汶川地震反應(yīng)譜衰減關(guān)系研究.pdf

1、隨著工程地震學(xué)和強(qiáng)震觀測(cè)的發(fā)展,地震動(dòng)衰減關(guān)系的研究取得了很大進(jìn)展。在2008年之前,鑒于我國(guó)強(qiáng)震記錄有限,我國(guó)的地震動(dòng)衰減關(guān)系多是采用美國(guó)西部數(shù)據(jù)用轉(zhuǎn)換方法建立,汶川地震獲得了大量的強(qiáng)震動(dòng)記錄,為研究地震動(dòng)衰減關(guān)系提供了重要的數(shù)據(jù)資料。本文在系統(tǒng)整理汶川地震強(qiáng)震記錄資料的基礎(chǔ)上,擬合了多種地震動(dòng)參數(shù)的衰減關(guān)系,研究了場(chǎng)地類型對(duì)反應(yīng)譜特征參數(shù)衰減特性的影響。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　⑴介紹了國(guó)內(nèi)外地震動(dòng)衰減關(guān)系的研究現(xiàn)狀,并從衰減模

2、型、擬合方法、研究理論三方面對(duì)其進(jìn)行了較詳細(xì)的總結(jié)和評(píng)述,通過(guò)對(duì)不同衰減模型的試算,確定了適用于本文的衰減關(guān)系擬合模型。
　?、平榻B了汶川地震中獲得強(qiáng)震記錄的主要情況,選取其中158個(gè)土層臺(tái)站和16個(gè)基巖臺(tái)站的強(qiáng)震記錄作為本文的研究數(shù)據(jù)。將選取的500多條強(qiáng)震記錄進(jìn)行基線校正處理后,計(jì)算其加速度反應(yīng)譜并按照最小二乘法分段擬合的方法進(jìn)行標(biāo)定,統(tǒng)計(jì)分析了加速度反應(yīng)譜的特征參數(shù)。
　　⑶研究了地震動(dòng)峰值的衰減特性。擬合求出峰值加速

3、度、有效峰值加速度、峰值速度及有效速度四種地震動(dòng)峰值參數(shù)的衰減關(guān)系,總計(jì)22條,并分析了其衰減特性,研究了場(chǎng)地類型對(duì)四種地震動(dòng)參數(shù)衰減的影響。在平均意義上,地震動(dòng)的四種峰值均表現(xiàn)出隨著場(chǎng)地變軟而地震動(dòng)作用增強(qiáng)的現(xiàn)象。
　?、妊芯苛思铀俣确磻?yīng)譜的衰減特性。計(jì)算出水平向和豎向的加速度反應(yīng)譜衰減關(guān)系,對(duì)比分析了不同斷層距的譜形、不同周期點(diǎn)加速度反應(yīng)譜的譜值衰減關(guān)系、豎向與水平向的譜比;并擬合出反應(yīng)譜平臺(tái)值和特征周期的衰減關(guān)系,并且對(duì)比分

4、析了不同場(chǎng)地類型、不同方向的加速度反應(yīng)譜特征參數(shù)的衰減特性。研究表明,近斷層處的加速度反應(yīng)譜在0.01s~0.1s和3~6s兩個(gè)周期段的譜比值均大于1,加速度反應(yīng)譜平臺(tái)值的V/H值隨斷層距增大先減小后增大,在斷層距30公里內(nèi) V/H值大于2/3,表現(xiàn)出明顯的豎向效應(yīng)。
　?、裳芯苛藞?chǎng)地類型對(duì)反應(yīng)譜特征參數(shù)衰減的影響。提出用“平臺(tái)值場(chǎng)地衰減影響系數(shù)”來(lái)定量研究場(chǎng)地類型對(duì)反應(yīng)譜平臺(tái)值的影響,用“衰減曲線下降速率”來(lái)定量分析不同衰減曲線

5、的衰減速率。通過(guò)計(jì)算得出水平向Ⅰ類場(chǎng)地的平臺(tái)值場(chǎng)地衰減影響系數(shù)平均值為0.5358,Ⅱ類場(chǎng)地的平臺(tái)值場(chǎng)地衰減影響系數(shù)平均值為1,Ⅲ類場(chǎng)地的場(chǎng)地衰減影響系數(shù)平均值為1.579,且Ⅲ類場(chǎng)地的加速度平臺(tái)值衰減曲線的衰減速率最小。
　?、恃芯苛藙?dòng)力系數(shù)譜的衰減特性。給出了水平向動(dòng)力系數(shù)譜衰減關(guān)系,并且對(duì)比分析了不同斷層距的譜形、不同周期點(diǎn)的動(dòng)力系數(shù)譜譜值的衰減關(guān)系;然后擬合動(dòng)力系數(shù)譜平臺(tái)值的衰減關(guān)系,并且對(duì)比分析了不同場(chǎng)地類型、不同方向平

6、臺(tái)值的衰減關(guān)系。研究表明,動(dòng)力系數(shù)譜平臺(tái)值隨著斷層距增加呈先增長(zhǎng)后減小的趨勢(shì),變化范圍為1.8~2.8;隨著場(chǎng)地變軟,豎向動(dòng)力系數(shù)譜平臺(tái)值呈現(xiàn)稍微變大的趨勢(shì),水平向平臺(tái)值隨場(chǎng)地變軟的變化規(guī)律不明顯。
　?、藢?duì)本文所計(jì)算的衰減關(guān)系進(jìn)行了對(duì)比和驗(yàn)證分析,得出本文的衰減關(guān)系與霍俊榮的衰減關(guān)系在近場(chǎng)區(qū)域比較接近,而在中遠(yuǎn)場(chǎng)則與Campbell的衰減關(guān)系比較接近。由反應(yīng)譜平臺(tái)值衰減擬合值繪制的烈度分布圖與實(shí)際的烈度分布圖的相似程度很高,表明