地震動(dòng)特性與反應(yīng)譜PPT課件

1、4.14.1地震觀測(cè)技術(shù)地震觀測(cè)技術(shù) 地震動(dòng)：指由震源釋放出來(lái)的地震波引起地震動(dòng)：指由震源釋放出來(lái)的地震波引起的地面運(yùn)動(dòng)。這種地面運(yùn)動(dòng)可以用地面質(zhì)點(diǎn)的的地面運(yùn)動(dòng)。這種地面運(yùn)動(dòng)可以用地面質(zhì)點(diǎn)的加速度、速度或位移的時(shí)間函數(shù)表示。地震動(dòng)加速度、速度或位移的時(shí)間函數(shù)表示。地震動(dòng)的顯著特點(diǎn)是其時(shí)程函數(shù)的不規(guī)則性。的顯著特點(diǎn)是其時(shí)程函數(shù)的不規(guī)則性。 地震動(dòng)通常通過(guò)觀測(cè)手段來(lái)研究地震動(dòng)通常通過(guò)觀測(cè)手段來(lái)研究第1頁(yè)/共59頁(yè)中國(guó)地震學(xué)家張衡中國(guó)地震學(xué)家張衡地震學(xué)家古登堡地震學(xué)家古登堡Beno Gutenberg核幔邊界的發(fā)現(xiàn)者核幔邊界的發(fā)現(xiàn)者地震學(xué)家莫霍洛維奇地震學(xué)家莫霍洛維奇Mohorovicic地殼與地幔

2、邊界（莫霍面）的發(fā)現(xiàn)者地殼與地幔邊界（莫霍面）的發(fā)現(xiàn)者地震學(xué)家杰菲里斯地震學(xué)家杰菲里斯Jeffreys杰出地震學(xué)家、地球動(dòng)力學(xué)家杰出地震學(xué)家、地球動(dòng)力學(xué)家地震學(xué)家里克特地震學(xué)家里克特Richter里氏震級(jí)的發(fā)明者里氏震級(jí)的發(fā)明者第2頁(yè)/共59頁(yè)探測(cè)地球與探測(cè)西瓜第3頁(yè)/共59頁(yè) 全球地震臺(tái)網(wǎng)分布 目前，全球已經(jīng)建立了覆蓋比較良好的地震觀測(cè)網(wǎng)目前，全球已經(jīng)建立了覆蓋比較良好的地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)確定地球任何角落發(fā)生的地震。絡(luò)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)確定地球任何角落發(fā)生的地震。第4頁(yè)/共59頁(yè)分量地震儀示意圖第5頁(yè)/共59頁(yè)例子：地震圖垂直分量垂直分量垂直分量垂直分量南北分量南北分量東西分量東西分量南

3、北分量南北分量東西分量東西分量臺(tái)站臺(tái)站KTJ臺(tái)站臺(tái)站AMJ第6頁(yè)/共59頁(yè)地震位移矢量SHSVPstationwave pathEstationwave pathRadialTransverseN俯視圖俯視圖剖面正視圖剖面正視圖第7頁(yè)/共59頁(yè)觀測(cè)儀器觀測(cè)儀器 地震動(dòng)觀測(cè)儀器主要有地震動(dòng)觀測(cè)儀器主要有 地震儀和強(qiáng)震加速地震儀和強(qiáng)震加速度儀度儀 一般來(lái)說(shuō)，地震儀以弱振動(dòng)為主要測(cè)量對(duì)象，一般來(lái)說(shuō)，地震儀以弱振動(dòng)為主要測(cè)量對(duì)象，測(cè)量地震動(dòng)位移。測(cè)量地震動(dòng)位移。 服務(wù)于地震學(xué)服務(wù)于地震學(xué) 研究研究 （1 1） 地震儀地震儀第8頁(yè)/共59頁(yè) 強(qiáng)震加速度儀以強(qiáng)地震動(dòng)為觀測(cè)對(duì)象，測(cè)量強(qiáng)震加速度儀以強(qiáng)地震動(dòng)為

