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基于HHT的结构强震记录分析研究 总被引：5，自引：0，他引：5
本文利用HHT(Hilbert-HUang Transform)研究了结构强震记录的时频特性及结构动力特性。介绍了一座7层钢混框架结构及其强震观测台阵概况以及经历的地震情况,选择了在3次有代表性地震中的强震记录,利用一种新的非平稳信号处理方法HHT对记录进行了处理和分析,得到了该结构强震记录的时频幅值三维分布以及边际谱,并将边际谱与傅里叶谱进行了对比,识别了结构的自振频率。研究表明,对结构强震记录这种强非平稳信号,可以利用HHT分析得到能量集中分布的频段与时间范围。HHT边际谱与傅里叶谱相比,在低频部分幅值要大于傅里叶谱,而在高频部分,幅值要小于傅里叶谱。利用结构强震记录识别的自振频率比环境振动测试结果要小。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2017,(2)
高频衰减参数kappa是近场强地震动模拟中的一个重要参数,本文利用汶川地震的强震记录计算了主余震的kappa值,并分别给出了3种场地类别的kappa值随震中距和震级变化的统计参数。统计结果表明,水平方向地震动的高频衰减较明显;当震中距或震级较小时,部分强震记录的衰减缓慢;3种场地类别的kappa值统计结果均与震级和震中距有关,并随着场地类别的增大,相关系数相应增加。计算得到的kappa值离散性很大,本文在线性拟合的基础上给出了kappa的取值范围,这一范围基本控制在拟合直线两倍标准差之间。本文的研究结果对kappa值的估计有重要参考价值。 相似文献
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以分形理论为基础,借助于压缩映射原理和不动点理论及实变函数理论,给出了分形插值函数的显式表达形式,同时给出了垂直比例因子的局部显式表达式.利用该显式分形插值方法对稀疏采样的地震记录进行了插值加密处理,并对原始记录和分形插值重建记录进行了叠前逆时偏移处理.数值重建实验表明,显式分形插值重建的剖面与原始地震剖面非常类似,单道地震记录则表明显式分形插值重建的地震道是原始地震道的良好近似,缺失道的振幅和相位都得到了很好的估计.叠前偏移结果则表明,分形插值叠前偏移剖面是原始记录偏移剖面的良好近似,二者的分辨率几乎一样. 相似文献
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1976年6月9日云南省龙陵地区发生了一次6.2级余震。本文对这次地震的强震记录进行了数值模拟,并通过合成地震图与观测资料的对比,研究了这次地震的断层长度、破裂方式以及位错分布的特点。分析结果得到这次地震是由北向南的右旋走滑型破裂,断层长度约为20km,破裂速度接近0.9倍剪切波速,断层上的平均错距为60cm,平均应力降约为23bar。近场记录中的丰富高频成分表明断层上的位错分布和上升时间分布是极不均匀的,相应的局部错距和局部应力降分别为189cm和200-300bar,远高于其平均值。通过模拟过程可以看出近场记录对于震源断层的长度和破裂方式等都有较强的约束作用,因此分析强震记录是研究震源过程的一种有效手段。 相似文献
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在地震数据处理中,地震数据插值方法常常用来解决地震数据空间采样率低和不规则的问题.本文提出了一种基于边缘保持滤波器的地震数据插值方法.在该方法中,对于一个1D信号,逐点滑动一个处理窗口,将信号分成多个信号片段.对于某一个待恢复的缺失采样点,存在多个包含(或邻近)该采样点的信号片段可以用来估计它.采用多项式来拟合这些信号片段,并选择拟合误差最小的信号片段估计此缺失采样点,达到边缘保持的目的.对于2D地震信号,先沿不同方向扫描抽取1D信号,然后采用上述1D边缘保持插值算法分别进行处理,得到沿不同方向的插值结果.对于任一待插值采样点,选取对应拟合误差最小的方向的插值结果作为最后输出的2D数据的插值结果.理论模型和实际资料的处理结果表明,所提方法具有保边缘、抗假频及能够进行不规则数据重建等特点,既能有效的实现不规则地震数据的重建,又能很好的保持原有数据的边缘特征. 相似文献
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为实现从注重灾后救助向注重灾前预防转变,如何提高地震灾害监测预警和风险防范能力成为我们关注的重点.本文给出了国际上GNSS位移记录、强震动加速度记录、测震速度记录在地震预警中的应用现状,并总结了各自的特点,归纳出围绕高频GNSS地震学在震级与破裂过程实时反演中的几个需要进一步研究的关键问题：（1）引入北斗系统,基于高频GNSS（GPS/BDS）双系统的实时位移解算方法来提高实时单站位移解算精度,使实时解算精度达到厘米级;（2）开展强震仪加速度记录基线偏移校正研究,弥补地震近场GNSS站密度不足问题;（3）强震仪加速度记录与GNSS位移记录特点不同,开展强震仪加速度数据与GNSS位移数据实时融合处理研究,快速获得包含丰富地震形变和速率的波形数据;（4）测震学方法可快速估算震级,但是在强震发生时会出现震级饱和现象,造成震级估算偏低.需要开展基于GNSS位移时间序列的多种方法相结合的实时震级估算方法研究,通过与地震学方法比较和结合,来得到精度高、计算快的震级估值算法;（5）基于高频GNSS、断层初始模型快速选取、断层尺度、参数自适应调整是快速判断断层破裂方向的基础,在断层破裂过程自适应准实时反演算法方面需要进一步加强.通过国内外研究现状调研、分析,表明基于高频GNSS地震学的震级快速确定、震源破裂过程准实时反演算法的发展将对我国地震预警系统从"二网融合"到"三网融合"提供坚实的技术支撑. 相似文献
