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《中国地震局工程力学研究所》 2010年
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地震动强度及其特征分析

王玉石  
【摘要】: 地震动的强度,一般用烈度或地面峰值加速度、地面峰值速度等地震动参数表示。但是,地面运动是一种典型的非平稳信号,幅值和频率成分均随时间变化,瞬时的幅值最大值并不能完全代表其破坏能力。统计资料已表明,地面峰值加速度或地面峰值速度与烈度间的对应关系具有很大的离散性,很难仅仅根据一个地区强震记录的地面峰值加速度或地面峰值速度可靠地估计其遭受的烈度影响。 在地震应急救援中,为快速可靠地估计烈度分布,需要探求与烈度间对应关系紧密的地震动参数,并利用相应的地震动参数衰减关系进行仪器烈度空间插值,以求提高速报烈度的可靠性。 除了地面加速度时程,地面速度时程和地面位移时程也是重要的地震动强度表征,但是由于部分近场加速度记录存在基线漂移现象,致使速度时程和位移时程并不能由加速度时程直接积分获得。而采用滤波去除基线漂移将带来误差且无法得到地面同震永久位移,这与观测资料不符。 本文收集了近年来我国西部获得的破坏性地震加速度记录及其对应的烈度资料,利用假设检验的方法,对比分析了多个强地震动参数与烈度间的相关性,统计结果表明谱烈度与震害烈度间对应关系最好。本文对谱烈度进行了修正,采用修正谱烈度所确定的台站仪器烈度,与震害烈度完全一致的比例接近70%,约99%的台站仪器烈度与震害烈度相差在1度以内,具有较高的可靠性。 本文利用近年来多次破坏性地震及汶川地震强余震中获得的加速度记录,统计获得了我国川滇地区的谱烈度、修正谱烈度、地面峰值加速度和35个周期点的加速度反应谱衰减关系,而以往我国采用的地面峰值加速度和加速度反应谱衰减关系大多是由参考地区的地震动衰减关系利用转换方法得到。 本文经推导获得了强震记录仪一阶误差项公式,发现强震加速度记录的一阶误差与其位移时程成比例,据此提出一种加速度记录基线校正方法,并利用校正后加速度记录经积分运算获得了数个台站的强震位移时程。因迭代过程存在发散问题,本方法尚需改善。 本文基于单个余弦波移动卷积(SCW变换)与Hilbert变换,提出一种时频分析方法,并对数条结构强震记录进行了尝试性分析。 总之,本文通过统计分析强震记录,获得了我国西部地区仪器烈度确定方法和川滇地区数个地震动参数的衰减特征,并尝试性地提出了一种加速度基线校正方法和一种强震记录时频特征分析方法。
【学位授予单位】:中国地震局工程力学研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:P315

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 丁海平;卜超鹏;杨朝辉;;震后城市地震动场快速评估方法——以福州盆地为例[J];地震工程与工程振动;2012年01期
2 卜超鹏;丁海平;杨朝辉;;震后城市地震动场快速评估系统研究[J];防灾减灾工程学报;2012年06期
3 王玉石;李小军;周正华;;川滇地区水平向强地震动衰减关系研究[J];地震学报;2013年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 林淋;汶川地震地面运动场估计及地震烈度与地震动参数相关性分析[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
2 周宝峰;强震观测中的关键技术研究[D];中国地震局工程力学研究所;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘培玄;地震动衰减特征分析[D];中国地震局工程力学研究所;2012年
2 卜超鹏;基于GIS技术的城市地震灾情快速评估方法和系统[D];苏州科技学院;2012年
3 万卫;汶川地震反应谱衰减关系研究[D];中国地震局工程力学研究所;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 李小军,阎秀杰,潘华;中小震近场地震动估计中地震动衰减关系的适用性分析[J];地震工程与工程振动;2005年01期
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7 何宏林;孙昭民;王世元;王纪强;董绍鹏;;汶川M_S8.0地震地表破裂带[J];地震地质;2008年02期
8 徐锡伟;闻学泽;叶建青;马保起;陈杰;周荣军;何宏林;田勤俭;何玉林;王志才;孙昭民;冯希杰;于贵华;陈立春;陈桂华;于慎鄂;冉勇康;李细光;李陈侠;安艳芬;;汶川M_S8.0地震地表破裂带及其发震构造[J];地震地质;2008年03期
9 吕坚;俞言祥;汤兰荣;高建华;卢福水;;江西省及邻区地震动参数衰减关系[J];地震地质;2009年01期
10 陈运泰,刘瑞丰;地震的震级[J];地震地磁观测与研究;2004年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 俞言祥;长周期地震动衰减关系研究[D];中国地震局地球物理研究所;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 黄蓓;基于集集地震记录的近断层地震动特性分析[D];中国地震局地球物理研究所;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 王丽华;吴先良;宋开宏;;RK-MRTD算法的稳定性及数值色散性分析[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年05期
4 陈安国;姚大全;张有林;王行舟;郑颖平;李光;;汶川8.0级地震地表破裂[J];安徽地质;2008年04期
5 徐精明,高玉峰,潘坚云,陶崇福,刘庆忠;霍山地区十年尺度地震强度估计及减灾对策[J];安徽地质;1998年03期
6 王素华,张伟林;斜拉桥斜索损伤分析中的小波变换研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年03期
7 潘茂贵,张伟林;桥梁结构检测中小波分析的应用研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年03期