4、觀測(cè)對(duì)象，測(cè)量地震動(dòng)的加速度。強(qiáng)震加速度儀記錄拾振器所在地震動(dòng)的加速度。強(qiáng)震加速度儀記錄拾振器所在點(diǎn)的三個(gè)互相垂直分量的地震動(dòng)，每一分量各由點(diǎn)的三個(gè)互相垂直分量的地震動(dòng)，每一分量各由一個(gè)拾振器、一個(gè)放大器和一個(gè)記錄器組成的系一個(gè)拾振器、一個(gè)放大器和一個(gè)記錄器組成的系統(tǒng)記錄。統(tǒng)記錄。 服務(wù)于地震工程研究。服務(wù)于地震工程研究。（2 2） 強(qiáng)震加速度儀強(qiáng)震加速度儀第9頁(yè)/共59頁(yè)強(qiáng)震加速度儀按類型可分為模擬式和數(shù)字式兩類強(qiáng)震加速度儀按類型可分為模擬式和數(shù)字式兩類模擬式模擬式: 1: 1） 記錄丟頭；記錄丟頭；2 2）記錄長(zhǎng)周期和極大加速度的能力不足；）記錄長(zhǎng)周期和極大加速度的能力不足； 0.03-0

5、.03-20s 0.001-2.0g20s 0.001-2.0g3 3）預(yù)處理容易引起誤差）預(yù)處理容易引起誤差數(shù)字式數(shù)字式: 1: 1）一般不丟頭；）一般不丟頭；2 2）周期范圍寬，長(zhǎng)周期振動(dòng)精度高）周期范圍寬，長(zhǎng)周期振動(dòng)精度高3 3）預(yù)處理大為簡(jiǎn)化，可迅速用于計(jì)算機(jī)處理）預(yù)處理大為簡(jiǎn)化，可迅速用于計(jì)算機(jī)處理第10頁(yè)/共59頁(yè)（3）常見(jiàn)地震觀測(cè)儀器的工作原理 可由單自由度體系的運(yùn)動(dòng)方程來(lái)表示：20002guuuu , ,u u u 分別為拾振器擺相對(duì)于地面的家分別為拾振器擺相對(duì)于地面的家速度、速度和位移。速度、速度和位移。00, 分別為該體系的阻尼比和擺的自分別為該體系的阻尼比和擺的自振頻率。

6、振頻率。 地震儀與強(qiáng)震加速度儀在原理上的地震儀與強(qiáng)震加速度儀在原理上的差別差別就是在就是在這這兩個(gè)系數(shù)的不同兩個(gè)系數(shù)的不同。適當(dāng)選擇這兩個(gè)系數(shù)可以使上。適當(dāng)選擇這兩個(gè)系數(shù)可以使上式中左端三項(xiàng)中的某一項(xiàng)遠(yuǎn)大于其它兩項(xiàng)，從而使式中左端三項(xiàng)中的某一項(xiàng)遠(yuǎn)大于其它兩項(xiàng)，從而使儀器記錄擺的相對(duì)位移分別代表地面運(yùn)動(dòng)的位移、儀器記錄擺的相對(duì)位移分別代表地面運(yùn)動(dòng)的位移、速度和加速度。速度和加速度。第11頁(yè)/共59頁(yè)強(qiáng)震觀測(cè)現(xiàn)狀強(qiáng)震觀測(cè)現(xiàn)狀 強(qiáng)震觀測(cè)是地震工程學(xué)的基礎(chǔ)之一。自強(qiáng)震加速度儀強(qiáng)震觀測(cè)是地震工程學(xué)的基礎(chǔ)之一。自強(qiáng)震加速度儀出現(xiàn)出現(xiàn)5050余年來(lái)，強(qiáng)震觀測(cè)記錄有力地推動(dòng)了地震工程學(xué)的余年來(lái)，強(qiáng)震觀測(cè)記錄有

