[发明专利]一种基于小波调整的脉冲型地震动拟合方法

说明书

本发明提出了一种基于小波调整方法的脉冲型地震动拟合方法，包括以下内容：拟合脉冲型地震动小波函数；代入场地条件信息得到目标加速度反应谱；获取母波求出其计算加速度反应谱；基于目标加速度反应谱采用小波变换调整母波得到子波；采用等效脉冲速度模型获取父波；分别求出子波与父波小波系数；对子波小波系数进行调整得到调整后的子波系数；将调整后的小波系数重构，得到更符合实际情况的近断层脉冲型地震动。

技术领域

本发明提出了一种基于小波调整方法的脉冲型地震动拟合方法，属于脉冲型地震动拟合领域。

背景技术

现阶段生成脉冲型地震动是基于傅里叶变换合成的地震动，该地震动在时域上可以通过对幅值进行均匀调制实现时域上的非平稳，但是无法实现频域非平稳。实现均匀调制是用一个包络函数乘以加速度时程，这种方法不能模拟出含有速度脉冲的地震动。地震动的时程是一种具有突变特征的时频非平稳随机过程。基于傅里叶变换的地震动合成方法无法做到让合成的地震动是时频非平稳的。为了能够模拟地震动的时频特性非平稳特性，必须寻求新的信号处理工具。因此本发明提出了一种基于小波调整方法的脉冲型地震动拟合方法。

随着国民经济和科技水平的不断发展，近年来越来越多大尺寸的建(构)筑作为生命线被修建在近断层区域甚至跨越断层。这种建(构)筑的自振周期往往都比一般的建(构)筑物大，容易受到低频率激励的影响。而脉冲型地震动是一种含有丰富低频成分的地震动，因此，考虑脉冲型地震动对这种结构的影响是很有必要的。到目前为止，近断层脉冲型地震动的地震记录还很匮乏，这对于缺少这种地震记录的区域来说，在进行大型建筑物的抗震设计时，是没有实测地震记录可以作为地震动输入的。但人造地震动可以在短时间内产生具有满足拟建场地条件的一系列地震动，这能有效弥补这个不足。所以，有必要研究拟合近断层脉冲型地震动的方法。人工合成地震动不仅可以得到满足各种场地条件的地震波，而且在一定程度上也促进了结构抗震设计的发展。因此，研究能够合成尽可能符合实际情况地震动的方法，显得尤为重要。

王宇航.近断层区域划分及近断层速度脉冲型地震动模拟[D].西南交通大学，2015.详细的步骤有以下几步：

(1)确定目标反应谱S(T)；

目标加速度反应谱根据《公路工程抗震规范》(JTG B02－2013)中的5.2.1条确定，其形式如下式所示：

式中：T_g—反应谱的特征周期；

T—结构自振周期；

S(T)—目标反应谱；

S_max—反应谱最大值。

(2)计算目标功率谱S(ω)；

根据当前采用提出的反应谱与功率谱转化的关系，其形式如下式所示。

由目标加速度反应谱

式中：S_a^T(ξ,ω)—目标加速度反应谱；

S(ω)—功率谱；

ξ—阻尼比；

ω—结构自振频率；

T—结构自振周期；

γ—超越概率。

(3)计算傅利叶幅值谱A(ω)；

功率谱和傅里叶幅值谱的数学关系如式所示。

式中：A(ω)—傅里叶幅值谱

(4)计算相位谱；

生成在－2π到2π上均匀分布的相位谱