8 胡涛;基于以太网的温室测控系统架构[J];安徽农业科学;2005年05期
9 谭春英;王绪伟;;基于小波变换的烟台市粮食产量变化特征研究[J];安徽农业科学;2006年12期
10 李德福;李金才;王成雨;;优质小麦烟农19的特征特性及丰产高效栽培技术[J];安徽农业科学;2006年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Rock avalanches triggered by oblique-thrusting during the 1 2 May 2008 Ms 8.0 Wenchuan earthquake,China[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
2 周剑;张路青;胡瑞林;王学良;;大型结构面产状影响下应力波传播规律研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
3 慕香永;裴润;刘志林;王经甫;;基于小波分析的船舶舵机加载系统多余力研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 韩冬;何闻;;超低频标准振动系统基础设计技术[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
5 李京胜;孙桥;;DASP在环境振动测量中的应用[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
6 龙源;晏俊伟;徐全军;高振儒;娄建武;周春华;;爆破振动信号小波分析和分形机理研究[A];中国工程爆破协会四届二次常务理事会、中国力学学会工程爆破专业委员会学术会议论文集[C];2007年
7 袁晓;;超高斯谱函数与子波构造[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
8 陈向东;袁晓;李齐良;蒋亚东;林理彬;;高斯函数、子波及其局域化特征[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
9 袁晓;陈向东;李齐良;扬家德;;Daubechies子波的简单广义化及其对称性研究[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
10 应自炉;张有为;;面向对象的小波变换软件包设计[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘友永;水声差分跳频通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 冯麟涵;舰船系统抗冲击性能全局优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 王丽君;基于信号处理的氢燃料发动机优化控制[D];解放军信息工程大学;2010年
5 方荣新;高采样率GPS数据非差精密处理方法及其在地震学中的应用研究[D];武汉大学;2010年
6 赵红强;基于小波分析的我国经济运行特征研究[D];吉林大学;2011年
7 郭猛;框架—密肋复合墙结构抗震性能与设计计算方法研究[D];北京交通大学;2011年
8 王丹;多维多分辨仿生识别方法研究[D];吉林大学;2011年
9 盛虎;分数阶信号合成与滤波技术研究及应用[D];大连理工大学;2011年
10 周晓成;汶川Ms 8.0地震后川西地区的气体地球化学[D];中国科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
2 陈林;基于GIS的流域水文数据的时空分析[D];山东科技大学;2010年
3 吴国曾;实时信号小波分析中边界处理方法及应用[D];郑州大学;2010年
4 郑宁;离散分数阶Fourier变换算法的仿真研究及FPGA实现[D];郑州大学;2010年
5 李帆;基于LMS的离散分数阶Fourier变换移动算法研究[D];郑州大学;2010年
6 郭洋;基于嵌入式零树图像压缩编码方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 胡静;远距离无线TDCS的衰落信道适应技术[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 郭际;舰船冲击环境频域与时域特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王洋;直扩系统中线性调频干扰抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 杨维洲;基于数学形态学和亚像素提取的图像检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陆萍,徐君兰,顾安邦,吴海军;桥梁地震危险性分析的原理和方法[J];重庆交通学院学报;2002年02期
2 金星;张红才;韦永祥;李军;;基于地震监测台网资料近实时插值计算震动图的初步研究[J];防灾减灾学报;2010年01期
3 胡聿贤,张敏政;缺乏强震观测资料地区地震动参数的估算方法[J];地震工程与工程振动;1984年01期
4 周雍年;震级、震中距和场地条件对地面运动反应谱的影响[J];地震工程与工程振动;1984年04期
5 谢礼立,周雍年,胡成祥,于海英;地震动反应谱的长周期特性[J];地震工程与工程振动;1990年01期
6 王亚勇,刘小弟,黎家佑,高东;澜沧-耿马强震地面运动特征研究[J];地震工程与工程振动;1991年02期
7 霍俊荣,胡聿贤;地震动峰值参数衰减规律的研究[J];地震工程与工程振动;1992年02期
8 李山有,金星,陈先,马强;地震动强度与地震烈度速报研究[J];地震工程与工程振动;2002年06期
9 于海英,周雍年;SMART-1台阵记录的长周期反应谱特性[J];地震工程与工程振动;2002年06期
10 公茂盛,谢礼立,章文波;地震动输入能量衰减规律的研究[J];地震工程与工程振动;2003年03期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 郭晓云;汶川地震反应谱研究[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