7、力地推動(dòng)了地震工程學(xué)的發(fā)展，正是在強(qiáng)震記錄的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了發(fā)展，正是在強(qiáng)震記錄的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了地震反應(yīng)譜理論地震反應(yīng)譜理論，發(fā)展了發(fā)展了隨機(jī)振動(dòng)理論隨機(jī)振動(dòng)理論，加深了對(duì)地震動(dòng)特性的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)，加深了對(duì)地震動(dòng)特性的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)了了結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)分析技術(shù)的形成和振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)技術(shù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)分析技術(shù)的形成和振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。的實(shí)現(xiàn)。第12頁(yè)/共59頁(yè) 以地震工程研究為目的的強(qiáng)震觀測(cè)，日、美各占以地震工程研究為目的的強(qiáng)震觀測(cè)，日、美各占30003000臺(tái)。臺(tái)。 我國(guó)開(kāi)始于我國(guó)開(kāi)始于6060年代，取得了一系列的強(qiáng)震觀測(cè)報(bào)告。年代，取得了一系列的強(qiáng)震觀測(cè)報(bào)告。目前，國(guó)際上可用的地震記錄已達(dá)數(shù)千條，典型的強(qiáng)

8、震加目前，國(guó)際上可用的地震記錄已達(dá)數(shù)千條，典型的強(qiáng)震加速度記錄、及其速度、位移積分如下：速度記錄、及其速度、位移積分如下：第13頁(yè)/共59頁(yè)1）中等震源距 堅(jiān)硬場(chǎng)地的 典型觀測(cè)記錄第14頁(yè)/共59頁(yè)2）軟土過(guò)濾有顯著卓越周期的 典型觀測(cè)紀(jì)錄第15頁(yè)/共59頁(yè)3）具有場(chǎng)地永久變形的典型地震觀測(cè)記錄第16頁(yè)/共59頁(yè)4.2 地震動(dòng)的隨機(jī)過(guò)程描述 由于斷層錯(cuò)動(dòng)機(jī)制、震源特點(diǎn)、傳播途徑等因素的不確定性影響，地震動(dòng)以波的形式在地下及地表傳播時(shí)，地震波具有強(qiáng)烈的隨機(jī)性；（數(shù)學(xué)上描述復(fù)雜；強(qiáng)震記錄數(shù)量有限）-目前，要建立完整的地震動(dòng)隨機(jī)過(guò)程模型有很大困難。 通常做法： 先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定模型形式，再利用現(xiàn)有強(qiáng)震

9、記錄資料檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷倪m用性 。第17頁(yè)/共59頁(yè)隨機(jī)過(guò)程的概率結(jié)構(gòu)隨機(jī)過(guò)程的概率結(jié)構(gòu) 所謂所謂隨機(jī)過(guò)程隨機(jī)過(guò)程，是指定義于一個(gè)參數(shù)集上，是指定義于一個(gè)參數(shù)集上的一簇隨機(jī)變量系，在此參數(shù)集的每一點(diǎn)處都的一簇隨機(jī)變量系，在此參數(shù)集的每一點(diǎn)處都對(duì)應(yīng)于一個(gè)隨機(jī)變量（稱為截口隨機(jī)變量）。對(duì)應(yīng)于一個(gè)隨機(jī)變量（稱為截口隨機(jī)變量）。 一維隨機(jī)過(guò)程可視為多元隨機(jī)變量的一個(gè)一維隨機(jī)過(guò)程可視為多元隨機(jī)變量的一個(gè)自然推廣。自然推廣。第18頁(yè)/共59頁(yè)第19頁(yè)/共59頁(yè) 隨機(jī)過(guò)程的概率結(jié)構(gòu)可以采用兩種形式來(lái)定義： 1）概率密度形式 2）特征函數(shù)形式第20頁(yè)/共59頁(yè)1）概率密度形式：第21頁(yè)/共59頁(yè)2）特征函數(shù)形式：特

