基于蘆山地震強震動記錄的數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究.pdf

1、強震動記錄處理是地震工程與工程地震相關(guān)研究的基礎(chǔ)工作，可以為抗震設(shè)防、地震烈度速報和預(yù)警以及重要工程強震動觀測等工作提供高質(zhì)量的科學(xué)數(shù)據(jù)。然而，受環(huán)境干擾和儀器等因素影響，噪聲不可避免地污染了強震動記錄，因此濾波技術(shù)的研究在強震動記錄處理中非常重要。本文研究了巴特沃斯(IIR)和窗函數(shù)(FIR)兩種因果濾波技術(shù)，與巴特沃斯(IIR)非因果濾波進行了對比，并且在濾波的基礎(chǔ)上對三種常用的積分方法進行了研究。另外，強震動記錄作為非平穩(wěn)信號，利

2、用時頻分析技術(shù)對其進行處理是近年來的熱點，本文將2013年提出的極點對稱模態(tài)分解(ESMD)時頻分析方法引入強震動記錄處理領(lǐng)域，與經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)方法進行了對比分析。本文針對上述問題展開研究，主要研究工作如下：
　　1.介紹了國內(nèi)外強震動記錄的處理方法，明確了根據(jù)奈奎斯特采樣定理、儀器和強震動記錄信息來確定濾波通帶的原則，基于蘆山地震強震動記錄，提出了頻率搜索的方法來具體確定濾波的低頻截止頻率，分析了該方法的誤差，并統(tǒng)計了蘆

3、山地震主余震204條強震動記錄的低頻截止頻率。根據(jù)場地條件和震中距對記錄進行分類，歸納出各種記錄低頻截止頻率的特點，分析了譜烈度等相關(guān)地震動參數(shù)受通帶范圍的影響。
　　2.基于蘆山地震強震動記錄，研究了巴特沃斯(IIR)因果濾波方法，給出了系統(tǒng)的設(shè)計流程和性能參數(shù)的確定方法，分析了利用階數(shù)濾波與利用過渡帶寬濾波的差異，統(tǒng)計了各種性能參數(shù)對濾波結(jié)果的影響，并與巴特沃斯(IIR)非因果濾波進行了比較。對比了三種常用的積分方法(梯形法則

4、、FFT和Kinoshita's Lattice Filter)與巴特沃斯(IIR)因果濾波方法結(jié)合使用的結(jié)果。最后給出了合理的使用建議。
　　3.在蘆山地震強震動記錄基礎(chǔ)上，針對七種窗函數(shù)研究了窗函數(shù)(FIR)因果濾波方法，分析了窗長、最大波紋和旁瓣衰減等參數(shù)的確定方法以及對于濾波效果和地震動參數(shù)的影響，并與巴特沃斯(IIR)因果和非因果濾波進行了比較。同樣對比了三種積分方法與七種窗函數(shù)(FIR)因果濾波結(jié)合使用的結(jié)果。最后給出