• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

近场强震动记录基线校正方法的振动台实验研究

卢滔 胡国瑞 何福 郭迅 霍敬妍

卢滔, 胡国瑞, 何福, 郭迅, 霍敬妍. 近场强震动记录基线校正方法的振动台实验研究[J]. 震灾防御技术, 2017, 12(3): 625-634. doi: 10.11899/zzfy20170318
引用本文: 卢滔, 胡国瑞, 何福, 郭迅, 霍敬妍. 近场强震动记录基线校正方法的振动台实验研究[J]. 震灾防御技术, 2017, 12(3): 625-634. doi: 10.11899/zzfy20170318
Lu Tao, Hu Guorui, He Fu, Guo Xun, Huo Jingyan. Analysis on Baseline Correction Method of Strong Motion Accelerogram Recorded on Near-fault Site by the Shaking Table Test[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2017, 12(3): 625-634. doi: 10.11899/zzfy20170318
Citation: Lu Tao, Hu Guorui, He Fu, Guo Xun, Huo Jingyan. Analysis on Baseline Correction Method of Strong Motion Accelerogram Recorded on Near-fault Site by the Shaking Table Test[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2017, 12(3): 625-634. doi: 10.11899/zzfy20170318

近场强震动记录基线校正方法的振动台实验研究

doi: 10.11899/zzfy20170318
基金项目: 

中央高校基本科研业务费专项资金创新团队资助计划项目 ZY20160110

地震科技星火计划项目 XH16002Y

国家自然科学基金 51208108

详细信息
    作者简介:

    卢滔, 男, 生于1979年。博士, 副教授。主要从事工程地震理论和应用研究。E-mail:lutao@cidp.edu.cn

Analysis on Baseline Correction Method of Strong Motion Accelerogram Recorded on Near-fault Site by the Shaking Table Test

  • 摘要: 为了获取近场永久位移,通常采用基线校正方法,对近场加速度记录进行基线校正并积分得到永久位移值,但这一结果主观性较强,其可靠性也往往缺乏验证。为了解决这一问题,本文提出了一种能产生包含永久位移振动过程的振动台实验方案,采用振动台加滑动机构的方法,模拟记录到永久位移台站测点的真实振动情况;在实验中分别采用加速度计、摄影测量方法分别直接得到加速度和位移时程,对加速度时程进行基线校正并积分得到位移时程,将其与直接获得的位移时程进行对比,以验证采用基线校正方法的有效性。实验结果表明,在实验室条件下采用现有的基线校正方法校正后,通过积分能得到可以接受的位移时程。
  • 图  1  基于机器视觉的动态位移测量方法工作流程

    Figure  1.  Work flow of dynamic displacement measurement based on computer vision

    图  2  标识点识别算法及优化算法实现效果图

    Figure  2.  Identification results of mark identification and color extraction algorithm

    图  3  验证试验系统组成示意图和模型测点局部实际布置图

    Figure  3.  Set-up of the test system

    图  4  摄像帧率为25帧/s时的实验数据处理结果及局部放大比较

    Figure  4.  Dynamic displacement measurement results from 25 frames/s format video

    图  5  摄像帧率为50帧/s时的实验数据处理结果及局部放大比较

    Figure  5.  Dynamic displacement measurement results from 50 frames/s format video

    图  6  实验系统组成和实验思路示意图

    Figure  6.  Sketch map of test system in the work

    图  7  振动台实验现场工作照片

    Figure  7.  Scene of shaking table test on site

    图  8  振动台峰值加速度200cm/s2、永久位移40cm工况位移时程获取和基线校正结果

    Figure  8.  Baseline corrected dynamic displacement history from accelerogram integration and displacement history by the proposed method in the work

    图  9  积分校正位移时程和本文方法直接测得位移时程对比

    Figure  9.  Baseline corrected dynamic displacement history from accelerogram integration and displacement history by the proposed method in the study

    表  1  不同测量方法得到动态位移峰值

    Table  1.   Dynamic displacement peak values measured from different methods

    摄像帧率/帧·s-1 验证试验次数序号 拉线位移计测量值/mm 基于机器视觉测量方法的测量值/mm
    白底方案 黑底方案
    1 10.038 9.681(-3.56%) 9.687(-3.50%)
    25 2 10.458 10.137(-3.07%) 10.169(-2.76%)
    3 5.917 5.755(-2.74%) 5.721(-3.31%)
    4 4.911 4.818(-1.89%) 4.804(-2.18%)
    1 5.836 5.805(-0.53%) 5.770(-1.13%)
    50 2 8.438 8.490(0.62%) 8.290(-1.75%)
    3 10.775 10.608(-1.55%) 10.426(-3.24%)
    4 10.368 10.201(-1.61%) 9.974(-3.80%)
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    表  2  永久位移15cm和40cm积分位移时程和视频处理位移时程尾值

    Table  2.   Permanent displacement from the baseline corrected accelerogram integration and proposed measurement method in the study

    不同方法得到的永久位移值
    /mm
    100cm/s2 200cm/s2 500cm/s2
    永久位移
    15cm
    永久位移
    40cm
    永久位移
    15cm
    永久位移
    40cm
    永久位移
    15cm
    永久位移
    40cm
    积分得到位移 136.5 428.2 136.2 423.5 140.2 390.1
    本文方法直接测量 152.3 443.0 130.1 417.6 159.8 367.4
    相对误差/% 10.37 3.34 4.47 1.39 12.26 5.82
    下载: 导出CSV
  • 陈勇, 陈鲲, 俞言祥, 2007.用集集主震记录研究近断层强震记录的基线校正方法.地震工程与工程振动, 27(4):1-7. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DGGC200704001.htm
    胡国瑞, 2016. 近场强震记录基线校正实验系统研究. 北京: 防灾科技学院.
    黄蓓, 2003. 基于集集地震记录的近断层地震动特性分析. 北京: 中国地震局地球物理研究所, 1-127.
    王国权, 周锡元, 2004.9·21台湾集集地震近断层强震记录的基线校正.地震地质, 26(1):1-14. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZDZ200401000.htm
    于海英, 江汶乡, 解全才等, 2009.近场数字强震仪记录误差分析与零线校正方法.地震工程与工程振动, 29(6):1-12. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DGGC200906000.htm
    周宝峰, 2012. 强震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.
    Boore D. M., 1999. Effect of baseline corrections on response spectra for two recordings of the 1999 Chi-Chi, Taiwan, earthquake. California:U. S. Geological Survey Open-File Report 99-545
    Boore D. M., 2003. Analog-to-digital conversion as a source of drifts in displacements derived from digital recordings of ground acceleration. Bulletin of the Seismological Society of America, 93(5):2017-2024. doi: 10.1785/0120020239
    Iwan W. D., Moser M. A., Peng C. Y., 1985. Some observations on strong-motion earthquake measurement using a digital accelerograph. Bulletin of the Seismological Society of America, 75(5):1225-1246.
    Trifunac M. D., 1971. Zero baseline correction of strong-motion accelerograms. Bulletin of the Seismological Society of America, 61(5):1201-1211.
    Wu Y. M., Wu C. F., 2007. Approximate recovery of coseismic deformation from Taiwan strong-motion records. Journal of Seismology, 11(2):159-170. doi: 10.1007/s10950-006-9043-x
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-05-27
  • 刊出日期:  2017-09-01

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