10、征函數(shù)實(shí)質(zhì)上是概率密度的傅里葉變換。特征函數(shù)實(shí)質(zhì)上是概率密度的傅里葉變換。第22頁(yè)/共59頁(yè) 從隨機(jī)過(guò)程的概率結(jié)構(gòu)描述可知，為全面從隨機(jī)過(guò)程的概率結(jié)構(gòu)描述可知，為全面研究隨機(jī)過(guò)程的概率特性，研究隨機(jī)過(guò)程的概率特性，從概念上講，必須從概念上講，必須確定其有限維分布函數(shù)族，而進(jìn)行這一工作所確定其有限維分布函數(shù)族，而進(jìn)行這一工作所需要的統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)工作需要的統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)工作，往往，往往很難實(shí)現(xiàn)很難實(shí)現(xiàn)。并且，。并且，即使能完成這樣的工作，從當(dāng)前數(shù)學(xué)水平來(lái)看，即使能完成這樣的工作，從當(dāng)前數(shù)學(xué)水平來(lái)看，也難以處理好如此復(fù)雜的概率問(wèn)題。也難以處理好如此復(fù)雜的概率問(wèn)題。 但在但在一維和二維水平一維和二維水平上，

11、這種隨機(jī)過(guò)程的概率上，這種隨機(jī)過(guò)程的概率描述能大致揭示地震波物理過(guò)程的概率結(jié)構(gòu)的主描述能大致揭示地震波物理過(guò)程的概率結(jié)構(gòu)的主要部分。要部分。第23頁(yè)/共59頁(yè)自相關(guān)函數(shù)與功率譜密度函數(shù)自相關(guān)函數(shù)與功率譜密度函數(shù) 從地震動(dòng)的隨機(jī)過(guò)程描述角度來(lái)看，最關(guān)從地震動(dòng)的隨機(jī)過(guò)程描述角度來(lái)看，最關(guān)心的數(shù)字特征是隨機(jī)過(guò)程的心的數(shù)字特征是隨機(jī)過(guò)程的自相關(guān)函數(shù)自相關(guān)函數(shù)與與功率功率譜密度函數(shù)譜密度函數(shù)。這是因?yàn)榈卣饎?dòng)過(guò)程常常用。這是因?yàn)榈卣饎?dòng)過(guò)程常常用 二二階距平穩(wěn)過(guò)程與一強(qiáng)度函數(shù)相乘的形式來(lái)描述。階距平穩(wěn)過(guò)程與一強(qiáng)度函數(shù)相乘的形式來(lái)描述。第24頁(yè)/共59頁(yè) 隨機(jī)過(guò)程隨機(jī)過(guò)程x(t)x(t)的自相關(guān)函數(shù)的自相關(guān)函

12、數(shù)定義為任意兩定義為任意兩個(gè)不同狀態(tài)個(gè)不同狀態(tài)x(t1)x(t1)和和x(t2)x(t2)的原點(diǎn)相關(guān)距：的原點(diǎn)相關(guān)距： 12121212212( ,)( ) ( )( , ;, )xxR t tE x t x tx x px t x t dx dx 相關(guān)函數(shù)描述了隨機(jī)過(guò)程兩個(gè)狀態(tài)之間在時(shí)相關(guān)函數(shù)描述了隨機(jī)過(guò)程兩個(gè)狀態(tài)之間在時(shí)域上的相關(guān)程度。一般，如果過(guò)程中不考慮周域上的相關(guān)程度。一般，如果過(guò)程中不考慮周期份量，則相關(guān)函數(shù)是時(shí)間差期份量，則相關(guān)函數(shù)是時(shí)間差t2-t1t2-t1的衰減函的衰減函數(shù)。數(shù)。二維概率分二維概率分布密度布密度第25頁(yè)/共59頁(yè) 與時(shí)域中的上述自相關(guān)函數(shù)描述相對(duì)應(yīng)與時(shí)域中的上

13、述自相關(guān)函數(shù)描述相對(duì)應(yīng), ,在在頻域中最重要的二階統(tǒng)計(jì)數(shù)字特征是頻域中最重要的二階統(tǒng)計(jì)數(shù)字特征是功率譜密功率譜密度函數(shù)度函數(shù)( (簡(jiǎn)稱功率譜或譜密度簡(jiǎn)稱功率譜或譜密度) ), ,這一函數(shù)定義這一函數(shù)定義為為自相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換自相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換, ,即即: : ( )( )1( )( )2ixxixSRedRSedS(w)S(w)表示過(guò)程方差在頻律表示過(guò)程方差在頻律w w及其鄰域內(nèi)的分布及其鄰域內(nèi)的分布強(qiáng)度；或者過(guò)程功率在頻率域內(nèi)的分布函數(shù)。強(qiáng)度；或者過(guò)程功率在頻率域內(nèi)的分布函數(shù)。第26頁(yè)/共59頁(yè)地震動(dòng)加速度過(guò)程的頻域表示地震動(dòng)加速度過(guò)程的頻域表示 強(qiáng)震加速度時(shí)程是強(qiáng)震記錄的直接結(jié)果，

