Question

地震波数据

我在PEER网站上下载下来的一份地震波的数据，但是里面有关谱密度的有一些东西我看不懂，求指教。

如这个图示意，我不明白既然这个表给出的数据说明了是spectral acceleration，为什么period的单位是s，FN,FP,==的单位g？按说S(w)的图的话应该是横轴是w，纵轴是对应的S（w)的值啊？

Answer 1

1）设时间历程x(t)是加速度，其量纲即'单位'可用重力加速度[g]来表示，而横坐标为时间：t，量
纲为[秒 s]，也可用[T]表示；
2）那么x(t)的功率谱密度函数曲线S(w)的横坐标应当是园频率w(弧度/秒)或赫兹频率f(周/秒)；纵
坐标的量纲为[g² T]或[g²s]或者是单位频率上的g²：即功率谱密度函数S(w)的量纲为：g²/w或
g²/f ；
3）根据(1)(2)可以判断相关量的量纲，关键是FN,FP,GM都是些甚么物理量？
PGA是加速度；PGV是速度；PGD是位移。周期的倒数就是频率。想准确给出表中各项含义还
需提供各项的意义。

追问

FN，FP，vertical可以理解为东西向，南北向，竖直的地震方向，GM是综合了FN,FP的值的一个表达量，相当于理解水平面的地震。

追答

根据对图表中的数据计算分析，有如下近似关系式：
GM = √[0.382×(FN ² + FP ²) + 0.618×VERT ²]
其中两个水平振动合成后，及垂直振动分量对总振动的综合指标GM的贡献按黄金分割的比例分配。经对表中多列数据进行验证，符合精度很高。

追问

我有点看糊涂了，不是对这个数据合成，而是对原来那个单位的说明。如果是这样的话，那以横轴单位为s，纵轴单位是m/s^2所列出的原始的数据，要转化为横轴单位为rad/s,纵轴单位为(m^2/s^3)的单位的数据，应该在数值上做怎样的变换啊？

追答

PGA(g)：表示加速度，单位为：g；且以下的量：GM,FN,FP,VERT 的单位都是加速度g；
PGV(cm/s)：表示速度，单位：cm/s，以下的量：GM,FN,FP,VERT 的单位都是速度cm/S；
PGD(cm)：表示位移，单位厘米；以下的量都是位移：(cm)；
Period(s)：是周期，单位：秒(s)，其倒数为频率：赫兹(Hz)；右边的0.01(秒)对应的频率为
100Hz；0.02s为50Hz，......
下面猜想：Sa(g)是对应不同周期s或频率的加速度的幅值，因为它的单位是g。整个图表没看出来哪一项与功率谱有关。仅供参考。

追问

但是这个图开头你看它第一行，是给的spectral acceleration，而且用这些数据画出来的LOG-LOG图像是跟他的网站给出的spectral的图是一致的。然后这份数据是有另外给出3个方向的加速度的值的，是在另外三个别的txt的文档里面，以0.02s为间隔的一个记录，一共2400个点，总共48s，所画出来的图与网站给出的加速度的图也是对应的。而且按照常理来说，加速度的幅值也是应该与时间t进行对应的啊，跟频率、周期应该是没有关系的吧？

追答

图上说的是周期：period，不是时间间隔：interval
spectral acceleration 谱加速度，如果时间历程是加速度(g)，那么它的功率谱的量纲是：g^2/Hz
表中没有一个数据与功率谱有关的。好了，不讨论了，如有可能将下载的资料发我EMAIL:
king_zyx@163.com
好了，再见！