用地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)的小震記錄建立川滇強(qiáng)地震動(dòng)衰減關(guān)系.pdf

1、地震動(dòng)衰減關(guān)系在工程地震研究中是至關(guān)重要的一個(gè)方面。迄今,主要研究成果是依靠大量的強(qiáng)地震動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)性衰減關(guān)系。對(duì)于缺乏強(qiáng)地震動(dòng)記錄的地區(qū),建立衰減關(guān)系一直是一個(gè)難題。本文在基于隨機(jī)振動(dòng)理論的、基于地震學(xué)的地震動(dòng)衰減關(guān)系研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,本文研究了用區(qū)域地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)的小震記錄建立強(qiáng)地震動(dòng)衰減關(guān)系的可行性。一般地區(qū),都不會(huì)缺乏地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)的小地震數(shù)據(jù),如果根據(jù)一般記錄的小震速度時(shí)程估計(jì)的加速度譜的精度能夠滿足工程要求,就會(huì)有力地克

2、服強(qiáng)地震動(dòng)記錄缺乏的限制,為地震動(dòng)衰減的研究拓開十分廣闊的發(fā)展道路。
　　本研究通過(guò)川滇地區(qū)的區(qū)域地震觀測(cè)臺(tái)站的小震記錄處理、分析,探討從速度譜轉(zhuǎn)換為加速度譜的可行性。收集、整理了四川29個(gè)數(shù)字臺(tái)站記錄的82次小地震(MW=3.5-4.5、震源深度≤30km)中的147條記錄、云南省26個(gè)數(shù)字臺(tái)站記錄的154次小地震中的863條記錄。以小震記錄的傅里葉幅值譜的包絡(luò)線為目標(biāo)函數(shù),借助微遺傳算法反演5個(gè)區(qū)域震源譜和地殼介質(zhì)參數(shù),應(yīng)力降

3、Δσ、品質(zhì)因子參數(shù)Q0和η、幾何衰減參數(shù)R1和R2。對(duì)給定的震級(jí)、距離對(duì),據(jù)此估計(jì)地表強(qiáng)地震動(dòng)加速度的傅里葉幅值譜,配隨機(jī)相位譜,再逆變換為時(shí)程,從中讀取加速度峰值。為有序管理得到的PGA,本文設(shè)計(jì)了一個(gè)二維表格,每一行對(duì)應(yīng)一個(gè)震級(jí)值,每一列對(duì)應(yīng)一個(gè)距離值,每一行列交叉處的格中填上計(jì)算得到的相應(yīng)地震動(dòng)加速度峰值。把均勻分布的震級(jí)間隔和距離間隔取得足夠小,就完全可以以數(shù)值的方式充分地表達(dá)區(qū)域地震動(dòng)衰減的特征,不加任何約束,避免了進(jìn)一步擬合

4、衰減關(guān)系帶來(lái)的精度損失。本文建立了川滇地區(qū)的地震動(dòng)加速度峰值衰減關(guān)系,并指出與地震危險(xiǎn)性計(jì)算銜接可望提高效率。為用區(qū)域有限的強(qiáng)震觀測(cè)數(shù)據(jù)與本文結(jié)果比較、檢驗(yàn),收集整理了四川69個(gè)臺(tái)站記錄的118次強(qiáng)地震(MW≥4.5、震源深度≤30km)的1237條記錄、云南36個(gè)臺(tái)站記錄的27次強(qiáng)地震的66條記錄。檢驗(yàn)通過(guò)三種方式,曲線與強(qiáng)地震動(dòng)數(shù)據(jù)點(diǎn)分布的直觀比較、誤差項(xiàng)的分布特征分析、誤差項(xiàng)的均值及標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)值比較。本文結(jié)果與數(shù)據(jù),以及被用于川滇

5、地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)性衰減關(guān)系(四川6組、云南5組)分三個(gè)震級(jí)組進(jìn)行比較的結(jié)果表明,曲線大都理想地從數(shù)據(jù)點(diǎn)叢中間穿過(guò),上下兩側(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布比較均勻,只有四川的7級(jí)地震的曲線表現(xiàn)衰減要明顯慢一些。本文得到的衰減關(guān)系的誤差項(xiàng)多數(shù)都在0值上下,表明沒有系統(tǒng)性偏差,隨震級(jí)增大似有衰減由偏快到偏慢的現(xiàn)象。誤差項(xiàng)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差與其他轉(zhuǎn)換得到的經(jīng)驗(yàn)性衰減關(guān)系的相比,相對(duì)比較好的,四川6、7級(jí)地震的結(jié)果更好一些。總體上均值的絕對(duì)值、標(biāo)準(zhǔn)差均比較低。三種比較、檢驗(yàn)

6、,均說(shuō)明本文用地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)的小震記錄建立強(qiáng)地震動(dòng)衰減關(guān)系的思路和采用的方法是可行的。
　　本文通過(guò)四川某一工程場(chǎng)地的地震安全性評(píng)價(jià)的實(shí)例,介紹本文地震動(dòng)衰減關(guān)系用于地震危險(xiǎn)性計(jì)算的具體的解決方案,說(shuō)明了在工程場(chǎng)地的地震安全性評(píng)價(jià)、區(qū)域地震區(qū)劃中應(yīng)用的實(shí)際可行性。通過(guò)分析導(dǎo)師課題組合成的汶川8.0級(jí)大地震中兩個(gè)基巖臺(tái)站的地震動(dòng),指出本文估計(jì)地震動(dòng)PGA的方法和反演的區(qū)域參數(shù)在借助基于有限斷層混合震源模型估計(jì)大地震近場(chǎng)地震動(dòng)PGA使用