2 林淋;汶川地震地面运动场估计及地震烈度与地震动参数相关性分析[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
3 郭恩;近断层强震地面运动的研究[D];北京工业大学;2011年
4 俞言祥;长周期地震动衰减关系研究[D];中国地震局地球物理研究所;2002年
5 郝敏;地震烈度物理标准及地震动破坏势研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 胡进军;近断层地震动方向性效应及超剪切破裂研究[D];中国地震局工程力学研究所;2009年
7 李明;近断层地震动对结构抗震设计的影响研究[D];中国地震局工程力学研究所;2010年
8 喻烟;汶川地震区地震动估计经验模型[D];中国地震局工程力学研究所;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张艳;高层结构地震放大作用及反应分析[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
2 王士成;ShakeMap系统的研究及应用[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
3 程翔;基于GIS的地震动强度(烈度)速报系统研究[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
4 刘中良;福州盆地地震动模拟研究[D];苏州科技学院;2011年
5 黄蓓;基于集集地震记录的近断层地震动特性分析[D];中国地震局地球物理研究所;2003年
6 连海宁;傅立叶、小波及希尔波特—黄变换在地震工程领域的应用研究[D];中国地震局工程力学研究所;2004年
7 王卫争;高层建筑结构地震反应观测台阵优化布设方法研究[D];大连理工大学;2007年
8 张皎;场地条件对地震动峰值及衰减关系的影响研究[D];北京工业大学;2008年
9 金灿国;底层薄弱层框架—填充墙抗震性能研究[D];长沙理工大学;2009年
10 卢建旗;中强地震活动区地震动衰减规律研究[D];中国地震局工程力学研究所;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 王玉石;李小军;周正华;;川滇地区水平向强地震动衰减关系研究[J];地震学报;2013年02期
2 周宝峰;任叶飞;温瑞智;谢礼立;于海英;;EMD方法在强震记录处理中的应用研究[J];地震工程与工程振动;2013年06期
3 姜伟;陶夏新;赵凯;郑鑫;;CB-NGA地震动衰减关系的随机误差分析[J];黑龙江大学自然科学学报;2014年01期
4 周宝峰;于海英;温瑞智;谢礼立;;一种识别永久位移的新方法[J];土木工程学报;2013年S2期
5 林淋;孙景江;;等效地震动参数在烈度速报中的应用[J];自然灾害学报;2013年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 兰晓雯;基于汶川地震动衰减特征的四川长周期地震动反应谱研究[D];中国地质大学(北京);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 于凯;长周期地脉动特征及其在都市地震防灾中的应用研究[D];上海交通大学;2012年
2 卜超鹏;基于GIS技术的城市地震灾情快速评估方法和系统[D];苏州科技学院;2012年
3 万卫;汶川地震反应谱衰减关系研究[D];中国地震局工程力学研究所;2013年
4 李晓东;长大结构最不利地震动特性与地震反应分析[D];哈尔滨工业大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 倪永军,朱晞;近断层地震的加速度峰值比和反应谱分析[J];北方交通大学学报;2004年04期
2 年廷凯,李广杰,谭周地,刘昌森;上海地区地震动参数衰减关系的建立及其在地震烈度预测中的应用[J];长春地质学院学报;1997年03期
3 宋鸿彪;龙门山造山带地质和地球物理资料的综合解释[J];成都理工学院学报;1994年02期
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5 胡聿贤;孙平善;章在墉;田启文;;场地条件对震害和地震动的影响[J];地震工程与工程振动;1980年00期
6 胡聿贤,张敏政;缺乏强震观测资料地区地震动参数的估算方法[J];地震工程与工程振动;1984年01期
7 谢礼立,周雍年,胡成祥,于海英;地震动反应谱的长周期特性[J];地震工程与工程振动;1990年01期
8 王亚勇,刘小弟,黎家佑,高东;澜沧-耿马强震地面运动特征研究[J];地震工程与工程振动;1991年02期
9 霍俊荣,胡聿贤;地震动峰值参数衰减规律的研究[J];地震工程与工程振动;1992年02期
10 霍俊荣,胡聿贤,冯启民;关于通过烈度资料估计地震动的研究[J];地震工程与工程振动;1992年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 俞言祥;长周期地震动衰减关系研究[D];中国地震局地球物理研究所;2002年
【相似文献】
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1 李世成;崔建文;张潜;刘琼仙;周挚;张颜琪;;2009年姚安6.0级地震强震动应急观测的数据处理及其震害启示[J];灾害学;2011年04期
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10 ;[J];;年期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王玉石;地震动强度及其特征分析[D];中国地震局工程力学研究所;2010年
2 宋晋东;高速铁路运行控制用地震动参数及单台地震预警技术研究[D];中国地震局工程力学研究所;2013年
3 林淋;汶川地震地面运动场估计及地震烈度与地震动参数相关性分析[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 唐福辉;现有液化识别方法对比分析[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
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