地震信号的时频分析

石油勘探目前应用最主要的勘探手段是地震勘探方法,通过对所得的地震信号分析,我们就可以获得地层信息,从而分析地层的结构及含油气情况,通过研究表明,地震信号的频率域里包含着丰富的含油气信息,所以对地震信号的时频分析可以有助于我们寻找油气资源,给我们提供更多的油气信息。本文主要是利用小波变换对单道地震信号做了时频分析研究。     

某近断层高层建筑采用隔震技术的相关问题研究

以一紧邻断裂带高层建筑为例,进行高层建筑基础隔震技术运用相关问题,特别是竖向地震问题的分析研究.采用连接单元和缝单元并联模拟隔震支座,分析水平地震动作用下结构减震系数和隔震层位移;对比竖向地震动作用下规范规定计算方法、振型分解反应谱法和时程分析法计算所得结构内力.结果表明:结构水平向减震效果良好,隔震层位移控制和支座拉压承载力满足要求,反应谱法和时程分析法计算结果更为合理.     

S变换在地震时频分析中的对比研究

介绍了S变换基本原理的基础上,通过设计实验数据,对比Fourier变换、短时窗傅立叶变换和S变换的时频分析特点,最后对地震数据分别应用S变换和Gabor变换,认为S变换具有自身独特的优点,更适合于地震资料的时频分析。     

深部逆断层对地震响应的影响研究

采用复数响应法,研究日本大阪上町逆断层地表地震响应,根据谐波震动分析和阪神地震实测地震波非线性动力计算,得到深部断层影响下的地震响应分布规律及频率特性,研究表明：深部断层对地震响应产生影响,使地表出现地震响应“增强带”及“干扰带”。     

基于端点检测的时频峰值滤波动液面提取技术

油套环空中会产生各种噪声,使测得的液面反射信号非常复杂,真实的液面反射波位置因受到干扰而无法准确辨识。采用时频峰值滤波（TFPF）技术结合语音信号处理中的端点检测（VAD）方法可对动液面波进行有效提取。VAD-TFPF技术先采用短时能量和过零率的双门限VAD方法对声波法测油井信号进行划分,判断出有效信号数据段和接近于零值的数据段,然后采用不同窗长的TFPF分别对两种数据段进行滤波处理。通过对不同噪声强度下的实测数据进行滤波实验与分析,可知该项新技术较之于小波阈值滤波方法对动液面波的辨识能力更强,无论是对背景噪声的压制还是对有效波的提取都表现出更优越的性能。     

高铁地震信号时频特征对比分析

利用同步挤压小波变换方法, 对河北保定和广东深圳地区实测的高铁地震信号进行时频谱分析。结果表明, 高铁在经过高架桥时, 在其附近产生的地震信号中低频信息比通过隧道和接触地表运行产生的地震信号丰富。利用高铁地震信号的时频谱特性, 可以确定高铁运行速度的变化。     

以变换时频能量谱技术在地震层序划分中的应用

小波时频能量谱是在小波变换时频分析基础上,计算小波频变能量。将小波变换时频能量谱技术与层序地层学理论相结合,以寻找不同类型沉积旋回与小波能量谱之间的对应关系,为地震层序的划分以及沉积相分析提供理论依据。通过对理论模型和实际资料的计算表明,小波时频能量谱方法分析研究沉积旋回体是可行的,可揭示地下沉积旋回体相关信息,有利于研究沉积旋回体的内部结构和物质成分的分布。     

采用Dopplerlet基函数的时频信号表示

为克服时频关系为线性的基函数的不足 ,提出了一种新的时频信号表示—— Dopplerlet变换。对其物理机制的分析表明 :该变换实质上是对信号的时频能量分布进行非线性分割 ,而以线性分割为特征的 Fourier变换、短时 Fourier变换 (包括 Gabor变换 )、小波变换、chirplet变换则均是Dopplerlet变换在其参数取特定值时的特例。采用自适应匹配投影分解法搜索出一组与信号分量最佳匹配的 Doppler-let基函数 ,据此可用尽可能少的波形重构原信号。文中还提出了时间和频率分辨率均达到理论值极限的“伪时频分布”的概念。     