14、而強(qiáng)震加速度時(shí)程是強(qiáng)震記錄的直接結(jié)果，而且由于地震動(dòng)的速度、位移與加速度有直接的積且由于地震動(dòng)的速度、位移與加速度有直接的積分聯(lián)系，因此對(duì)加速度的隨機(jī)過(guò)程描述研究較多。分聯(lián)系，因此對(duì)加速度的隨機(jī)過(guò)程描述研究較多。分頻域描述和時(shí)域描述分頻域描述和時(shí)域描述 頻域描述：頻域描述：首先采取用平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的方首先采取用平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的方式來(lái)描述。二階平穩(wěn)過(guò)程的概率特征可以用功式來(lái)描述。二階平穩(wěn)過(guò)程的概率特征可以用功率譜密度表示。率譜密度表示。第27頁(yè)/共59頁(yè)1 1）白噪聲過(guò)程：）白噪聲過(guò)程： 功率譜密度函數(shù)為：功率譜密度函數(shù)為： 第28頁(yè)/共59頁(yè)2 2）有限帶寬白噪聲過(guò)程）有限帶寬白噪聲過(guò)程/ /模型

15、：模型： （假定地震動(dòng)頻率分布在一定范圍（假定地震動(dòng)頻率分布在一定范圍內(nèi)是均勻的）功率譜密度函數(shù)為：內(nèi)是均勻的）功率譜密度函數(shù)為： 第29頁(yè)/共59頁(yè)3 3）過(guò)濾白噪聲模型（）過(guò)濾白噪聲模型（Kanai-TajimiKanai-Tajimi公式）公式） 功率譜密度函數(shù)為：功率譜密度函數(shù)為： 第30頁(yè)/共59頁(yè)4 4）普里斯特利模型）普里斯特利模型: : 第31頁(yè)/共59頁(yè)地震動(dòng)加速度過(guò)程的時(shí)域表示地震動(dòng)加速度過(guò)程的時(shí)域表示 與前述具有演變譜密度的隨機(jī)過(guò)程相對(duì)與前述具有演變譜密度的隨機(jī)過(guò)程相對(duì)應(yīng)應(yīng), ,通常采用通常采用隨時(shí)間變化的強(qiáng)度函數(shù)隨時(shí)間變化的強(qiáng)度函數(shù)和和平穩(wěn)平穩(wěn)過(guò)程過(guò)程的的乘積乘積來(lái)表示

16、地震動(dòng)加速度過(guò)程來(lái)表示地震動(dòng)加速度過(guò)程: : 第32頁(yè)/共59頁(yè)第33頁(yè)/共59頁(yè)4.3 地震動(dòng)及其特征參數(shù) 幅值特性 頻譜特性 持時(shí)特性 空間相關(guān)性-2.5-1.5-0.50.51.52.50510152025303540t (s)a(t) (m/s2)第34頁(yè)/共59頁(yè)幅值某種物理量（如加速度、速度、位移中的任何一種）的最大值或某種意義下的等代值多種定義 峰值 有效峰值 持續(xù)加速度 等反應(yīng)譜有效加速度 概率有效峰值 靜力等效加速度 等效簡(jiǎn)諧振幅 平均振幅 Arias強(qiáng)度 均方根加速度 譜強(qiáng)度 顯示桌面.scf第35頁(yè)/共59頁(yè)-2.5-1.5-0.50.51.52.505101520253

