[发明专利]一种地震动摇摆分量获取方法

权利要求书

1.一种地震动摇摆分量获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对地震时单摆式地震仪记录的未修正地震动水平和竖向加速度时程进行分解；并根据地震水平和竖向加速度时程的各低频部分小波系数的差异性确定阈值；

步骤2：采用软阈值函数，根据已确定的阈值，对水平分量小波系数进行阈值处理，处理后重构出受地震摇摆转角位移时程影响的分量除以g得到该地震的地震摇摆转角位移时程

步骤3：将步骤2中获取的地震摇摆转角位移时程的傅里叶幅值谱与记录的竖向速度时程的傅里叶幅值谱进行对比，观察二者的形状与走势是否相似；若不相似，则返回步骤2，重复上述步骤；若相似则进行下一步骤；

步骤4：对获得的地震摇摆转角位移时程进行两次求导，获得摇摆转角加速度时程；

步骤5：将步骤4中获得的摇摆转角加速度时程进行快速傅里叶变换，由于此摇摆分量主要含低频成分，因此选则一频率，使得摇摆转角加速度时程的各频率分量的能量主要集中在该频率以下，并将小于该频率的各频率分量用于后续计算；从而得到摇摆转角加速度时程各低频分量对应的振幅值，记频率为ω_i的分量的振幅值为

步骤6：对未修正地震动水平和竖向加速度时程进行快速傅里叶变换，并记水平和竖向加速度时程频率为ω_i的分量的振幅值分别为和

步骤7：利用步骤5中摇摆转角加速度时程各频率分量的振幅值以及步骤6中对应频率的竖向加速度时程分量的振幅值根据弹性波动理论的推导公式进行数值求解，求得各频率条件下的比例系数ε，而后对所求的各频率条件下的比例系数取平均值，记为

步骤8：利用步骤6中地震竖向加速度时程各频率分量的振幅值以及确定的根据弹性波动理论的推导公式采用数值解法，求得摇摆转角加速度时程各频率分量对应的振幅值

步骤9：利用步骤8得到的摇摆转角加速度时程全频率成分的振幅值对步骤6中竖向加速度时程进行快速傅里叶变换后得到的各频率成分的实部和虚部进行成比例的调整，使得调整后各频率成分的振幅值与对应频率的相等；而后对调整后的各频率成分的实部和虚部进行逆快速傅里叶变换，即可得到包含全频率成分的地震动摇摆分量；

步骤7和步骤8中，θ₀(ε)表明θ₀与ε存在数量关系，两者满足等式(2)：

步骤7和步骤8中，

式中，χ＝sinθ₀，θ₀表示入射P波及SV波的入射角；ε表示P波与SV波的位移势函数的比值；ν为地震场地土体的等效泊松比；表示在频率为ω_i条件下利用上式计算时R的取值，表示未修正地震动竖向加速度时程进行快速傅里叶变换后频率为ω_i的分量的振幅值，表示未修正地震动水平加速度时程进行快速傅里叶变换后频率为ω_i的分量的振幅值；α为地震场地土体的等效纵波波速。

2.根据权利要求1所述的地震动摇摆分量获取方法，其特征在于：步骤1中，采用离散小波分析对强震时单摆式地震仪记录的未修正地震动水平和竖向加速度时程进行分解；

根据如下公式确定小波变换的分解层数：

式中，j表示分解层数；N表示记录数据的点数；符号表示上下取整。

3.根据权利要求1所述的地震动摇摆分量获取方法，其特征在于：步骤1中，对于高频率的各层，阈值取小波系数最大值；对于低频率的各层，所选取阈值应保证：在阈值之内，水平分量小波系数与竖向分量的应较为相似，而在阈值之外，则两者差异较大。