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本文详细地分析了强震加速度记录的数字化噪声。分析表明:数字化噪声由数字化设备的系统误差和操作者的随机读数误差迭加而成,随机数字化误差是具有各态历经性质的,其振幅按高斯规律分布的平稳随机过程,在其频谱组成中,长周期分量占明显的优势,因此将对二次积分加速度记录的位移曲线产生严重的影响。 研究表明:随机数字化噪声位移主要分布在周期大于25秒的频段,对加速度记录来说,分布在周期小于25秒的频段内,其随机噪声是相当小的(假定记录纸速为1厘米/秒)。因此,利用数字滤波技术,可以除去数字化加速度记录中的大部份随机数字化噪声。 作为实例,对一个典型的强震加速度记录进行了滤波,给出了低噪声的加速度记录和由此算出的位移曲线,且和未经滤波的相应记录及其位移进行了比较。 相似文献
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数字强震记录“精确”插值、积分和微分的权函数算法——I.时域离散序列数值分析方法与应用研究 总被引：4，自引：0，他引：4
现有强震记录常规处理程度中采用的插值、积分、微分运算方法计算简单、省时,但在某些情况下,不能确保所要求的计算精度,针对这一问题,本文假定强震记录是理想的有限长记录并满足采定理,在此基础上提出了对强震记录进行“精确”插值,积分和微分运算以及权函数的概念,并推导建立了相应的计算公式,理论和算例分析表明：（１）本文算法中使用的插值,积分和微分运算权函数均具有不变和快速收敛的性质;（２）只需要少量的权系数,本文算法就能获得足够的计算精度;（３）选取足够多的权系数,本文算法能以任意精度副近真实的精确解序列,（４）本文算法可以成为强震数据处理和相关结构动力分析的基础。 相似文献
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信号内插与噪音剔除是相互有着有机联系的两个方面。首先讨论地震信号的内插方法,提出了一种“最佳内插算子”,从而导出了另一种“检噪算子”,它可以有效地把干扰波从记录中识别出来,并将其“剔除”出去。进而讨论空间域数据的内插问题--道内插问题。在一定的条件下,空间域数据内插与时间域内插是完全等效的,因此道内插也可以采用与时间域相同的“最佳内插算子”。地震记录上的干扰波其绝大部分表现为空间域的脉冲式干扰,所以用“检噪算子”在空间域作褶积,便能识别干扰,从而对干扰加以剔除。本文解决了一种迭代的剔除方法,取得了好的效果。 相似文献
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基于稀疏反演的地震插值方法是一种重要的插值方法,然而大多数这类方法只针对无噪声数据或者高信噪比数据插值.实际上,地震数据含有各种噪声,使得插值问题变得更加困难.凸集投影方法是一种高效的插值算法,但是对于含噪声数据的插值效果不理想,针对含噪声数据提出的加权凸集投影方法能够实现同时插值和去噪,但是除了最小阈值需要认真选取外,增加一个权重因子来实现去噪功能.本文由迭代阈值算法推导出加权凸集投影方法,证明其是解无约束优化问题的一种方法,加权因子可以看作拟合误差项的系数.本文还提出了一种改进的凸集投影方法,与原始凸集投影方法相比该方法不需要增加任何计算量,只要通过阈值的选择来进行插值和去噪.数值模拟证明了该算法的计算效率,并且对含噪声数据能够实现较好的插值效果;先插值后去噪的结果证明了同时去噪和插值算法的可靠性和稳定性. 相似文献
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随着石油勘探难度的进一步加大,地震数据往往存在采样不规则、地震道缺失等现象,如果不对其进行处理,会对后续的地震成像产生影响,引入成像噪音.针对这一问题,一般是通过地震道插值或数据规则化对叠前数据进行处理,然后采用常规的偏移方法进行成像,本文则是将地震成像看作最小二乘反演问题,在共成像点道集引入平滑算子,在共偏移距/角度道集引入平面波构造算子(PWC)进行约束,通过预条件共轭梯度法使得反偏移后数据与输入数据之间的误差达到最小,最终得到信噪比更高、振幅属性更为可靠的成像结果.理论模型和实际资料处理表明,本文方法不仅可以有效压制数据不规则对成像产生的噪音,而且具有更高的成像精度. 相似文献
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随着多波多分量技术的发展,宽频数据采集逐渐成为地震勘探的发展趋势.通过高保真获取全波场信息,并尽可能保留高频有效成分,进而利用多种波场信息相互验证和补充,是提高地震勘探精度的有效方法.受仪器带宽限制,常规设备在高频段很难同时保持高分辨率和大动态范围特征,在多波地震采集时,极容易出现分辨率不足和限幅失真等现象,极大影响多波多分量方法的实际应用效果.鉴于此,本文给出一种利用积分器、高频ADC、DAC和抽取滤波器构成的低成本宽频数据采集方法.通过构造环路滤波器(调制器),对高频ADC输出数据中的量化噪声二次整形,并配合抽取滤波,对带外噪声进行有效压制.实际测试表明,通过精细电路结构设计,采集站有效分辨率可达24位(采样率为2 kHz),动态范围超过140 dB,SNR达142 dB.相比传统设备,其采集数据在5～25 Hz的低频段和100 Hz以上的高频段都具有更加丰富的有效信息,非常适合多波多分量数据采集. 相似文献
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研究基于Fourier变换的数据重建方法,既能进行非均匀采样数据重建,又可以去除空间假频. 将不规则采样数据重建问题归结为信息重建的地球物理反演问题,采用最小二乘方法从观测的稀疏或不规则数据反演模型空间完全信息. 在求解信息重建反演问题时,引入DFT 加权范数规则化策略,采用预条件共轭梯度法（PCG）求解,保证解的稳定性和收敛速度. 处理线性同相轴假频问题时,根据采样定理,引入线性预测方法,采用Yule Walker方程由带限信号的无假频低频功率谱预测高频功率谱,达到反假频目的. 本文研究了均匀采样数据内插,非均匀采样数据重建,非均匀分布高频信息重建等方面问题,数值试验取得较好效果. 相似文献
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Seismic directional random noise suppression by radial‐trace time–frequency peak filtering using the Hurst exponent statistic 
