時-頻非平穩(wěn)人造地震動的小波合成及其應(yīng)用.pdf

1、地震是一種危害性極大的突發(fā)性自然災(zāi)害,與此相關(guān)的抗震工程研究一直是土木工程領(lǐng)域的研究熱點。時程計算分析是重要結(jié)構(gòu)物抗震設(shè)計的一個主要方法,輸入地震動是地震時程計算分析的首要問題。由于現(xiàn)有強震記錄的局限性和地震動作用過程的復(fù)雜性,滿足實際要求的地震動記錄是幾乎是無法得到的,因而人造地震動成為地震響應(yīng)分析中輸入地震波的一個主要來源,并且隨著計算機模擬技術(shù)的發(fā)展將在抗震設(shè)計中起著越來越重要的作用。但是,在已有合成人造地震動的方法中,無論是基于

2、隨機過程理論還是基于反應(yīng)譜逼近理論,更多關(guān)注的是地震動強度的非平穩(wěn)、相位變化、卓越頻率以及最大振幅等問題,而對地震動的時頻(頻率隨時間變化)特性關(guān)注較少,造成人造地震動時程與實際地震記錄的不一致性。 為了實現(xiàn)合成地震動頻率的非平穩(wěn)性,本文嘗試將小波包分析技術(shù)應(yīng)用到人工地震動合成技術(shù)中,利用小波基函數(shù)所具有的良好時頻局部化性質(zhì),提出了一種可行的人造地震動合成方法：通過小波包分解技術(shù),將初始地震動時程進行逐級分解,根據(jù)工程設(shè)計需要,

3、調(diào)整不同頻帶的頻率成分含量,然后應(yīng)用小波包重構(gòu)技術(shù),將調(diào)整后的不同頻帶成份進行組合重構(gòu),得到時-頻非平穩(wěn)的地震動時程,由于這一過程可以分時段進行,因此能夠?qū)崿F(xiàn)隨機地震動頻率非穩(wěn)定性,彌補了常規(guī)傅里葉變換的局限性。最后,通過將小波方法調(diào)整后的地震動的反應(yīng)譜逼近場地目標(biāo)譜,得到滿足場地需要的人造地震動時程。 為了驗證該方法的可行性,根據(jù)反應(yīng)譜理論,結(jié)合小灣水電站壩址的地震地質(zhì)條件,計算了場地目標(biāo)反應(yīng)譜。以天津波為初始地震動,應(yīng)用上述