用地震觀測臺網(wǎng)的小震記錄建立川滇強地震動衰減關(guān)系.pdf

1、地震動衰減關(guān)系在工程地震研究中是至關(guān)重要的一個方面。迄今,主要研究成果是依靠大量的強地震動觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計的經(jīng)驗性衰減關(guān)系。對于缺乏強地震動記錄的地區(qū),建立衰減關(guān)系一直是一個難題。本文在基于隨機振動理論的、基于地震學(xué)的地震動衰減關(guān)系研究進展的基礎(chǔ)上,本文研究了用區(qū)域地震觀測臺網(wǎng)的小震記錄建立強地震動衰減關(guān)系的可行性。一般地區(qū),都不會缺乏地震觀測臺網(wǎng)的小地震數(shù)據(jù),如果根據(jù)一般記錄的小震速度時程估計的加速度譜的精度能夠滿足工程要求,就會有力地克

2、服強地震動記錄缺乏的限制,為地震動衰減的研究拓開十分廣闊的發(fā)展道路。
　　本研究通過川滇地區(qū)的區(qū)域地震觀測臺站的小震記錄處理、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個數(shù)字臺站記錄的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個數(shù)字臺站記錄的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)線為目標函數(shù),借助微遺傳算法反演5個區(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。對給定的震級、距離對,據(jù)此估計地表強地震動加速度的傅里葉幅值譜,配隨機相位譜,再逆變換為時程,從中讀取加速度峰值。為有序管理得到的PGA,本文設(shè)計了一個二維表格,每一行對應(yīng)一個震級值,每一列對應(yīng)一個距離值,每一行列交叉處的格中填上計算得到的相應(yīng)地震動加速度峰值。把均勻分布的震級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區(qū)域地震動衰減的特征,不加任何約束,避免了進一步擬合

4、衰減關(guān)系帶來的精度損失。本文建立了川滇地區(qū)的地震動加速度峰值衰減關(guān)系,并指出與地震危險性計算銜接可望提高效率。為用區(qū)域有限的強震觀測數(shù)據(jù)與本文結(jié)果比較、檢驗,收集整理了四川69個臺站記錄的118次強地震(MW≥4.5、震源深度≤30km)的1237條記錄、云南36個臺站記錄的27次強地震的66條記錄。檢驗通過三種方式,曲線與強地震動數(shù)據(jù)點分布的直觀比較、誤差項的分布特征分析、誤差項的均值及標準差的數(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)驗性衰減關(guān)系(四川6組、云南5組)分三個震級組進行比較的結(jié)果表明,曲線大都理想地從數(shù)據(jù)點叢中間穿過,上下兩側(cè)數(shù)據(jù)點的分布比較均勻,只有四川的7級地震的曲線表現(xiàn)衰減要明顯慢一些。本文得到的衰減關(guān)系的誤差項多數(shù)都在0值上下,表明沒有系統(tǒng)性偏差,隨震級增大似有衰減由偏快到偏慢的現(xiàn)象。誤差項的均值和標準差與其他轉(zhuǎn)換得到的經(jīng)驗性衰減關(guān)系的相比,相對比較好的,四川6、7級地震的結(jié)果更好一些?？傮w上均值的絕對值、標準差均比較低。三種比較、檢驗

6、,均說明本文用地震觀測臺網(wǎng)的小震記錄建立強地震動衰減關(guān)系的思路和采用的方法是可行的。
　　本文通過四川某一工程場地的地震安全性評價的實例,介紹本文地震動衰減關(guān)系用于地震危險性計算的具體的解決方案,說明了在工程場地的地震安全性評價、區(qū)域地震區(qū)劃中應(yīng)用的實際可行性。通過分析導(dǎo)師課題組合成的汶川8.0級大地震中兩個基巖臺站的地震動,指出本文估計地震動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大地震近場地震動PGA使用