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下载免费PDF全文 Radial‐trace time–frequency peak filtering filters a seismic record along the radial‐trace direction rather than the conventional channel direction. It takes the spatial correlation of the reflected events between adjacent channels into account. Thus, radial‐trace time–frequency peak filtering performs well in denoising and enhancing the continuity of reflected events. However, in the seismic record there is often random noise whose energy is concentrated in certain directions; the noise in these directions is correlative. We refer to this kind of random noise (that is distributed randomly in time but correlative in the space) as directional random noise. Under radial‐trace time–frequency peak filtering, the directional random noise will be treated as signal and enhanced when this noise has same direction as the signal. Therefore, we need to identify the directional random noise before the filtering. In this paper, we test the linearity of signal and directional random noise in time using the Hurst exponent. The time series of signals with high linearity lead to large Hurst exponent value; however, directional random noise is a random series in time without a fixed waveform and thus its linearity is low; therefore, we can differentiate the signal and directional random noise by the Hurst exponent values. The directional random noise can then be suppressed by using a long filtering window length during the radial‐trace time–frequency peak filtering. Synthetic and real data examples show that the proposed method can remove most directional random noise and can effectively recover the reflected events. 相似文献
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Joint up/down decomposition and reconstruction using three‐component streamers with or without ghost model: the sampling theory 下载免费PDF全文
下载免费PDF全文 This paper addresses two artefacts inherent to marine towed‐streamer surveys: 1) ghost reflections and 2) too sparse a sampling in the crossline direction. A ghost reflection is generated when an upcoming reflection bounces off the sea surface back into the sensors and can, in principle, be removed by decomposing the measured wavefield into its up‐ and downgoing constituents. This process requires a dense sampling of the wavefield in both directions along and perpendicular to the streamers. A dense sampling in the latter direction is, however, often impossible due to economical and operational constraints. Recent multi‐component streamers have been designed to record the spatial gradients on top of the pressure, which not