一种地震动合成方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种地震动合成方法，由以下步骤组成：对原始观测数据进行预处理；通过叠加窄带时程对初始时程进行调整，获得目标地震动时程；基岩上的土层为水平成层的均质土层，获得基岩向均质土层的传递函数；根据均质土层的传递函数获得均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数，根据均质土层的自功率谱密度函数合成均质土层计算均质土层的地震动加速度；采用传递函数乘以均质土层的地震动加速度，以获得均质土层的地震动加速度，本发明专利技术涉及地震动检测技术领域。该地震动合成方法，保证设备检测时的稳定，提高地震动检测数据准确度。确度。确度。

【技术实现步骤摘要】
一种地震动合成方法及系统


[0001]本专利技术涉及地震动检测
，具体为一种地震动合成方法及系统。

技术介绍

[0002]地震动参数表征地震引起的地面运动的物理参数，包括峰值、反应谱和持续时间等。地震动是由震源释放出来的地震波引起的地面运动。它是由不同频率、不同幅值(或强度)在一个有限时间范围内的集合。所以通常以幅值、频率特性和持续时间三个参数来表达地震的特点。
[0003]目前地震动合成系统不能有效的将地震数据充分且准确接收，地震数据通过检波器检测精确数据，传统的地震动检波器在安装过程中，不能将探测长钉稳定插入土地内，并且不能保证探测长钉进入土地的角度，探测长钉与地面垂直角度偏差越大，地震动检测数据准确度越低，从而降低地震动合成的精确性。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种地震动合成方法及系统，解决了传统的地震动检波器在安装过程中，不能将探测长钉稳定插入土地内，并且不能保证探测长钉进入土地的角度，探测长钉与地面垂直角度偏差越大，地震动检测数据准确度越低，从而降低地震动合成的精确性的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种地震动合成方法，由以下步骤组成：
[0008]步骤一、对原始观测数据进行采集，原始观测数据包括接收机、加速度计、陀螺仪同步采集的观测数据、加速度观测数据、角速度观测数据和检波器监测数据；
[0009]步骤二、通过叠加窄带时程对初始时程进行调整，使其多阻尼加速度反应谱和峰值位移分别逼近多阻尼目标加速度反应谱和目标峰值位移，获得目标地震动时程；
[0010]步骤三、获取基岩处的功率谱密度函数；
[0011]步骤四、基岩上的土层为水平成层的均质土层，获得基岩向均质土层的传递函数；根据均质土层特性参数和一维波动理论获得基岩向均质土层的传递函数；
[0012]步骤五、根据基岩向均质土层的传递函数获得基岩的各点处向均质土层的传递函数，并根据均质土层的传递函数获得均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数；
[0013]步骤六、根据均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数合成均质土层计算均质土层的地震动加速度；
[0014]步骤七、采用传递函数乘以均质土层的地震动加速度，以获得时域非平稳状态下的均质土层的地震动加速度。
[0015]该地震动合成系统包括：
[0016]检波器，用于识别检测波、振荡和信号，并传输检测信息；
[0017]数据处理单元，用于将检测信息合成完整的地震动加速度。
[0018]优选的，所述数据处理单元包括第一获取模块、第二获取模块、第三获取模块、合成模块和计算模块；
[0019]第一获取模块，用于获取基岩处的功率谱密度函数；
[0020]第二获取模块，用于将基岩上的土层简化为水平成层的均质土层，获得基岩向均质土层的传递函数；
[0021]第三获取模块，用于根据基岩处的功率密度函数和均质土层的传递函数获得基岩的各点处向均质土层的传递函数，并根据均质土层的传递函数获得均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数；
[0022]合成模块，用于根据均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数合成均质土层计算均质土层的地震动加速度；
[0023]计算模块，用于采用传递函数乘以均质土层的地震动加速度，以实现时域非平稳状态下的均质土层的地震动加速度。
[0024]优选的，所述检波器包括处理器，所述处理器的底部固定连接有探测长钉，所述探测长钉的外部套设且滑动连接有防护套筒，所述防护套筒的底端固定连接有调节锥头机构，所述防护套筒的外部且靠近下方的位置固定连接有滑行挡片，所述滑行挡片的内部贯穿且滑动连接有接触插针，所述探测长钉的外部套设有平衡校准板，每个所述接触插针的顶端均与平衡校准板底部转动连接。
[0025]优选的，所述探测长钉靠近上方的表面均匀固定连接有阻挡块，所述平衡校准板靠近内侧的四周均匀设置有配合阻力槽，所述配合阻力槽与阻挡块对应设置。实现在安装过程中准备定位，避免探测长钉安装方向偏移出现的数据误差。
