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在2008年5月12日汶川MS8.0地震中，四川数字强震台网共获取了133组三分向加速度记录. 本文选取了一些不同断层距的台站所获取的强震动记录进行了处理和分析．在数据处理中，采用基于聚类经验模态分解（EEMD）提取信号时频特性的方法，有效获得了信号能量的时频分布，提取了中心频率、 Hilbert能量、最大振幅对应的时频等特性，并与傅里叶变换、小波变换进行了对比研究．研究结果表明, 对非线性的强震记录采用聚类经验模态分解（EEMD）能抑制经验模态分解（EMD）中存在的模态混叠问题；与傅里叶变换和小波变换相比发现， HHT边际谱在低频处幅值高于傅里叶谱；与小波变换受到所选取的母波强烈影响不同， HHT直接从强震记录中分离出固有模态函数（IMF），更能反映出原始数据的固有特性， Hilbert谱反映出大部分能量都集中在一定的时间和频率范围内，而小波谱的能量却在频率范围内分布较为广泛．因此，基于EEMD的HHT在客观性和分辨率方面都具有明显的优越性，能提取到更多强震加速度记录的时频特性． 相似文献
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Hilbert-Huang Transform(HHT)是一种新的适用于非线性、非平稳信号,且具有自适应性的数据处理方法．本文简要介绍了一座45层钢筋混凝土框架结构及其振动台试验模型概况. 利用HHT分析了模型结构在不同烈度地震中的反应记录,得到了Hilbert时频幅值三维分布和Hilbert边际谱．Hilbert谱得到记录能量集中分布的频段与时间范围,捕捉到信号变化的主要特征. Hilbert边际谱曲线形状和峰值频率值随着地震烈度的升级而发生了相应变化,而且所有的结果图形体现出相同的规律性,预示着Hilbert边际谱在土木工程结构安全评价中的应用前景． 相似文献
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HHT方法在地震工程中的应用之初步探讨 总被引：26，自引：0，他引：26
详细介绍了一种新的非线性、非平稳信号的处理方法-HHT，讨论了其有效性和优越性，简单介绍了其在地震工程中的应用前景，并利用HHT处理了地震工程中常用El Centro地震记录，得到了该记录的振幅-频率-时间分布特性，并将得到的边际谱与傅立叶谱做了对比。 相似文献
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2017年8月8日四川九寨沟M7.0地震是继2008年汶川M8.0地震和2013年芦山M7.0地震之后，青藏高原东缘在不到10年的时间内发生的第3个震级M7.0以上的强震，震中位于青藏高原巴颜喀拉块体东缘东昆仑断裂带东端的塔藏断裂、岷江断裂和虎牙断裂交汇部位，四川省地震局的数字强震台网共有37个台站获取了主震的三分量强震加速度记录。由于傅里叶（Fourier）变换仅能提供强震记录的频域信息，故本文在对九寨沟M7.0地震的加速度记录进行时频分析时采用了一种基于聚类经验模态分解（EEMD）的希尔伯特-黄变换（HHT）方法提取信号时频特性，通过对震中附近台站的加速度记录进行EEMD分解和希尔伯特（Hilbert）变换及谱分析，最终有效获得了信号能量的时频分布特征，量化提取了中心频率、Hilbert能量、最大振幅对应的时间等特性，并与Fourier变换进行了对比研究。研究结果表明:对于非线性的强震记录采用EEMD能够有效抑制经验模态分解（EMD）中存在的模态混叠问题，FFT谱与Hilbert边际谱相比，它在低频处会低估地震动的幅值，随着频率的增加，FFT谱又会放大其幅值。 相似文献
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基于美国西部80条基岩上的近场强震记录， 采用Nakayama方法生成记录的渐进谱， 并参照Kameda方式，用统计方法建立了根据震级、距离等地震参数预测渐进谱的统计模型. 提出一种以渐进谱为目标谱的生成幅值和频率非平稳地震加速度时程的迭代方法. 由于考虑了渐进谱幅值和相位的相互影响，所生成的时程的相位也是时频非平稳的，并在相位调整中识别了相位谱增量符号以加速迭代收敛进程. 最后根据统计回归的目标渐进谱模型和本文提出的拟合目标渐进谱的方法，可生成不同震级、距离条件下的幅值和频率均非平稳的地震加速度时程. 相似文献
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Hilbert-Huang变换在提取地震信号动力特性中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
H ilbert-Huang变换(HHT)是一种处理非线性、非平稳信号的新方法。它通过经验模态分解将信号分解为有限个固有模态函数,并对每个固有模态函数进行H ilbert变换得到H ilbert谱。本文将这种方法应用于地震信号动力特性的提取,有效地获得了信号能量的时频分布,量化提取了中心频率、瞬时相位、瞬时能量、H ilbert能量、最大振幅对应的时频分布等动力特性,并与Fourier变换、小波变换等进行了比较,显示了HHT的优势以及对于进一步实现结构分析和控制的重要意义。 相似文献