only benefits the wavefield decomposition but also facilitates a lower‐than‐Nyquist sampling rate of the pressure. In this paper, wavefield reconstruction and deghosting are posed as a joint inverse problem. We present two approaches to establish a system matrix that embeds both a deghosting and an interpolation operator. The first approach is derived with a ghost model, whereas the second approach is derived without a ghost model. The embodiment of a ghost model leads to an even lower sampling rate but relies on a more restrictive assumption on the sea surface. 相似文献
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人工地震方法由于受到野外观测系统和经济因素等的限制,采集的数据在空间方向总是不规则分布.但是,许多地震数据处理技术的应用（如：多次波衰减,偏移和时移地震）都基于空间规则分布条件下的地震数据体.因此,数据插值技术是地震数据处理流程中关键环节之一.失败的插值方法往往会引入虚假信息,给后续处理环节带来严重的影响.迭代插值方法是目前广泛应用的地震数据重建思路,但是常规的迭代插值方法往往很难保证插值精度,并且迭代收敛速度较慢,尤其存在随机噪声的情况下,插值地震道与原始地震道之间存在较大的信噪比差异.因此开发快速的、有效的迭代数据插值方法具有重要的工业价值.本文将地震数据插值归纳为数学基追踪问题,在压缩感知理论框架下,提出新的非线性Bregman整形迭代算法来求解约束最小化问题,同时在迭代过程中提出两种匹配的迭代控制准则,通过有效的稀疏变换对缺失数据进行重建.通过理论模型和实际数据测试本文方法,并且与常规迭代插值算法进行比较,结果表明Bregman整形迭代插值方法能够更加有效地恢复含有随机噪声的缺失地震信息. 相似文献
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A new seismic interpolation and denoising method with a curvelet transform matching filter, employing the fast iterative shrinkage thresholding algorithm (FISTA), is proposed. The approach treats the matching filter, seismic interpolation, and denoising all as the same inverse problem using an inversion iteration algorithm. The curvelet transform has a high sparseness and is useful for separating signal from noise, meaning that it can accurately solve the matching problem using FISTA. When applying the new method to a synthetic noisy data sets and a data sets with missing traces, the optimum matching result is obtained, noise is greatly suppressed, missing seismic data are filled by interpolation, and the waveform is highly consistent. We then verified the method by applying it to real data, yielding satisfactory results. The results show that the method can reconstruct missing traces in the case of low SNR (signal-to-noise ratio). The above three problems can be simultaneously solved via FISTA algorithm, and it will not only increase the processing efficiency but also improve SNR of the seismic data. 相似文献
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深地震反射原始单炮数据是非平稳的弱能量反射信号,信噪比较低.如何提高信噪比一直是深地震反射数据前处理中的一大难题.S变换是一种适用于分析非平稳信号的时频变换方法.同其他分析时变信号的方法相比,S变换的基本小波不必满足小波在时间域均值为零的容许性条件,它的时频分辨率与分析信号的频率有关,且其在时间域的积分可以得到傅里叶频谱,其反变换也简单.因此,S变换容易表示深地震反射信号复杂的时频特性.本文在S变换的基础上,利用软阈值滤波方法对深地震反射数据进行处理,实验结果表明,该方法有效地提高了信噪比,压制了有效频带范围内的混频干扰,突出了弱反射信号,使得波组信息更加丰富,有利于连续追踪有效反射波组和识别薄地层,特别是提高了深部Moho界面反射层位的分辨率,为深地震反射剖面后续处理和准确解释奠定了基础. 相似文献