本文利用广义谐和小波,推导了非平稳过程演变功率谱和时变功率谱的估计公式,并以此为基础对Bouc-Wen系统的非平稳响应进行了分析,通过估计真实地震动时程的演变功率谱,提出了工程地震动演变功率谱的参数模型,并对模型参数进行了识别。具体内容包括:首先,以演变功率谱和小波变换基本理论为基础,根据Spanos和Fallia提出的小波估计演变功率谱的一般方法,推导获得了广义谐和小波估计非平稳过程演变功率谱和时变互谱的公式,并估计了台湾SMART-1台站序列测得的真实地震动加速度时程的演变功率谱和时变互谱。采用谱表现方法对地震动时程进行了随机模拟,结果表明,人工地震动加速度时程具有和原始记录时程相似的非平稳特性。之后,计算了非平稳谐波激励下Bouc-Wen系统的响应,并利用已提出的非平稳过程演变功率谱的广义谐和小波估计方法,获得了响应的演变功率谱。计算表明,谐波激励的非平稳特性会对结构非线性响应产生一定影响,当谐波激励的周期与系统进入非线性阶段后的自振周期相近时,系统的反应和破坏将会进一步增大,产生二次共振现象。最后,提出了一个非平稳地震动的演变功率谱参数模型,该参数模型主要由频域能量分布函数和各频率分量对应的标准化幅值包络函数组成。频域能量分布函数模型考虑了地震震源和局部场地对地震谱特征的影响,标准化幅值包络函数采用分段光滑函数形式。利用所提出的演变功率谱模型,对SMART-1台站序列测得的真实地震动时程进行了参数识别和建模。建模结果表明,本文提出的工程地震动演变功率谱模型能够较好反映真实地震动的非平稳特性,可用于人工地震动样本的模拟。本文的研究为非平稳地震动演变功率谱的估计与建模提供了理论基础,也为土木工程结构地震响应分析和抗震设计提供了依据和技术手段。