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针对常规HHT功率谱存在能量泄漏的问题,提出基于正交化HHT变换来模拟地震波的方法。结合正交HHT对地震波局部谱密度的估计方法,以正交HHT时变功率谱作为目标谱并利用三角级数法来模拟非平稳地震记录。并通过对El Centro波和Landers波的模拟来研究样本强度和频率的非平稳特性。结果显示,模拟样本的时频特性与原记录相接近;任意一个样本过程的时变谱不一定符合目标谱,但是在统计意义上却严格符合目标谱。可以为某一强震记录补充大量具有相同统计特性的样本波,有利于结构随机响应时程分析。 相似文献
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前兆观测干扰信号频谱特征分析 总被引：2，自引：2，他引：0
地震前兆观测数据中干扰信号频繁出现,大大增加了地震前兆异常信息提取难度。本文选用基于傅里叶变换的功率谱、傅里叶谱以及基于希尔伯特-黄变换的边际谱方法,针对黑龙江地区数字化水位和竖直摆倾斜测项中的典型干扰信号进行分析,提取了水位高频干扰、周期干扰以及竖直摆倾斜的风扰、同震应变等常见干扰信号的频谱特征。通过对比3种频谱分析方法的差异性,发现功率谱法和傅里叶谱对提取干扰和噪声等平稳信号更加有效,而边际谱法对提取同震应变波等非平稳信号的效果更加显著。 相似文献
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2011年4月10日四川炉霍发生Ms5.3地震.本文选取了此次地震中不同震中距的台站所获取的三分量加速度时程记录,针对目前EMD分解的HHT方法存在的模态混叠问题,采用了一种基于EEMD分解提取信号时频特性的方法,对加速度记录进行能量计算和时频分析发现,该方法不但有效抑制了以往EMD分解过程中所出现的模态混叠问题,而且还较好地提取到记录的时频特性和能量集中分布的时频段.并与Fourier变换、小波分析进行了对比研究证明了该方法在处理非平稳、非线性强震信号中的有效性和实用性,在强震数据处理领域有着较好的应用前景. 相似文献
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建筑物在强震中可能受到损伤,通过对结构瞬时频率的分析可以诊断出结构的损伤发展过程。本文探讨了基于H ilbert-Huang变换的结构物损伤诊断方法,研究了如何从结构地震响应信号中提取模态响应、1阶模态振型和损伤发展规律。本文采用HHT法分析了Northridge地震中某超高层建筑物的强震记录,分析结果表明:带有间歇检验准则的经验模态分解法能够提取结构的模态振动响应;通过分析不同楼层的相对H ilbert边际谱能够识别出结构的1阶模态振型;分析结构振动中瞬时频率的时变特点,可以直观地掌握振动中结构的损伤发展规律。 相似文献
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隔震建筑结构的强震观测与初步分析 总被引：1，自引：0，他引：1
福建省防灾减灾隔震大楼自2005年8月架设强震观测结构台阵以来,已多次记录到大楼地震动力反应,这些宝贵的结构反应资料对于评价隔震效果、分析结构反应特性具有十分重要的价值。本文从中选取了震级在3.7~7.6、震中距在189~3 595km的24次地震的台阵资料,对大楼的振动特性和隔震效果进行了初步分析,得到的结论是:(1)大楼场地土层的特征周期在0.63~0.68 s;(2)中心大楼在小地震作用下表现的振动卓越频率分别为4.7Hz(垂直向)、1.31Hz(南北向)、1.40Hz(东西向),大楼水平向第一阶振型的频率分别为1.41Hz(南北向)、1.59Hz(东西向),即自振周期为0.70 s(南北向)、0.63 s(东西向);(3)大楼在小地震时隔震效果不明显,其南北向隔震效果比东西向好;随着地下室记录峰值的增大,顶层放大倍数有所降低,大楼卓越频率也有所降低;(4)初步分析表明大楼在小震时仍有扭转效应,其扭转周期为0.5 s,有待进一步分析。 相似文献
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当前地震记录法检测中强震下砌体结构损伤时,基于已知砌体结构地震动记录实施损伤检测存在较高的局限性。提出新的中强震下砌体结构损伤检测方法,利用DASP动态测试分析仪和891型的压电式位移传感器,检测拟静力试验后的砌体结构模型,采用参数互补校正方法得到受损砌体结构的自振频率和振型检测,通过有限元分析获取砌体结构位移,依据频率和位移采用信号匹配方法检测砌体结构损伤情况,根据墙体刚度变化检测中强震下砌体结构的损伤程度。实验证明所提方法可对中强震下砌体结构损伤情况进行准确检测。 相似文献
