地震动随机功率谱模型分析改进及其参数值确定

摘要

在地震工程学领域中,地震动功率谱起着非常重要的作用。地震动功率谱模型是用来描述地震地面运动过程能量的频域分布规律,是地震动随机模型的重要组成部分。如果具有充足的地面运动资料,那么就可直接用统计分析来建立地震动随机模型。然而,到目前为止,强地面运动的加速度记录资料仍然非常有限,因此,不得不假设模型的形式。在地震工程领域中,虽然有一些学者提出各种模型,但这些模型都存在一些不足之处,故有必要对地震动功率谱模型进行深入研究。
　　首先,本文对地震动功率谱模型的研究现状进行了梳理,总结了多种地震动功率谱模型,根据地震动模型的评价标准对目前已有功率谱模型进行了对比分析。
　　其次,针对彭凌云模型在高低频抑制强度方面的不足之处,本文提出了新的修正彭凌云模型,推导了新模型在单自由度体系下的方差公式。并利用Matlab软件编制程序对本文提出的修正彭凌云模型和彭凌云模型从三个方面进行对比分析,以此验证本文提出的修正彭凌云模型的优势。
　　最后,收集了Ⅱ类场地条件下的100条实际记录地震波,根据8度多遇地震对所有地震波的原始信号进行调整,对调整后的各条地震波做傅里叶变换,获得频谱图,进行频谱分析。同时,采用Matlab软件编制程序,利用最小二乘法对平均功率谱曲线进行拟合,进而确定本文提出的修正彭凌云模型的参数值。算例分析结果表明:本文提出的修正彭凌云模型更能合理地描述地面加速度过程,准确反映地震动的实际情况。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 随机振动理论

1.3 随机振动信号处理

1.4 傅里叶变换

1.5 本文研究的目的和主要内容

第二章 随机过程

2.1 引言

2.2 随机变量

2.3 随机过程

2.4 平稳过程

2.5 结构随机激励模型

2.6 随机过程的平稳化

2.7本章小结

第三章 地震动及地震动模型分析与改进

3.1 引言

3.2 地震基础知识

3.3 地震动的描述

3.4 常见的地震动模型

3.5 功率谱评价比较

3.6 修正彭凌云模型

3.7 修正彭凌云模型分析

3.8 本章小结

第四章 随机振动信号及谱模型参数确定

4.1 引言

4.2 随机振动信号的处理方法

4.3 傅里叶变换基本知识

4.4 功率谱模型参数的确定方法

4.6 修正彭凌云模型参数确定方法

4.7 修正彭凌云模型参数值的确定

4.8 算例分析

4.9 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