强震动观测仪器面临的机遇和挑战

于海英; 周宝峰; 王家行; 马新生; 张同宇; 徐旋; 胡振荣

doi:10.11899/zzfy20170107

强震动观测仪器面临的机遇和挑战

doi: 10.11899/zzfy20170107

于海英^{1, 2,},
周宝峰^{1, 2, ,},
王家行^{1, 2},
马新生^{1, 2},
张同宇^{1, 2},
徐旋^{1, 2},
胡振荣^{1, 2}

1.
中国地震局工程力学研究所, 哈尔滨 150080
2.
中国地震局地震工程与工程振动重点实验室, 哈尔滨 150080

基金项目:

中央级公益性研究所所长基金项目 2014B02

国家科技支撑计划项目 2014BAK03B01-06

黑龙江省自然科学基金面上项目 E2015069

黑龙江省自然科学基金面上项目 E2015070

国家自然科学基金项目 51308517

国家自然科学基金项目 41174161

详细信息

作者简介:
于海英, 男, 生于1962年。研究员。主要从事强震动观测与数据处理技术等方面研究。E-mail:haiyingyu@126.com

通讯作者:
周宝峰, 男, 生于1978年。博士, 副研究员。主要从事强震数据处理与地震动特性等方面研究。E-mail:zbf166@126.com

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出版历程
- 收稿日期: 2016-08-08
- 刊出日期: 2017-03-01

Opportunities and Challenges of Strong Motion Observation Instruments

Yu Haiying^{1, 2
,},
Zhou Baofeng^{1, 2
, ,},
Wang Jiahang^{1, 2},
Ma Xinsheng^{1, 2},
Zhang Tongyu^{1, 2},
Xu Xuan^{1, 2},
Hu Zhenrong^{1, 2}

1.
Institute of Engineering Mechanics, China Earthquake Administration, Harbin 150080, China
2.
Key Laboratory of Earthquake Engineering and Engineering Vibration, China Earthquake Administration, Harbin 150080, China

摘要

摘要: 本文介绍了国内外强震仪、力平衡加速度计、烈度计、MEMS加速度仪等强震动观测仪器的发展历史与现状，概述了强震动记录中典型异常波形产生的原因和力平衡加速度计的仪器响应误差及校正，建议了解决强震仪器缺陷的措施，分析了强震仪在强震动观测发展中面临的机遇和挑战。研究结果如下：① 进行强震动记录异常波形的研究是有针对性改进现有强震仪存在问题的很好途径；② 早期数字强震仪（力平衡加速度计频带范围0至30Hz）获取的强震动记录应进行仪器校正；③ 应跟踪强震动观测新方法和相关领域新技术，发展MEMS加速度仪和光纤加速度仪等新型仪器。
- 强震仪 /
- 力平衡加速度计 /
- 烈度计 /
- MEMS加速度仪 /
- 强震动记录异常波形 /
- 仪器响应误差
Abstract: The development history of strong motion instruments, force-balance accelerometers, seismic intensity meter and MEMS accelerometers is described, and typical abnormal waveforms in strong motion records and instrument response errors correction for force-balance accelerometers are analyzed in brief, then challenges and opportunities of strong motion instruments are studied. The measures to solve the defects of strong motion instruments are suggested. The results are showed as following: (1) it is a good way to promote the development of strong motion instruments by studying abnormal waveforms in strong motion records; (2) for force-balance accelerometers with the band range from 0 to 30Hz, strong motion records obtained by early digital strong motion instruments should be corrected by instrument response; (3) new methods and technology in strong motion observation should be tracked, and new instruments (MEMS accelerometers and Opticalfibre accelerometers) should be developed to meet the demands of our country.
- Strong motion instruments /
- Force-balance accelerometers /
- Seismic intensity meter /
- MEMS accelerometers /
- Strong motion records abnormal waveforms /
- Instrument response errors

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图 1 第一台强震仪内部结构图（Trifunac，2009）

Figure 1. The internal structure of the first strong motion accelerograph (Trifunac, 2009)