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2021年5月21日漾濞Ms6.4地震是云南近10 a以来继Ms6.5鲁甸地震和Ms6.6景谷地震后发生的又一次破坏性浅源地震，其震中位于滇西北地区维西-乔后断裂带附近。震源机制结果显示：此次地震属于走滑型破裂，符合区域构造特征。为进一步研究该地震强震动特征，特引入改进后的希尔伯特-黄变换(HHT),以不同角度客观分析强震动的尺度和频域特征。研究结果表明：希尔伯特-黄变换在对实际地震动记录进行特征提取后，得到的边际谱和时频谱可在一定程度上保留原始数据的主要信息，该方法可为类似破坏性浅源地震的强震动特征分析提供更有效的信息参数，保证了信号分解的稳定性，更适于处理非平稳信号，可为现代信号应用分析于强震动特征提供另一种新思路。 相似文献
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Structural modal parameter identifi cation and damage diagnosis based on Hilbert-Huang transform 总被引：1，自引：1，他引：0
Traditional modal parameter identifi cation methods have many disadvantages,especially when used for processing nonlinear and non-stationary signals.In addition,they are usually not able to accurately identify the damping ratio and damage.In this study,methods based on the Hilbert-Huang transform(HHT) are investigated for structural modal parameter identifi cation and damage diagnosis.First,mirror extension and prediction via a radial basis function(RBF) neural network are used to restrain the troublesome end-effect issue in empirical mode decomposition(EMD),which is a crucial part of HHT.Then,the approaches based on HHT combined with other techniques,such as the random decrement technique(RDT),natural excitation technique(NExT) and stochastic subspace identifi cation(SSI),are proposed to identify modal parameters of structures.Furthermore,a damage diagnosis method based on the HHT is also proposed.Time-varying instantaneous frequency and instantaneous energy are used to identify the damage evolution of the structure.The relative amplitude of the Hilbert marginal spectrum is used to identify the damage location of the structure.Finally,acceleration records at gauge points from shaking table testing of a 12-story reinforced concrete frame model are taken to validate the proposed approaches.The results show that the proposed approaches based on HHT for modal parameter identifi cation and damage diagnosis are reliable and practical. 相似文献
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基于Hilbert-Huang变换和随机减量技术的模态参数识别 总被引：2，自引：0，他引：2
傅里叶分析的信号处理方法对非线性、非平稳信号的处理能力差,传统的模态参数识别方法也存在阻尼比识别精度不高的问题。基于Hilbert-Huang变换和随机减量技术提出了一种新的、实用的模态参数识别方法,首先对结构振动信号进行滤波处理和经验模态分解,得到若干阶本征模态响应,然后利用随机减量技术提取自由衰减响应,进而由Hilbert-Huang变换得到信号的瞬时特性,最后结合模态识别的基本理论识别结构的模态频率和模态阻尼比。为了验证这一方法的有效性,对12层钢筋混凝土框架模型振动台试验一测点的加速度记录进行了处理,识别了模态参数,识别结果与其它识别方法及有限元分析结果的对比表明该方法识别模态频率是可靠的,而模态阻尼比识别的精准性仍然难以确认。 相似文献