【摘要】：本文通過對大量天然地震動信號使用一維連續(xù)小波變換,并對得到CWT(Continuous1-D wavelet transform)圖進(jìn)行分析,探索不同場地土?xí)r地震波的時(shí)頻域特性。通過對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì),總結(jié)出了不同場地條件下的天然波的不同頻率成分在時(shí)域上的變化規(guī)律和不同時(shí)刻上尺度的演變規(guī)律。并在此基礎(chǔ)上映射出剪切波速與各類特征之間的關(guān)系。通過對比現(xiàn)有的人工地震波合成方法,并且依據(jù)得到的特征,再結(jié)合一維連續(xù)小波變換的逆變換,提出一種新的人工地震波的合成方法,旨在合成的人工波能夠更為細(xì)致擬合場地土的條件和實(shí)際地震動特征。首先,分析現(xiàn)有的人工地震波的合成方法,并通過分析得出傳統(tǒng)方法的局限性所在。并提出基于一維連續(xù)小波變換和逆變換的合成方法能夠在一定程度上突破原有的局限性,這使得人工合成的地震波能夠更加貼近天然波。隨后給出一維連續(xù)小波變換和逆變換的原理,以及應(yīng)用一維連續(xù)小波變換分析天然地震波的優(yōu)點(diǎn)和必要性。并分析了基于CWT圖的特征合成人工波的可行性。然后,對不同天然地震波的CWT圖,通過計(jì)算和統(tǒng)計(jì)得到不同時(shí)刻上尺度的變化規(guī)律,確定了不同時(shí)刻上尺度數(shù)據(jù)的有效起始位置和峰值位置。并對上述曲線提取的同時(shí),保留了對應(yīng)的各類場地類型下的曲線分布的上下界限。再通過統(tǒng)計(jì)不同場地土類型的波形數(shù)據(jù),得出不同場地情況下,地震波的CWT圖中尺度在不同時(shí)刻上的衍變規(guī)律,并將提取其峰值曲線。隨后,通過分析不同尺度的有效持續(xù)時(shí)長,得出不同地震波中不同頻率成分隨時(shí)間的持續(xù)和衰減規(guī)律。通過統(tǒng)計(jì)手段可以得到四類場地的CWT圖的特征,再根據(jù)實(shí)際需要通過數(shù)學(xué)手段對上述特征進(jìn)行數(shù)值擬合,并在此基礎(chǔ)上初步建立剪切波速和各類特征之間的關(guān)系。利用得到的特征信息,再經(jīng)過小波逆變換就可以得到基于CWT圖的時(shí)頻域特征合成的人工地震波。最后通過求解新法人工波的功率譜,對比舊法人工波和天然波以及目標(biāo)功率譜,來判定新方法合成的人工波的合理性。同時(shí)對上述三類地震波進(jìn)行一維連續(xù)小波分析,提取相關(guān)的CWT圖的特征。通過對比新合成的人工波和同類天然波以及舊法人工波的對應(yīng)的特征,以此判定新法人工波與舊法人工波在時(shí)域和頻域兩個(gè)方向人工地震動信號與天然波的擬合程度。新的合成方法是基于時(shí)域和頻域兩個(gè)方面的特征所得到的波形數(shù)據(jù),現(xiàn)有的人工地震波合成方法都是很好的擬合了天然波的時(shí)域非平穩(wěn)特性和簡單的頻域特性,但頻域上的調(diào)制一般是均勻的,不能很好的契合天然波的頻域非平穩(wěn)特性。而本文所提出的方法,在考慮了頻率特性的同時(shí),細(xì)致的考慮了天然波的不同頻率成分在時(shí)間上變換特征。結(jié)果顯示該方法能夠更好的擬合天然地震波的特性。同時(shí)通過一定的數(shù)學(xué)手段將各類特征從四大類的場地分類映射到具體的場地土剪切波束上,這樣就能夠在一定程度上更為細(xì)致的擬合場地土等條件,并提供一種能更好的擬合天然地震動和實(shí)際場地條件的人工波合成方法。
【圖文】：

廣州大學(xué)碩士學(xué)位論文2.3 一維連續(xù)小波變換在分析天然波中的應(yīng)用2.3.1 天然波的一維連續(xù)小波變換的尺度圖本文使用一維連續(xù)小波對天然地震波進(jìn)行分析[44]，，使用了 MATLAB（軟件版本:8.3.0.532 (R2014a)）的內(nèi)置函數(shù)公式“coefs = cwt(x,scales,'wname')”。下面分別選取四個(gè)場地類別對應(yīng)的天然地震波，進(jìn)過小波變換得到結(jié)果如下：cm/s^2

R2014a)）的內(nèi)置函數(shù)公式“coefs = cwt(x,scales,'wname')”。下面分的天然地震波，進(jìn)過小波變換得到結(jié)果如下：圖 2-1a 一類場地波 CWT 圖
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU352.11

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2649636