基于小波包理论的地震动合成及非平稳地震动模型建立

摘要

人工合成地震动在工程结构的应用中具有重要意义，然而，现有的人工合成地震动方法，大多采用均匀调制模型，仅考虑时域非平稳，无法表征频域非平稳和局部非平稳性，导致拟合结果与实际振动记录具有较大的差异。因此，寻找能够与实际地震动时频分布特性一致的非平稳地震动模型化方法，对于人工合成地震动具有重要意义。
　　本文首先提出了一种基于小波重构理论与地震动能量控制的人工波合成方法，该方法可以改进现有人工波合成方法的一些缺陷，能够准确快速地合成所需人工波。通过采用Matlab编程进行实例分析，验证了该方法具有较高的合成准确性。
　　其次，本文基于定性与定量两方面提出了在地震动拟合与分析中的最优小波基函数选取原则。在对地震动进行谱分析和利用小波包重构理论合成人工波时，小波基函数的定性准则会有所不同。并且本文通过将频带能量平均误差值?作为判别函数进行判别，定量分析了8种常用小波基的性能。
　　最后，本文收集了大量实际记录地震波，对其进行了频谱分析，并对彭凌云功率谱模型进行了拟合与定参。并且，基于Priestley演变谱理论，本文建立了基于彭凌云模型的时变功率谱模型，并进行了拟合与定参。通过对上述模型进行分析与修正，本文最终建立了基于时变修正彭凌云模型的非平稳地震动模型，可以较为准确的反应实际地震波的性态，并能较好的应用于实际工程之中，具有一定的理论价值与工程意义。