【摘要】：地震動(dòng)衰減關(guān)系描述地震動(dòng)場(chǎng)的分布,為工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)和地震區(qū)劃提供技術(shù)支撐。區(qū)域的經(jīng)驗(yàn)性衰減關(guān)系研究和發(fā)展主要依賴于大量的強(qiáng)震觀測(cè)數(shù)據(jù)。除了美國(guó)西部和日本外,世界上大多數(shù)國(guó)家或地區(qū)尚缺少足夠強(qiáng)地震動(dòng)數(shù)據(jù),難以直接統(tǒng)計(jì)建立區(qū)域經(jīng)驗(yàn)性衰減關(guān)系。建立基于地震學(xué)的衰減關(guān)系是一個(gè)解決方案。美國(guó)NGA-East項(xiàng)目做了有益的探索,尚有一些需要進(jìn)一步改進(jìn)、完善的問題。本文指出NGA-East地震動(dòng)衰減關(guān)系加權(quán)方案的不足是沒有表達(dá)點(diǎn)源模型適用于中小地震和遠(yuǎn)場(chǎng)地震動(dòng)估計(jì)、而有限斷層源模型適用于預(yù)測(cè)大地震近斷裂強(qiáng)地震動(dòng)這一重要共識(shí),提出了一個(gè)表達(dá)點(diǎn)源和有限斷層源各自適用范圍的加權(quán)方案,在震級(jí)(6.0,7.0)范圍內(nèi)對(duì)借助兩種震源模型估計(jì)的地震動(dòng)PGA加權(quán)平均,與震級(jí)[5.0,6.0]點(diǎn)源得到的PGA與[7.0,8.5]有限斷層震源模型計(jì)算的PGA組合,建立了四川地區(qū)的PGA混合衰減關(guān)系。論文主要包括兩部分,(1)借助有限斷層震源模型合成6.0級(jí)以上地震的地震動(dòng),涉及研發(fā)震源模型參數(shù)的定標(biāo)律、建立區(qū)域地震動(dòng)衰減關(guān)系需要的26個(gè)震級(jí)相應(yīng)的有限斷層震源模型以及合成192個(gè)地表點(diǎn)上各30條地震動(dòng)加速度時(shí)程;(2)研究將7.0級(jí)以下地震有限斷層源估計(jì)的地震動(dòng)平均PGA與點(diǎn)源估計(jì)的PGA加權(quán)平均的方法,采用恰當(dāng)形式表達(dá)混合衰減關(guān)系。首先,借助近年發(fā)表的新數(shù)據(jù)建立震源參數(shù)的定標(biāo)律。收集NGA數(shù)據(jù)庫(kù)中的震源全局參數(shù),補(bǔ)充形成分別包含189個(gè)地震的數(shù)據(jù)1和204個(gè)地震的數(shù)據(jù)2,分三種破裂類型、三(四)個(gè)震級(jí)段,統(tǒng)計(jì)得出矩震級(jí)與破裂面的面積、寬度、長(zhǎng)度以及破裂面上平均錯(cuò)動(dòng)量四個(gè)參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系和半經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。通過與9個(gè)地震公開發(fā)表的數(shù)據(jù)比較,說明了在四川地區(qū)使用的可行性。從eQuake-RC的有限斷層源破裂模型數(shù)據(jù)庫(kù)等來(lái)源收集、整理了全球范圍的211個(gè)地震的錯(cuò)動(dòng)分布,逐一從中提取局部震源參數(shù)。區(qū)分板內(nèi)地震和俯沖帶地震,建立了三種破裂類型的凹凸體參數(shù),包括最大凹凸體和其它凹凸體的面積、長(zhǎng)度、平均錯(cuò)動(dòng)量、最大凹凸體中心及破裂起始點(diǎn)的坐標(biāo)等,與相應(yīng)全局參數(shù)的定標(biāo)律。指出了局部參數(shù)與全局參數(shù)的關(guān)系比與矩震級(jí)的關(guān)系離散性小得多;6.5級(jí)以上地震大多數(shù)有多個(gè)凹凸體,6.5級(jí)以下的多是單凹凸體;其它凹凸體中心坐標(biāo)根據(jù)最大凹凸體中心在破裂面上的位置分左右統(tǒng)計(jì)可以避免凹凸體的重疊,破裂起始點(diǎn)坐標(biāo)不再限制在凹凸體之外。通過與公開發(fā)表的4個(gè)地震局部參數(shù)的比較,說明了本文定標(biāo)律在四川地區(qū)的可行性。隨后,歸納了為研發(fā)區(qū)域地震動(dòng)衰減關(guān)系建立有限斷層震源模型的思路、步驟。通過對(duì)四川地區(qū)的區(qū)域地震構(gòu)造條件分析、歸納,結(jié)合敏感性分析,選用破裂面傾角值70°、破裂類型All,并提出了破裂面上緣埋深的估算方法。統(tǒng)計(jì)得到四川地區(qū)平均震源深度為16 km,指出破裂面寬度上限應(yīng)該取32 km。借助截?cái)嗟恼龖B(tài)分布考慮定標(biāo)律的不確定性,估算每一個(gè)震級(jí)的30組震源參數(shù)值,生成30個(gè)破裂面上錯(cuò)動(dòng)的分布。對(duì)6.0≤M_w≤8.5,間隔0.1級(jí),共26個(gè)震級(jí),各建立了30個(gè)有限斷層震源模型。在整理子源引起地表地震動(dòng)合成方法、改進(jìn)各子源引起的地震動(dòng)在時(shí)間域疊加公式表達(dá)的基礎(chǔ)上,逐一合成了26個(gè)震級(jí)、四個(gè)方向上各48個(gè)地表點(diǎn)的地震動(dòng),得到每一震級(jí)、192個(gè)地表點(diǎn)上各30個(gè)PGA的平均值。經(jīng)比較論證,合并歸納出長(zhǎng)軸、短軸兩個(gè)方向的衰減關(guān)系。借助二維表格形式表達(dá)地震動(dòng)衰減關(guān)系,震級(jí)[5.0,6.0]的直接采用點(diǎn)源得到的PGA,[7.0,8.5]的采用有限斷層震源模型計(jì)算的PGA,(6.0,7.0)的采用兩類PGA的加權(quán)平均。隨震級(jí)的遞增,點(diǎn)源結(jié)果的權(quán)系數(shù)從1.0線性遞減至0.0,有限斷層源結(jié)果的權(quán)系數(shù)從0.0線性遞增至1.0。體現(xiàn)了中小地震的震源可以用點(diǎn)源表達(dá),大地震的需要用有限斷層源表達(dá)的共識(shí),其間要有一個(gè)過渡的處理。得出了可供工程應(yīng)用的四川地區(qū)基巖場(chǎng)地PGA混合衰減關(guān)系,完成了在我國(guó)發(fā)展基于地震學(xué)的地震動(dòng)衰減關(guān)系的最后也是最關(guān)鍵的一步。最后,通過與四川地區(qū)一定數(shù)量的強(qiáng)地震動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)和全國(guó)地震區(qū)劃圖編制中對(duì)四川地區(qū)采用的衰減關(guān)系的比較,論證了本文改進(jìn)的效果,對(duì)大地震PGA衰減的估計(jì)有很明顯的優(yōu)勢(shì)。通過三個(gè)具體工程場(chǎng)地的地震危險(xiǎn)性評(píng)估結(jié)果與采用邏輯樹加權(quán)方法結(jié)果的比較,進(jìn)一步論證了本文加權(quán)方案的改進(jìn)在實(shí)際應(yīng)用中的可行性,展示了避免大量重復(fù)計(jì)算的優(yōu)勢(shì)。
【圖文】：