17、03540t (s)a(t) (m/s2)Y=a(t)sin(wt+Q)圖4-1 典型強(qiáng)震記錄第36頁(yè)/共59頁(yè)三種譜表述方法簡(jiǎn)要評(píng)價(jià) 第37頁(yè)/共59頁(yè)傅立葉譜功率譜反應(yīng)譜 三種頻譜的表達(dá)方法三種頻譜的表達(dá)方法 三種譜之間具有具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，三種譜之間具有具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，主要講功率譜。主要講功率譜。第38頁(yè)/共59頁(yè)傅里葉譜是數(shù)學(xué)上用來(lái)表示復(fù)雜函數(shù)過(guò)程的一種經(jīng)典方法，即把復(fù)雜的地震動(dòng)過(guò)程a(t)展開(kāi)為N個(gè)不同頻率的組合，當(dāng)N 時(shí)，其傅里葉變換為1,2)(F)()(ifdtetaFti為圓頻率，為傅氏譜；式中：n 傅里葉譜傅里葉譜第39頁(yè)/共59頁(yè)WiAiWiQi圖4-2 典型傅里葉譜記錄-2.5

18、-1.5-0.50.51.52.50510152025303540t (s)a(t) (m/s2)第40頁(yè)/共59頁(yè)傅里葉譜是數(shù)學(xué)上用來(lái)表示復(fù)雜函數(shù)過(guò)程的一種經(jīng)典方法，即把復(fù)雜的地震動(dòng)過(guò)程a(t)展開(kāi)為N個(gè)不同頻率的組合，當(dāng)N 時(shí)，其傅里葉變換為1,2)(F)()(ifdtetaFti為圓頻率，為傅氏譜；式中：n 傅里葉譜傅里葉譜第41頁(yè)/共59頁(yè)傅里葉譜是數(shù)學(xué)上用來(lái)表示復(fù)雜函數(shù)過(guò)程的一種經(jīng)典方法，即把復(fù)雜的地震動(dòng)過(guò)程a(t)展開(kāi)為N個(gè)不同頻率的組合，當(dāng)N 時(shí)，其傅里葉變換為1,2)(F)()(ifdtetaFti為圓頻率，為傅氏譜；式中：n ？傅里葉譜？傅里葉譜第42頁(yè)/共59頁(yè)同一地震，震

19、中距近似，而地基類型不同同一地震，震中距近似，而地基類型不同第43頁(yè)/共59頁(yè)地基類似，震級(jí)、震中距有加大差異。地基類似，震級(jí)、震中距有加大差異。第44頁(yè)/共59頁(yè)震級(jí)相同，震中距和地基狀況有加大差異。震級(jí)相同，震中距和地基狀況有加大差異。第45頁(yè)/共59頁(yè)第46頁(yè)/共59頁(yè)一般特征多種定義簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)-2.5-1.5-0.50.51.52.50510152025303540t (s)a(t) (m/s2)持時(shí)特性第47頁(yè)/共59頁(yè)強(qiáng)震持時(shí)的定義很不統(tǒng)一，常見(jiàn)類型有：強(qiáng)震持時(shí)的定義很不統(tǒng)一，常見(jiàn)類型有：（1 1）絕對(duì)持時(shí)）絕對(duì)持時(shí)（2 2）相對(duì)持時(shí)）相對(duì)持時(shí)（3 3）等效持時(shí)）等效持時(shí)第48頁(yè)/共

20、59頁(yè) 持時(shí)的重要意義同時(shí)存在于非線性體系的最持時(shí)的重要意義同時(shí)存在于非線性體系的最大反應(yīng)和能量損耗積累大反應(yīng)和能量損耗積累 兩種反應(yīng)之中。兩種反應(yīng)之中。 從地震學(xué)的角度來(lái)看，地震動(dòng)的持續(xù)時(shí)間主從地震學(xué)的角度來(lái)看，地震動(dòng)的持續(xù)時(shí)間主要取決于地震斷裂面斷裂所需要的時(shí)間。要取決于地震斷裂面斷裂所需要的時(shí)間。 2-2-3km/s3km/s第49頁(yè)/共59頁(yè)問(wèn)題的由來(lái)相關(guān)性類別相關(guān)性描述簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)n地震動(dòng)的空間相關(guān)性地震動(dòng)的空間相關(guān)性 實(shí)際地震動(dòng)一般有實(shí)際地震動(dòng)一般有6 6個(gè)個(gè)分量，分量，3 3個(gè)互相垂直的平個(gè)互相垂直的平動(dòng)分量、動(dòng)分量、3 3個(gè)互相垂直的個(gè)互相垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)分量。轉(zhuǎn)動(dòng)分量。 每一分量都具有

