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近场强震动加速度记录的校正处理方法

作　者: 江汶乡
导　师: 于海英
学　校: 中国地震局工程力学研究所
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 数字强震仪近场加速度记录零线校正永久位移 MATLAB
分类号: P315.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 72次
引　用: 1次
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内容摘要

近一个世纪以来,破坏性大地震给人们的生产和生活带来了巨大的损失。但与此同时人类也积累了大量宝贵的强震记录。随着人们对地震研究的深入,近场强震动加速度记录也显得越来越重要。这也对加速度强震记录的精准性提出了更高的要求。由于近断层场地的震动最为激烈,往往会造成仪器墩不同程度的倾斜,而且倾斜的角度和方向是时变的。地震时近断层场地还会有不同程度的旋转,在得到的强震记录中也会耦合旋转分量。这都给强震记录的校正造成了相当大的困难。国内外学者对近场记录的校正方法进行了大量的研究,得出了很多有用的结论。但是在汶川地震中得到的近断层强震记录体现出了更为复杂的误差引入因素。因此,本文在前人的研究基础上,以汶川地震和集集地震的加速度记录为主要研究对象,对近场强震动记录中由仪器倾斜引起的误差校正方法进行了研究。并且在MATLAB环境下实现了校正程序。具体内容如下:1.本文对数字强震记录系统进行了误差分析;对近场强震动加速度记录的校正处理方法进行了系统的研究;并且对加速度记录的校正准则进行了论述。给出了适合近场强震动加速度记录的校正方法和准则。2.对5种型号数字强震仪系统进行振动台对比实验,并且对结果进行了分析。给出了加速度记录积分后速度和位移时程零线漂移的原因。并对振动台实验中强震仪记录到的加速度经过校正后再两次积分得出位移时程与实验时记录到的绝对位移进行比较。3.利用MATLAB语言编写了加速度记录零线校正软件,对2008年5.12汶川8.0级大地震现场加速度记录两次积分后得出永久位移。对汶川强震记录校正后的位移与GPS同震位移进行了比较分析。对台湾集集地震的近场记录用本文方法进行校正,校正结果符合提出的校正准则。结果表明,该方法对大地震近场仪器墩会发生倾斜或产生永久位移的加速度记录的零线有明显的校正效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-13
  1.1 引言  9
  1.2 国内外研究历程及现状  9-11
  1.3 论文立题背景和本文工作  11-12
  1.4 各章主要研究内容及安排  12-13
第二章加速度记录的误差分析  13-21
  2.1 引言  13
  2.2 基线初始值  13
  2.3 低频误差  13-15
  2.4 随机噪声  15-17
  2.5 仪器倾斜  17-18
  2.6 两种基线误差的表现形式  18-19
  2.7 小结  19-21
第三章现有的处理方法  21-29
  3.1 引言  21
  3.2 加速度记录的零线调整（RAP）  21-23
  3.3 USGS 使用的基本加速度记录处理方法  23-24
  3.4 Iwan 等的零线校正方法（Iwan 方法）  24-25
  3.5 Graizer 的多项式拟合法  25
  3.6 IEM 使用的基本加速度记录处理方法  25-27
  3.7 小结  27-29
第四章本文采用的校正方法  29-35
  4.1 引言  29
  4.2 零线校正准则  29-30
  4.3 近断层零线校正方法  30-33
  4.4 小结  33-35
第五章振动台对比实验  35-42
  5.1 实验目的  35
  5.2 实验用数字强震仪  35-37
  5.3 振动台输入地震波  37-38
  5.4 标准位移计和记录系统  38
  5.5 实验步骤  38
  5.6 实验数据回收  38-42
第六章程序实现  42-49
  6.1 数值积分方法  42-43
  6.2 主要代码  43-44
    6.2.1 计算斜率和倾斜时刻T 的函数  43
    6.2.2 校正函数  43-44
    6.2.3 计算傅里叶谱  44
  6.3 应用程序界面  44-49
第七章校正结果分析  49-67
  7.1 振动台结果分析  49-54
  7.2 台湾集集地震记录校正效果  54-57
  7.3 汶川地震记录的校正效果  57-66
  7.4 小结  66-67
第八章总结与展望  67-68
参考文献  68-69
致谢  69-70
作者简介  70
攻读硕士期间主要参与的课题  70
攻读硕士期间发表的论文  70

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