[0026]优选的，所述调节锥头机构包括安装块，所述安装块的底端均匀固定连接有弹性翻转插片，所述弹性翻转插片内侧的中间位置设置有调节滑槽，所述调节滑槽的上方滑动连接有清除组件。
[0027]优选的，所述清除组件包括接触擦块，所述接触擦块的背面固定连接有定位滑块，所述定位滑块与调节滑槽的内部滑动连接。
[0028]优选的，所述接触擦块的外侧表面均匀固定连接有刮刀片，所述接触擦块的内部且位于刮刀片的下方均匀设置有引导槽。降低向下插入过程中的阻力，同时刮落的杂质从引导槽向两侧引导，避免刮除杂质堆积在一起对探测长钉造成二次污染。
[0029](三)有益效果
[0030]本专利技术提供了一种地震动合成方法及系统。具备以下有益效果：
[0031](1)、该地震动合成方法及系统，对原始观测数据进行预处理，原始观测数据包括接收机、加速度计、陀螺仪同步采集的观测数据、加速度观测数据、角速度观测数据和检波器监测数据；通过叠加窄带时程对初始时程进行调整，使其多阻尼加速度反应谱和峰值位移分别逼近多阻尼目标加速度反应谱和目标峰值位移，获得目标地震动时程，保证地震数据采集的准确性，从而提高地震合成的精准度。
[0032](2)、该地震动合成方法及系统，接触插针的底端与地面接触，随着探测长钉逐渐插入泥土中，当探测长钉不是以垂直状态插入土地内部时，三个接触插针在滑行挡片内向
上移动的距离不一样，从而导致平衡校准板不处于水平状态，此时平衡校准板向一侧偏移，当探测长钉偏移垂直角度较大时，平衡校准板的内孔壁与探测长钉表面的阻挡块接触，此时阻力增大，检波器整体向下推进阻力变大，此时工人根据平衡校准板与探测长钉表面接触情况调节检波器插入角度，即可继续向下插入土地中，实现在安装过程中准备定位，避免探测长钉安装方向偏移出现的数据误差，保证设备检测时的稳定，提高地震动检测数据准确度。
[0033](3)、该地震动合成方法及系统，探测长钉的下方表面与调节锥头机构接触挤压过程中，刮刀片对探测长钉下方表面接触刮动，从而将探测长钉表面的杂质清理，降低向下插入过程中的阻力，同时刮落的杂质从引导槽向两侧引导，避免刮除杂质堆积在一起对探测长钉造成二次污染。
附图说明
[0034]图1为本专利技术地震动合成方法的流程图；
[0035]图2为本专利技术地震动合成系统的结构示意图；
[0036]图3为本专利技术检波器的结构示意图；
[0037]图4为本专利技术平衡校准板的俯视图；
[0038]图5为本专利技术调节锥头机构的结构示意图；
[0039]图6为本专利技术清除组件的结构示意图。
[0040]图中：1处理器、2探测长钉、3防护套筒、4调节锥头机构、41安装块、42弹性翻转插本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地震动合成方法，其特征在于，由以下步骤组成：步骤一、对原始观测数据进行预处理，原始观测数据包括接收机、加速度计、陀螺仪同步采集的观测数据、加速度观测数据、角速度观测数据和检波器监测数据；步骤二、通过叠加窄带时程对初始时程进行调整，使其多阻尼加速度反应谱和峰值位移分别逼近多阻尼目标加速度反应谱和目标峰值位移，获得目标地震动时程；步骤三、获取基岩处的功率谱密度函数；步骤四、将基岩上的土层简化为水平成层的均质土层，获得基岩向均质土层的传递函数；根据均质土层特性参数和一维波动理论获得基岩向均质土层的传递函数；步骤五、根据基岩向均质土层的传递函数获得基岩的各点处向均质土层的传递函数，并根据均质土层的传递函数获得均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数；步骤六、根据均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数合成均质土层计算均质土层的地震动加速度；步骤七、采用传递函数乘以均质土层的地震动加速度，以获得时域非平稳状态下的均质土层的地震动加速度。2.一种地震动合成系统，其特征在于：该地震动合成系统包括：检波器，用于识别检测波、振荡和信号，并传输检测信息；数据处理单元，用于将检测信息合成完整的地震动加速度。3.根据权利要求2所述的一种地震动合成系统，其特征在于：所述数据处理单元包括第一获取模块、第二获取模块、第三获取模块、合成模块和计算模块；第一获取模块，用于获取基岩处的功率谱密度函数；第二获取模块，用于将基岩上的土层简化为水平成层的均质土层，获得基岩向均质土层的传递函数；第三获取模块，用于根据基岩处的功率密度函数和均质土层的传递函数获得基岩的各点处向均质土层的传递函数，并根据均质土层的传递函数获得均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数；合成模块，用于根据均质土层的自功率谱密度函数和互功率谱密度函数合成均质土层计...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾金燕，崔凯磊，渠曼曼，
申请(专利权)人：山西省地震局，
类型：发明
国别省市：