基于地震動信號分析的地質災害過程重構方法研究與應用

作者：嚴炎,崔一飛,周開來,尹述遙,田鑫,田繼楓

摘要：地質災害啟動及演進過程中對途經的村莊、植被、基礎設施等均會造成不同程度的破壞,而深入研究災害的演進過程有助于災害預警和防治工作,能減少災區人員傷亡、降低經濟損失。然而由于地質災害的強破壞性和突發性,使得現場的監測儀器和設備易受災害的影響,甚至被破壞,導致難以完整且準確地監測到災害過程,這限制了對地質災害過程的深入研究,因此亟需一種新的方法來進行災害過程的重構。隨著科技的發展,現有高精度地震儀能夠記錄伴隨地質災害而產生的地震動信號,并且已有不少研究者進行了基于地震動信號的災害分析研究。基于現有研究的基礎,本文提出一套基于地震動信號的地質災害重構研究思路和方法體系:通過運用帶通濾波器(BP-filter)、經驗模態分解(EMD)、快速傅里葉變換(FFT)、短時傅里葉變換(STFT)、功率譜密度計算(PSD)等方法對災害過程產生的地震動信號進行處理和分析,然后結合災害現場調查結果進行對比分析以反演災害的基本特征,進而與數值模擬結果進行耦合,最終實現災害過程的重構。本文基于地震動信號對堰塞湖、滑坡、泥石流等不同災種進行案例研究與分析,旨在為地質災害演進過程的研究提供一種新的研究思路和方法體系。

發文機構：西南交通大學土木工程學院 清華大學水沙科學與水利水電工程國家重點實驗室 西南交通大學高速鐵路線路工程教育部重點實驗室 西南交通大學陸地交通地質災害防治技術國家工程實驗室 中國地震局地球物理研究所

關鍵詞：地質災害地震動信號信號處理與分析災害過程重構Geological hazardsSeismic signalSignal processing and analysisReconstruction of hazards process

分類號： P642.22[天文地球—工程地質學]