УДК 550.34
РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ГЕНЕРАЦИИ РАСЧЕТНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ
ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ОСНОВЕ СПЕКТРАЛЬНО-ВРЕМЕННОГО АНАЛИЗА
ЗАПИСЕЙ СИЛЬНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
© Д.А. Мельков
Геофизический институт – филиал Владикавказского научного центра
Российской академии наук, г. Владикавказ, Россия
DEVELOPMENT OF METHODS FOR GENERATING SEISMIC LOAD
CALCULATIONS BASED ON SPECTRAL-TEMPORAL ANALYSIS OF STRONG
EARTHQUAKE RECORDS
© D.A. Melkov
Geophysical Institute of the Vladikavkaz Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, Vladikavkaz, Russia
В регионах с умеренной сейсмической активностью получение записей сильных движений в ограниченный промежуток времени представляет собой невыполнимую задачу. Рассматриваемый в статье метод может быть использован для моделирования сейсмических воздействий на основе эмпирических данных о зависимости преобладающего периода, максимального ускорения и продолжительности колебаний от эпицентрального расстояния до предполагаемого сейсмического источника, его магнитуды и глубины очага. Продолжительность определяет форму огибающей гармонического сигнала преобладающего периода, нормированного максимальной амплитудой. Использование спектрально-временного анализа
(вейвлет-анализа) позволяет построить трехмерную огибающую сейсмического процесса. Показано, что данная функция может быть представлена ансамблем огибающих для каждой частоты. Другими словами, мы имеем продолжительность и максимальную амплитуду для каждой частотной составляющей. Предложена формула для восстановления волновой формы по ее пространственной-временной огибающей, учитывающей спектральную фазовую характеристику сигнала.
Ключевые слова: ускорение, спектр, частотно-временной анализ, вейвлет-анализ, продолжительность, фаза.
In regions with moderate seismic activity, it is difficult to obtain strong ground motion records for a short time interval. The considered method can be used to model seismic loads based on empirical data on the dependence of the prevailing period, maximum acceleration and ground motion duration from the epicentral distance to possible earthquake source, its magnitude and focal depth. The duration determines the shape of the harmonic wave envelope for the prevailing period normalized by maximum amplitude. Using spectral-temporal analysis (wavelet analysis) allows you to design a 3D envelope function of the seismic process. This function can be represented as a set of envelopes for each frequency. In other words, we have some “duration” and maximum amplitude for each frequency component. The formula is proposed for reconstructing the waveform from its spatial and temporal envelope, taking into account spectral phase characteristic of the signal.
Key words: acceleration, spectrum, time-frequency, wavelet, duration, phase.