用时程分析时选用强震动记录的原则和方法,通过对唐山地区强震动记录的分析处理,得到了其峰值加速度及加速度反应谱,确定了本地区进行弹性时程分析时选用的强震动记录;研究了局部场地条件对地震动影响的唐山响堂三维强震动观测台阵,以唐山响堂台阵2号测井(地下32m)的基岩强震动作为输入,通过2号测井的土层剖面,利用2个一维土层地震反应分析程序,分别计算得到地表的峰值加速度和加速度反应谱,并把计算结果与同次地震相应的地表强震动记录峰值加速度与加速度反应谱进行了对比分析。     

基于快速傅里叶变换的地震波加速度构成及其幅频特性研究

根据2008年汶川M_S8.0地震广元曾家台(GYZJ)的强震记录,运用Matlab软件对东西向55—75 s的加速度时程进行快速傅里叶变换,得到有限复傅里叶系数,从而将离散的加速度记录转化为加速度随时间变化的函数表达式. 该表达式中包含了50组不同频率的正弦波和余弦波,由此确定了地震波加速度的主要构成. 经回归分析可知, 函数计算值与原始记录的相关系数R为0.9,拟合程度良好; 利用SeismoSignal软件对地震波加速度时程进行谱分析,结果表明在原来的波中频率约为2.8 Hz的谐振分量振幅最大且0—10 Hz这一频段的波最为丰富. 这一结果与函数表达式中频率与振幅的分布基本吻合, 为深入研究汶川地震的动力特性及其对山体动力效应的分析提供了重要的理论依据,具有广阔的应用前景.      

唐山丰南M4.1级地震强震记录分析

2010年4月9日唐山丰南发生M4.1级地震,津冀地区共有36个强震台站获取到强震记录,记录的最大加速度为58.92cm/s2,通过对比强震记录的峰值,发现该地震竖向峰值比水平向大,在三个分量上加速度傅氏谱谱型以多峰为主。通过对强震记录频谱特征进行分析,得出随着震中距的增大,反应谱高频成分衰减快于低频成分,竖向与水平向加速度比值与常规认为的1/2—2/3差别较大。通过对本次强震动记录反应谱标定并结合唐山地区3.5级以上地震记录,获得唐山地区土层场地反应谱谱型参数。     

Earthquake acceleration analysis using wavelet method

There are several methods for analyzing the acceleration of an earthquake.In this research,a discrete wavelet theory based on the Mallat method was employed to analyze the acceleration of earthquake records.For this purpose,first,the acceleration of the main earthquake was determined using the method of banding,filtering and correction of a filtered wave.Then,the acceleration of the earthquake up to five stages was decomposed using discrete wavelet theory.In this method,in which the Down-Sampling rule is utilized in each step,the number of earthquake record points is half past.Each of the waveforms was based on the acceleration of the maximum original earthquake,and the maximum acceleration in all the waves was identical.For each of the five waves obtained from wavelet decomposition,the velocity curve and ground acceleration are obtained and compared with each other.Finally,a structure was analyzed using the main wave of the earthquake and each of the waveforms was analyzed in five stages and their dynamic response curves were compared.The results showed that until the third stage of the wavelet decomposition,the error was insignificant and the dynamic response to the magnitude of the earthquake was small.The analysis time is about 10% of the analysis time with the main wave,and the error is less than 6%.     

Attenuation of peak ground acceleration,velocity and displacement based on multiple regression analysis of japanese strong motion records

This paper presents the result of multiple regression analysis of 197 sets of two orthogonal horizontal strong motion acceleration records. They were obtained at 67 free field sites in Japan from 90 earthquakes with focal depth less than 60 km. Because sensitivity of the Japanese SMAC accelerograph is appreciably low at the high frequency range, instrument correction was performed on the original data. Each pair of two orthogonal horizontal components was combined in the time domain to get the maximum peak ground motions in the horizontal plane. The records were classified into three groups due to subsoil condition. With the use of multiple regression analysis, empirical formulae of attenuation of the maximum peak ground acceleration, velocity and displacement were proposed for three subsoil conditions.     

利用2018年伽师小震群强震动记录分析区域场地特征

2018年9月伽师地区发生震群事件,连续发生18次M3.0地震,最大震级M 5.5,获取大量强震动记录,初步分析此次震群强震动记录特征、记录峰值比、场地地震反应,结果发现:加速度记录峰值在震中距30 km范围内衰减较快,震中距30—100 km范围内衰减平缓;强震动加速度记录峰值水平向与垂直向比值为1—3,均值约1.5;场地共振频率为0.48—1.56 Hz,平均放大倍数为8.4—9.5。     

Deterministic sliding block methods for estimating seismic displacements of earth structures

A review and quantitative comparison of existing deterministic sliding block methods for predicting permanent displacements of earth structures subjected to seismic loading is presented. The reviewed sliding block methods are divided into two main groups based on the characteristic earthquake parameters referenced in each method. One group uses the maximum horizontal ground acceleration and velocity, and the other uses the maximum horizontal ground acceleration and the predominant period of the acceleration spectrum. Displacement functions published by previous authors are reformulated to give common non-dimensionalized displacement functions of the critical acceleration ratio which are then used to compare the different methods for the estimate of permanent seismic displacement of soil structures. The results show that despite the fact that the different methods were formulated using a wide range of earthquake records and different characteristic seismic parameters, permanent displacement values predicted using these methods fall within a reasonably narrow band. Selected acceleration data from three recent earthquakes that occurred in California are used to evaluate and compare the accuracy of the reviewed displacement methods for practical applications.     

Influence of parameters selection in Chebyshev filters on the strong motion data processing

This contribution discusses the application of Chebyshev Type I filter for processing real earthquake records. Consideration is given to the effects of filtering parameters (passband amplitude ripple and order of the filter) on the time series, strong-motion parameters, Fourier Amplitude Spectrum of acceleration, and elastic displacement response spectra. Time histories of five earthquakes with different moment magnitudes have been examined (from stations located close to the epicenters). Data processing is based on application of bandpass Chebyshev filtering over frequency range with substantial signal to noise ratio (level of 3 or approximately 3 dB). Applying different filters, we have monitored several important strong-motion parameters: peak values of acceleration, velocity, and displacement; Arias intensity, acceleration/velocity spectrum intensity, significant duration, etc. Some new results and conclusions concerning the influence of Chebyshev filter in data processing of records have been summarized. The graphical and numerical outcomes obtained, as well as the comparison with a Butterworth causal filter, are included in the work. The results could be potentially useful to engineering seismologists who need to evaluate and better understand the merits of this type of filtering for strong-motion data processing.     

对地震转换波的数字滤波处理

本文讨论运用低通滤波、偏振滤波、频率加强滤波、相关滤波及迭加处理等数字滤波方法,对地震转换波测深资料进行数字处理的方法及效果.数字滤波处理结果在一定程度上提高了记录的信噪比,为准确地进行相位对比和震相识别提供了可靠基础.      

泉州地震台数字地震仪台址的地脉动噪声分析

利用2008年泉州台甚宽频带数字地震仪连续48 h和全年每月连续48 h内白天与夜间各连续4 h的地脉动记录,计算5 Hz、5 s和100s的静态地脉动噪声功率谱密度、1/3倍频程1-20Hz带宽各段的平均静态地脉动噪声有效值、1/3倍频程100-30 s带宽各段的平均静态地脉动加速度噪声有效值,以及上述3个频点和2个...