【技术实现步骤摘要】
一种长周期地震动模拟生成方法
[0001]本专利技术涉及工程结构抗震领域，具体涉及一种长周期地震动模拟生成方法。
技术介绍
[0002]长周期地震动(低频地震动)是一种盆地内的卓越周期较长的长持时远场地震动，具有显著的面波次生效应，往往具有震源较大、周期较长、持续时间长、破坏性较强、传播距离较远的特点。长周期地震动的振动周期通常在1秒到10秒之间，甚至更长至一两分钟，这使得它们在地面上造成的波形相对平缓，但能量较强，这使得建筑物等结构在其作用下，受到的迫力均匀且强度不小，更容易引起建筑物、桥梁等结构的共振和破坏，并可能导致土壤液化等现象，另外，长周期地震波在传播过程中能量损失小，在距离震源较远的地方仍然能够对建筑物等结构产生影响，危害更加严重。
[0003]以在工程应用中对高层建筑在长周期地震动情况之下的抗震性能进行评估为例，高层建筑来由于高度较高，其自振周期相对较长，容易与长周期地震动的周期相似，从而引起共振，进而引起明显震害。而现有长周期地震动的真实震动数据情况记录有限，难以仅仅基于现有记录进行针对高层建筑在长周...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种长周期地震动模拟生成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取匹配目标场地设计地震动参数的实际长周期地震动记录；S2、通过面波粒子偏振特性将步骤S1中的实际长周期地震动记录进行面波和体波分离，得到面波分量和体波分量；S3、对步骤S2中得到的所述体波分量进行多元经验模态分解，获取本征模态函数分量；S4、对步骤S2中得到的所述面波分量以及步骤S3中得到的所述本征模态函数分量进行时频参数估计，并引入随机相位角，叠加组合后生成长周期地震动模拟记录；所述面波分量是指逆进瑞丽波、顺进瑞丽波和勒夫波分量；所述时频参数是指瞬时频率和瞬时幅值。2.根据权利要求1所述的长周期地震动模拟生成方法，其特征在于，步骤S1中，获取匹配目标场地设计地震动参数的实际长周期地震动记录包括三个振动分量分别为地震波在水平方向的北
‑
南NS方向和东
‑
西EW方向、以及垂直方向的上
‑
下UD方向观测到的振动分量，其中j∈(NS,EW,UD)。3.根据权利要求2所述的长周期地震动模拟生成方法，其特征在于，步骤S2中，通过面波粒子偏振特性从步骤S1的实际长周期地震动记录三个振动分量中，按照下式分别分离出在NS、EW、UD方向上的面波分量：式中，是在NS、EW、UD方向上的总面波时程，是面波分量在NS、EW、UD方向的时程，其中，j∈(NS,EW,UD)，q∈(1,2,3)；然后根据下式分别得到在NS、EW、UD方向上的体波分量：式中，是实际长周期地震动记录三个振动分量，是在NS、EW、UD方向上的总面波时程，其中，j∈(NS,EW,UD)，q∈(1,2,3)。4.根据权利要求2所述的长周期地震动模拟生成方法，其特征在于，在进行步骤S2之前，首先对实际长周期地震动记录三个振动分量进行信号的预处理后再通过面波粒子偏振特性将步骤S1中的实际长周期地震动记录进行面波和体波分离，得到面波分量和体波分量；具体包括如下步骤：S201、对实际长周期地震动记录三个振动分量按照下式进行S变换，其中j∈(NS,EW,UD)，得到三个振动分量变换结果：其中，τ是高斯窗的中心位置，f是频率(Hz)，g
▽
(t)是地震动时程，t是时间，i是虚数单位，
‑
1的平方根，即i2＝
‑
1，N，E和U分别代表北向、东向和竖直向上方向，R和T分别代表面波传播的辐射方向和横向；S202、按照下式所列方程确定面波主方向的角度：
其中，θ
I
＝θ
r
+π{1
‑
sign[sin(θ
r
)]}+π{1
‑
sign[cos(θ
r
)]}sign[sin(θ
r
)]/2；)]/2；其中，θ是面波主方向的角度，sign[
·
]是功能函数，x
pr
是震源大致方位，τ是高斯窗的中心位置，f是频率(Hz)；是信号在时间间隔τ和频率f上的复数值；Re[
·
]是实部函数，代表输出信号与输入信号在幅度上的差异；Im[
·
]是虚部函数，表示信号通过系统后相位上的偏移量；^代表时域转换；S203、将经过了S变换的实际长周期地震动记录三个振动分量按照下式变换到面波传播方向，即辐射方向和横向，得到实际长周期地震动记录三个振动分量转向后的变换结果：其中，S(τ,f)是信号在时间间隔τ和频率f上的复数值，R和T分别代表面波传播的辐射方向和横向，N，E分别代表北向、东向；S204、根据面波粒子偏振特性分别...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜言，刘烁宇，辛景舟，彭留留，吴凤波，唐启智，李双江，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。