基于聚类经验模态分解(EEMD)的汶川M_S8.0强震动记录时频特性分析

详细信息   

• 责任者：李大虎^c四川省地震局^e硕士^f助理工程师 ; 赖敏 ; 何强 ; 马新欣^c中国地震局地球物理研究所 ; 顾勤平^c江苏省地震局
• 刊名：地震学报
• 出版年：2012
• 卷期：34^b3
• 关键词：汶川地震200811^a四川20^a大震 ; 聚类分析 ; 主震 ; 加速度 ; 三分量地震仪 ; 地震波记录曲线 ; 傅里叶分析 ; 小波变换 ; 地震预测31^a汶川
• 页码：350～362
• 索书号：P263.066/208-1
• 图表：^c表1参26插图
• 分类号：1410
• 文摘期号：2013/01/a

摘要

在2008年5月12日汶川M_S8.0地震中，四川数字强震台网共获取了133组三分向加速度记录。该文选取了一些不同断层距的台站所获取的强震动记录进行了处理和分析。在数据处理中，采用基于聚类经验模态分解(EEMD)提取信号时频特性的方法，有效获得了信号能量的时频分布，提取了中心频率、Hilbert能量、最大振幅对应的时频等特性，并与傅里叶变换、小波变换进行了对比研究。研究结果表明，对非线性的强震记录采用聚类经验模态分解(EEMD)能抑制经验模态分解(EMD)中存在的模态混叠问题；与傅里叶变换和小波变换相比发现，HHT边际谱在低频处幅值高于傅里叶谱；与小波变换受到所选取的母波强烈影响不同，HHT直接从强震记录中分离出固有模态函数(IMF)，更能反映出原始数据的固有特性，Hilbert谱反映出大部分能量都集中在一定的时间和频率范围内，而小波谱的能量却在频率范围内分布较为广泛。因此，基于EEMD的HHT在客观性和分辨率方面都具有明显的优越性，能提取到更多强震加速度记录的时频特性。