21、振幅、每一分量都具有振幅、頻譜、持時(shí)三要素。頻譜、持時(shí)三要素。 轉(zhuǎn)動(dòng)分量地震記錄很少。轉(zhuǎn)動(dòng)分量地震記錄很少。第50頁(yè)/共59頁(yè)建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)問(wèn)題大底盤(pán)深基礎(chǔ)生命線工程扭轉(zhuǎn)問(wèn)題大跨度空間伸展問(wèn)題的由來(lái)4.3 地震動(dòng)及其特征參數(shù)第51頁(yè)/共59頁(yè)同一地點(diǎn)多維地震動(dòng)分量之間的相關(guān)性水平與水平豎向與水平不同地點(diǎn)地震動(dòng)的相關(guān)性空間相關(guān)性不同地理位置之間地震動(dòng)的相關(guān)性同一地理位置不同深度處地震動(dòng)的相關(guān)性相關(guān)性類別4.3 地震動(dòng)及其特征參數(shù)第52頁(yè)/共59頁(yè)信號(hào)角度相關(guān)函數(shù)矩陣工程應(yīng)用角度幅值特性頻譜特性持時(shí)特性相關(guān)性類別4.3 地震動(dòng)及其特征參數(shù)第53頁(yè)/共59頁(yè)4.5 4.5 強(qiáng)震加速度合成強(qiáng)震加速度合成

22、地震動(dòng)參數(shù)的研究地震動(dòng)參數(shù)的研究主要有主要有三類三類基本的研究方式：基本的研究方式：1 1）側(cè)重于從）側(cè)重于從現(xiàn)象學(xué)現(xiàn)象學(xué)的角度研究地震動(dòng)參數(shù)。參數(shù)的確立往往不的角度研究地震動(dòng)參數(shù)。參數(shù)的確立往往不區(qū)分地震背景條件，而依賴大量強(qiáng)震紀(jì)錄的綜合統(tǒng)計(jì)平均；參區(qū)分地震背景條件，而依賴大量強(qiáng)震紀(jì)錄的綜合統(tǒng)計(jì)平均；參數(shù)有較大離散性。數(shù)有較大離散性。2 2）側(cè)重于從）側(cè)重于從地震學(xué)地震學(xué)的角度研究地震動(dòng)過(guò)程?？紤]震源的斷層破的角度研究地震動(dòng)過(guò)程?？紤]震源的斷層破裂方式、長(zhǎng)度，波傳播方向及傳播路徑等。受客觀知識(shí)的不確裂方式、長(zhǎng)度，波傳播方向及傳播路徑等。受客觀知識(shí)的不確定性影響較大。定性影響較大。3 3）將上述）將上述兩類結(jié)合兩類結(jié)合起來(lái)，從地震學(xué)的角度選取震級(jí)、震中距等起來(lái)，從地震學(xué)的角度選取震級(jí)、震中距等主要參數(shù)，結(jié)合場(chǎng)地條件分析，建立依賴于震級(jí)、距離、場(chǎng)地主要參數(shù)，結(jié)合場(chǎng)地條件分析，建立依賴于震級(jí)、距離、場(chǎng)地條件的地震動(dòng)參數(shù)半經(jīng)驗(yàn)公式（條件的地震動(dòng)參數(shù)半經(jīng)驗(yàn)公式（地震動(dòng)衰減規(guī)律地震動(dòng)衰減規(guī)律）第54頁(yè)/共59頁(yè)與之對(duì)應(yīng)，強(qiáng)地震加速度的合成也存在三個(gè)基本類別：與之對(duì)應(yīng)，強(qiáng)地震加速度的合成也存在三