考虑近断层脉冲型地震动影响的抗震设计方法

本文综述了基于力、基于位移和基于能量的设计方法,分析了其在考虑近断层脉冲型地震动影响时采取的方法,指出当前在考虑近断层脉冲型地震动影响时,仅能采用基于力的设计方法。最后,对有待进一步深入研究的问题进行了探讨。     

近断层脉冲型地震动对结构设计影响的相关问题研究进展

经过10余年的研究,各国学者已达成共识,一致认为近场地震动呈现了较以往地震动更复杂的特征,如脉冲效应、竖向效应等,是引起工程结构破坏的重要原因。综述了相关问题的研究成果,包括近场地震动区域的划分近场脉冲型地震动作为输入地震动的选择标准及近场脉冲型地震动对结构破坏作用,并对今后需要进一步研究的问题进行了展望。     

近场竖向地震动对铁路桥梁地震反应的影响

采用非线性三维空间梁单元来建立桥墩的有限元模型,选用了三组不同类型的地震记录作为输入,研究近场竖向地震动对我国目前常用的钢筋混凝土铁路简支梁桥桥墩地震反应的影响。研究结果表明,在最大峰值水平加速度PGA分别为0．1g和0．2g的地震输入下,桥墩结构均处于弹性工作状态,相应的竖向地震动对桥墩的地震反应影响很小（均不超过2％）;而在最大峰值水平加速度PGA为0．4g的地震输入下,桥墩显示了非线性行为,竖向地震动对桥墩地震反应的影响显著增大,尤其是因P—A效应的影响会使桥墩的墩顶位移显著增加。     

地运动信号的时频分析

对实测地运动信号,分别应用短时傅里叶变换(STFT)、Wigner-Ville分布(WVD)、小波变换(WT)和Hilbert-Huang变换(HHT)进行了分析,讨论了地运动信号的时频分布.结果表明,地运动信号有多个中心频率,信号能量在0～30 Hz以内,优势频率在12～15 Hz.4种时频分析方法都能反映地运动信号的时频特征,STFT和WVD只能粗略反映信号能量的分布情况,可以给出能量峰值对应的具体时间和频率,但其分辨率单一.WT和HHT可以给出信号能量比较详细的分布情况,WT具有多分辨率特点,但给出的能量分布在一定的带宽内,不能给出某一频率的能量分布.HHT具有自适应性,给出的是某些特征分量的能量分布,也不能给出某一频率的能量分布.     

基于时频特征的Wi-Fi手势识别技术

随着人工智能的快速发展,手势识别已经成为重点关注和研究的对象,利用Wi-Fi信号进行手势识别的技术无需额外的设备以及光照的条件,逐渐成为手势识别的主流.针对传统基于时域统计特征的方法,将经过噪声抑制后的信号进行短时傅里叶变换(short-time Fourier transform,STFT)构建手势信号的频域特征,结...     

基于小波包方法的非平稳地震动模拟和设计谱拟合

提出了一种基于小波包分解和重构的模拟非平稳地震动并拟合设计谱的方法.该方法模拟出工程用地震动并调整频率分量,使其以一定的精度拟合设计谱.首先,利用5个参数生成了构成地震动加速度时程的小波包系数矩阵,并通过小波包重构获得加速度时程,该系数矩阵模拟了实际地震记录中频率随持时逐渐减小的特点.其次,将模拟的地震动利用小波包分解方法分解为具有高分辨率非重叠的小波包系数矩阵,然后根据设计谱调整频率分量.数值算例表明,该方法模拟的不同持时的加速度时程均能吻合同一设计谱,且迭代后仍然能保留地震动的非平稳特性.另外,该方法具有较稳定和较快的收敛过程,能在有限次调整迭代中实现较高的拟合精度.     

近断层地区抗震设计谱研究

预测近断层地区的抗震设计谱可以为该地区工程结构的抗震设计提供依据.通过对28条具有明显方向性效应特征的近断层地震动峰值速度、速度脉冲周期的统计分析,给出了估计近断层方向性效应脉冲地震动峰值速度和脉冲周期的经验关系式.对2种场地上脉冲地震动ATv/V的研究表明,岩石场地上的ATv/V值明显大于土层场地的ATv/V.基于近断层地震动的这一特征,建议了岩石和土层场地的等效脉冲地震动模型.基于脉冲地震动参数的经验关系式和简单的脉冲地震动模型给出了近断层地区岩石和土层场地上考虑方向性效应影响的设计谱.与规范设计谱的比较结果表明,我国设计谱的取值偏低,尚需考虑近断层脉冲型地震动的影响.     

