许亮华，郭永刚，杜修力

（1.中国水利水电科学研究院 工程抗震研究中心，北京 100048；2.北京工业大学 建筑工程学院，北京 100124）

1 研究背景

HHT（Hilbert-Huang transform）信号分析方法［1-2］是Norden E.Huang在1998年提出的一种全新的数据处理方法，方法核心由两部分构成，即经验模式分解方法（EMD）和Hilbert变换。Hilbert变换得到的瞬时频率、振幅以及时频分布图等可以反应出数据的非平稳变化规律。虽然HHT方法在非平稳数据分析中得到广泛应用，但其方法本身仍然存在许多问题，如包络线拟合以及边界问题，没有确切公式理论支持，模态混淆等。这些问题需要得到解决才能推动HHT方法的进一步发展和应用。大坝强震反应信号是研究大坝结构特性的珍贵数据［3～5］，可以从中获得大坝的强震下非平稳反应规律、特性变化规律和损伤信息等有价值的信息，从而检验和改进大坝抗震设计，验证大坝抗震性能，保证大坝安全。大坝强震反应数据是一种非平稳数据，作者在应用HHT方法分析处理中发现，常规的EMD方法对频谱密集的数据分解不可避免产生模态混淆现象，导致HHT分析结果与实际偏差很大，分析结果无法作为结论进行应用。因此，应用HHT方法首先必须抑制模态混淆现象发生。

2 常规EMD方法

信号的EMD过程［1-2］是一个将非平稳信号进行平稳化处理的过程，分解目的是得到有近似窄带特征且尽量满足单分量函数［6］特征的固有模式函数（IMF），为下一步Hibert变换提供准备。

EMD过程是一个筛选获得IMF的过程，通过时间序列上下包络的平均值确定瞬时平衡位置，进而提取IMF。……