地震动相干函数的有效频段范围

论文摘要

地震动的空间变化指的是地震发生时地表上不同位置的地震动振幅和相位的差异,通常采用相干函数来表示,这些相干函数模型主要是通过对强震记录的统计得到的。人们在进行相干函数模型参数的拟合时,选取的频段范围存在很大差异,而不同的频段范围对统计结果有很大影响,因此,确定有效的频段范围对相干函数模型拟合结果的合理性很重要。本文提出了两种确定相干函数有效频段范围的方法,主要研究内容和结果如下:一、从功率谱-能量的角度,提出了根据能量比（即某一频段范围的功率谱与总功率谱的比值）确定相干函数模型有效频段范围的方法。选取了SMART-1台阵第5次和45次地震的水平分量加速度记录,计算了各自的功率谱,分析了不同频段内包含的能量,进行了对比分析,结果表明:进行相干函数模型中参数拟合时,能量比达到95—99%时对应的频率,可以作为参数拟合考虑的最大频率。当采用由SMART-1台阵记录对相干函数模型参数拟合时,最大频率取10 Hz比较合适。二、从自回归模型（Autoregressive Model）-信噪比（SNR）的角度,提出了由自回归模型求得功率谱,进而根据信噪比确定相干函数模型有效频段范围的方法。本文引入的“信噪比”仅用以衡量自回归模型中地震动功率谱与激励白噪声功率谱之间的比例。信噪比SNR=0时对应的频率为有效频段的最大频率,大于该最大频率的频率成分,被当作是地震波中的随机成分,可以不考虑地震动的相关性。采用这一方法对SMART-1第5次和第45次地震记录的EW和NS方向不同台站间距下的S波进行了功率谱估计和相干函数的计算,根据信噪比确定出有效频段范围,并结合相干函数曲线图的衰减趋势,表明此方法是可行的,最大频率可以取为10Hz。三、由于强地震动受到震源、传播路径和场地条件的影响,具有区域性差异,不同台阵记录获得有效频段范围可能不同,因此建议在给出相干函数模型参数时,要说明模型的频段使用范围。同一台阵下,应考虑台站间距对有效频段范围选取的影响,重视较大间距下高频时,相干性可能会变得不可靠。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 地震动的空间变化及研究现状
•   1.3 相干函数频段范围的研究现状
•   1.4 本文研究内容
•   1.5 本文章节安排
• 第二章 地震动数据获取与处理
•   2.1 SMART-1 台阵
•   2.2 数据处理
•   2.3 本章小结
• 第三章 基于能量的相干函数有效频段范围的选取
•   3.1 引言
•   3.2 基于能量选取有效频段范围的方法
•   3.3 相干函数及能量比的计算
•   3.4 结果分析
•   3.5 本章小结
• 第四章 基于自回归模型的相干函数有效频段范围的选取
•   4.1 引言
•   4.2 自回归（AR）模型的基本原理
•   4.3 AR模型的功率谱估计与相干函数
•   4.4 由信噪比确定有效频段范围的方法
•   4.5 采用强震台阵记录的算例分析
•   4.6 本章小结
• 第五章 讨论与结论
•   5.1 讨论
•   5.2 结论
•   5.3 需要进一步研究的内容
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 攻读硕士学位期间发表的论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 朱越

导师: 丁海平

关键词: 相干函数,频段范围,台阵,能量比,自回归模型

来源: 苏州科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地球物理学

单位: 苏州科技大学

分类号: P315.9

总页数: 81

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