简易烈度计记录的噪声水平评价:以泸定M_(S)6.8级地震为例

在我国地震预警和烈度速报系统中,烈度计被广泛使用。烈度计的频谱特征主要是通过检定实验室进行标定,但在破坏性地震中,烈度计响应特点缺少必要的研究分析。该文以2022年四川泸定M_(S)6.8级地震为例,对比分析了烈度计记录和强震仪记录在噪声水平、信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)、高通滤波截止频率(f_(HP))取值以及有效周期范围(T_(max))方面的特点,综合评价了烈度计记录的频谱特征,分析了噪声影响。得到以下结论:在整个频域范围内,烈度计记录的SNR要比强震仪记录平均意义上低一个数量级,可以估计烈度计动态范围较强震仪大致低20 dB;烈度计记录的最佳f_(HP)取值相较于强震仪记录存在更大的不确定性,尤其是在竖直方向上;烈度计记录的最佳f_(HP)取值更大,反应谱T_(max)较传统强震仪记录在水平方向小1~2 s,在竖直方向小3 s左右。该研究结果有助于合理应用烈度计记录,服务地震学和地震工程学相关研究。

强震动记录的数据处理流程:去噪滤波

强震动记录一直以来被用于工程结构弹塑性时程分析的地震动输入,其由仪器观测获得,需在使用前进行必要的数据处理工作。中国台网目前已累积了大量强震动观测记录,但始终缺乏标准化的数据处理流程,给使用者造成了诸多不便,不能最大程度发挥其科学应用价值。该文针对我国观测数据现状,提出了一套完整的面向工程应用的强震动记录数据处理流程,给出了高通滤波截止频率的选取原则,包括:记录的傅里叶振幅谱低频段须符合w^(2)震源模型、信噪比须大于3、确保与物理分辨率一致。研究了因果滤波与非因果滤波对记录时程的影响,结果表明:这两种滤波方式具有各自特性,因果滤波会引起记录相变、而非因果滤波则会引起信号前干扰震动;针对芦山地震数据集及2017年部分观测记录,研究了这两种滤波方式对伪加速度反应谱(PSA)的影响,结果表明因果滤波引起的相变会对有效周期范围内的PSA造成计算偏差,因此建议面向工程应用的强震动记录选用非因果滤波方式。此项工作有助于指导和规范强震动记录的合理使用。