满足数据同一性的强震动记录去噪滤波后处理输出方法

作     者：姚鑫鑫 任叶飞 岸田忠大 温瑞智 王宏伟 冀昆 YAO Xin-xin;REN Ye-fei;KISHIDA Tadahiro;WEN Rui-zhi;WANG Hong-wei;JI Kun

作者机构：中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080 吉林建筑大学应急科学与工程学院长春130119 哈利法大学土木与环境工程系阿联酋阿布扎比127788 加州大学洛杉矶分校土木与环境工程学院美国洛杉矶90095 河海大学土木与交通学院南京210098 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2025年第42卷第1期

页      面：152-163页

核心收录：

学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2019YFE0115700) 国家自然科学基金项目(51878632,51808514) 黑龙江省自然科学基金优秀青年基金项目(YQ2019E036) 

主　　题：强震动记录 去补零后处理输出流程 基线校正 渐变趋零处理 数据同一性 

摘      要：强震动记录的工程应用需求十分广泛,国内外关于其去噪滤波完成后的去补零后处理输出方法的相关研究开展较少,我国在这方面则鲜见文献报道。针对这一问题,该文以典型强震动记录示例阐明了直接积分去补零加速度时程导致位移时程基线漂移的物理原因;提出了一种既能解决此基线偏移现象又可以满足输出数据同一性的去补零后处理输出方法,给出了完整的处理流程;针对流程中的关键环节——位移时程基线校正,通过比较2阶~8阶多项式函数拟合基线与线性函数拟合基线之间的决定系数,建议使用6阶多项式作为位移时程基线拟合的优选函数;针对流程中的另一关键环节——时程尾端渐变趋零处理,推导给出了一种隐式处理方法,并验证了其可仅对加速度时程进行处理即可自动实现积分得到的速度和位移时程尾端渐变趋零效果;选用芦山地震中的112个强震动记录作为数据集,通过比较位移时程以及与其相关的PGD和drms值与去补零直接输出结果的一致性,验证了新流程的有效性;同时也比较了多个常用的IM参数值的一致性,验证了新流程可确保常用IM参数计算的准确性。此项工作将有助于指导和规范强震动记录经滤波处理后的合理输出和使用,为记录使用者提供有益的帮助。