基于正交Hilbert谱的非平稳地震动模拟方法

本文探讨了一种利用正交Hilbert谱对非平稳随机地震动进行模拟的方法，发表于2012年的《重庆大学学报》第35卷第12期。该研究针对传统的经验模态分解（Empirical Mode Decomposition, EMD）在处理非平稳信号时存在的能量泄漏问题，提出了采用正交EMD技术对Intrinsic Mode Functions (IMF) 分解得到更精确的时频特性分析。正交Hilbert-Huang变换（Orthogonal Hilbert Huang Transform, OHHT）被用来处理信号，这使得分析过程更为精确。 研究的核心是通过计算样本记录的Hilbert谱来模拟非平稳地震动过程。作者将样本Hilbert谱的平均值设为目标，引入随机相位角来构建随机过程，从而实现了地震动的模拟。这种方法不仅考虑了地震动的强度和频率随时间的变化，还保留了其非平稳特性。为了验证这种方法的有效性，作者对两个地震动记录进行了模拟，并对比了模拟结果与原始记录在强度、频率分布以及统计特性上的相似性。结果显示，模拟后的地震动样本能够准确地反映原记录的特性，不仅在时频分布上高度一致，而且具有相同的统计特征。此外，模拟样本之间的离散性也得到了良好保持，表明这种方法不仅适用于单次地震模拟，也适用于多数据集的分析。 这篇文章提供了一个创新的地震模拟方法，结合了正交分解技术和Hilbert谱分析，为理解和预测非平稳地震活动提供了新的工具，对于地震学和工程抗震领域的研究具有重要意义。