基于广义S变换的信号提取与抑噪

S变换结合了短时傅里叶变换和小波变换的优点,是非平稳信号时频分析的有力工具.为了提高S变换在应用中的实用性和灵活性,该文将S变换改造成时频分辨率可调的广义S变换.广义S变换具有多分辨率特性,利用其高质量的时频分布,在时频域中设计了两种时频滤波器.前者用来实现非平稳信号中特定信号分量的提取,也可滤除处于特定时频平面中的噪声;后者直接应用广义S变换的时频谱实现,用于含高斯白噪声信号的滤波,达到了突出有效信号和压制噪声的效果.几种信号模型的仿真试验显示了它们在信号提取和抑制噪声中应用的有效性.     

远场长周期地震动作用下高层框剪结构地震反应分析

选取3条远场长周期地震动和2条普通地震动,在比较其能量特性的基础上,采用ETABS软件建立两栋高层框剪结构的有限元模型。对比研究了地震动类型和结构基本周期对结构弹性地震反应的影响规律。结果表明:远场长周期地震动对高层框剪结构的地震反应具有放大作用;在其作用下结构的层间剪力、楼层位移和层间位移角明显大于普通地震动作用下的结果。远场地震动作用下结构的最大层间位移角出现在中下部楼层,且明显超出现行规范1/800的限值要求。普通地震动作用下结构的最大层间位移角出现在中上部楼层,能够满足规范限值要求。随着结构基本周期的增加,远场长周期地震动作用下结构的地震反应随之增大;普通地震动作用下结构的基底剪力、顶层位移逐渐增大;最大层间位移角略有下降、出现的楼层明显上移;顶层位移对长周期地震动、结构基本周期最为敏感。建议在高层结构抗震设计时进行远场长周期地震动作用下结构的抗震性能验算;且将结构位移作为重要的控制指标。     

基于改进S变换的语音信号时频分析

STFT分辨率固定,小波变换会出现局部相位信息且时间-尺度关系不适合直观视觉分析。提出基于改进S变换的语音信号时频分析。样条小波作为小波变换母小波乘以相位因子得到改进S变换,具有多分辨率和相位因子,并适合直观视觉分析。仿真实验得到的时频分布结构图与STFT、小波变换分布比较,显示改进S变换时频结构更加细致。     

利用正交Hilbert谱模拟非平稳随机地震动

基于样本记录正交HHT变换的Hilbert谱提出了非平稳随机地震动过程的模拟方法。 利用正交EMD法对IMF分量进行处理,克服了传统EMD分解存在能量泄漏的缺点,使正交HHT法可以精确分析非平稳信号的时频特性。在此基础上,把样本的Hilbert谱均值作为地震动随机过程的目标Hilbert谱,引入随机相位角来进行非平稳随机地震动过程的仿真,并且给出了随机过程的统计特性函数。通过对2个地震动记录的模拟,验证了模拟的地震动样本,能完全反映原记录强度和频率的非平稳特性,在时频分布上和原记录非常接近,具有相同的统计特征,并且模拟样本之间也具有良好的离散性。     

近场脉冲型地震对结构非弹性位移比谱的影响

将选择的746条各国强震记录按照我国建筑抗震设计规范中的规定进行场地分类.按照最新的识别近场强速度脉冲地震记录的定量方法,将选择的地震记录划分为中远地震、近震及近场强脉冲地震记录.利用这些强震记录,统计得到了近场强脉冲地震对应Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ四类场地的等延性位移比谱、等强度位移比谱的计算公式,并由此研究了场地条件及各种地震动参数对等延性位移比谱、等强度位移比谱的影响.结果表明:近场地震动的脉冲作用在中短周期段[0.3s,5s]对等延性位移比谱的影响较大,近场地震动的脉冲作用在中短周期段[0.5s,3s]对等强度位移比谱的影响较大且部分可达80%以上,场地条件对影响周期段的范围有重要影响;峰值地面速度与峰值地面加速度比(PGV/PGA)是影响近场地震动位移比谱最大的参数.