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图 2 记录首部尖刺问题

Figure 2. The spike at the beginning of the record

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图 3 记录尾部尖刺问题

Figure 3. The spike at the end of the record

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图 4 具有等间距的毛刺现象

Figure 4. The spike with same intervals

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图 5 非对称波形现象

Figure 5. Asymmetric waveform phenomena

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图 6 加速度基线漂移严重现象

Figure 6. The obvious baseline drift in the acceleration time history

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图 7 波形镜像重复现象

Figure 7. The waveform duplication

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参考文献(23)

段向胜, 周锡元, 2010.土木工程监测与健康诊断原理、方法及工程实例.北京:中国建筑工业出版社.

高光伊, 于海英, 李山有, 2001.中国大陆强震观测.世界地震工程, 17(4):13-18. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SJDC200104002.htm

何先龙, 赵立珍, 2010.基于多重互相关函数分析剪切波速.岩土力学, 31(8):2541-2545. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YTLX201008032.htm

李沙白, 1987.强震加速度仪的发展近况.世界地震工程, 1:28-34. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SJDC198701005.htm

李沙白, 1998.强震数字技术的最新进展及其在大震快速反应中的应用.自然灾害学报, 7(2):79-85. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZRZH802.011.htm

李小军, 温瑞智, 于海英, 2009.汶川8.0级地震余震固定台站观测未校正加速度记录.北京:地震出版社.

梁永朵, 姜金征, 李莹等, 2015.辽宁灯塔5.1级强震记录分析.地震地磁观测与研究, 36(5):25-29. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZGJ201505006.htm

曲明哲, 罗新恒, 温瑞智, 2014.MEMS加速度传感器噪声分析.地震工程与工程振动, 34(6):26-32. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DGGC201406004.htm

王玉石, 李小军, 梅泽洪, 刘燕, 2013.几种仪器烈度算法在汶川地震与芦山地震中的可靠性比较.地震学报, 35(5):759-770. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXB201305014.htm

谢礼立, 彭克中, 1984. 强震动观测的数字纪元. 国际地震动态, (7): 4-8, 32-33.

王家行, 胡振荣, 1997.SLJ型宽频带大动态力平衡三分向加速度计的设计与研制.地震地磁观测与研究, 18(5):46-52. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZGJ705.007.htm

于海英, 2006.力平衡式加速度计仪器响应误差分析和校正方法.地震工程与工程振动, 26(6):200-203. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DGGC200606032.htm

于海英, 韦良杰, 2007.强震动记录误差分析和校正方法综述.仪器仪表学报, 28(4 Supp1.1):175-177. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DGGC200906000.htm

于海英, 杨永强, 王栋, 周宝峰, 解全才等, 2008. 汶川8. 0级地震强震动加速度记录初步分析处理. 汶川地震工程震害调查交流研讨会报告, 成都.

喻畑, 陆鸣, 2013.随机方法在地震烈度速报中的应用.地震地磁观测与研究, 34(5/6):271-276. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZGJ2013Z3050.htm

袁一凡, 1998.由地震动三要素确定地震动强度 (烈度) 的研究.哈尔滨:国家地震局工程力学研究所.

苑立波, 耿涛, 杨军, 2008. 双芯光纤集成式加速度计及测量方法: 中国, CN101368978A. 2009-02-18.

中国地震局震害防御司, 2008.汶川8.0级地震未校正加速度记录.北京:地震出版社.

周宝峰, 2012.强震动观测中的关键技术研究.哈尔滨:中国地震局工程力学研究所.

周雍年, 2011.强震动观测技术.北京:地震出版社.

朱建刚, 周朝晖, 赖敏, 黎大虎, 2006.有缺陷强震仪的使用及其数据处理.纪念松潘平武地震30周年交流文集:272-276. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10486-1015305218.htm

Trifunac M. D., 2009. 75th anniversary of strong motion observation-a historical review. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 29:591-606. doi: 10.1016/j.soildyn.2008.05.011

Kashima K., 2000. Strong Earthquake Motion Observation in Japan.//http://iisee.kenken.go.jp/staff/kashima/soa2000/soa.htm.

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