圖 2-1 四十年中發(fā)表的衰減關(guān)系隨機(jī)誤差項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)差σ的匯總（Douglas，2003）大量數(shù)據(jù)顯示，相同震級(jí)、相同距離、甚至相同場(chǎng)地條件的地震動(dòng)仍有很大的不確定性。例如，Boore（2005）發(fā)表的美國(guó)加州 2004 年發(fā)生的一次 6 級(jí)地震中觀測(cè)到的地震動(dòng)數(shù)據(jù)相對(duì)衰減關(guān)系表現(xiàn)出的離散，如圖 2-2 所示。圖中圓點(diǎn)表示實(shí)際記錄的 PGA，衰減曲線是根據(jù)美國(guó)西部廣泛使用的加速度衰減關(guān)系計(jì)算的，粗實(shí)線表示的是平均值，細(xì)實(shí)線和虛線分別表示了在此基礎(chǔ)上加減一個(gè)、兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的范圍。從中可以看出，地震動(dòng)衰減表現(xiàn)出的離散性相當(dāng)大，距離相同的兩個(gè)地點(diǎn)的 PGA 可能相差若干倍，，在近距離處土層場(chǎng)地上甚至可能差十倍。在大致相同的距離上，土層場(chǎng)地上的 PGA 有的大于基巖場(chǎng)地的，有的小于基巖場(chǎng)地的。考慮到地震波從震源傳播到觀測(cè)點(diǎn)經(jīng)過非常復(fù)雜的途徑，至距離相同的點(diǎn)可能會(huì)有完全不同的傳播途徑、傳播介質(zhì)也有較大差別，土層場(chǎng)地的速度結(jié)構(gòu)的差別可能更大，圖中展示的地震動(dòng)衰減的不確定性是完全能夠理解的。顯然，不確定性中有相當(dāng)一部分是隨機(jī)的，也肯定有認(rèn)識(shí)上不夠清楚的成分。

年中發(fā)表的衰減關(guān)系隨機(jī)誤差項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)差σ的匯總（Do示，相同震級(jí)、相同距離、甚至相同場(chǎng)地條件如，Boore（2005）發(fā)表的美國(guó)加州 2004 年發(fā)數(shù)據(jù)相對(duì)衰減關(guān)系表現(xiàn)出的離散，如圖 2-2 所，衰減曲線是根據(jù)美國(guó)西部廣泛使用的加速度平均值，細(xì)實(shí)線和虛線分別表示了在此基礎(chǔ)上中可以看出，地震動(dòng)衰減表現(xiàn)出的離散性相當(dāng)能相差若干倍，在近距離處土層場(chǎng)地上甚至可層場(chǎng)地上的 PGA 有的大于基巖場(chǎng)地的，有的震源傳播到觀測(cè)點(diǎn)經(jīng)過非常復(fù)雜的途徑，至距播途徑、傳播介質(zhì)也有較大差別，土層場(chǎng)地的示的地震動(dòng)衰減的不確定性是完全能夠理解的隨機(jī)的，也肯定有認(rèn)識(shí)上不夠清楚的成分。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU435

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王珊;張郁山;;各類抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)設(shè)計(jì)地震動(dòng)時(shí)程規(guī)定的對(duì)比分析[J];中國(guó)地震;2017年01期

2 周越;陳蘇;李小軍;;基于小波方法的近海域地震動(dòng)時(shí)頻特性分析[J];土木工程學(xué)報(bào);2016年S1期

3 梁建文;朱俊;;地下隧道軸向地震動(dòng)土作用分析[J];地震工程學(xué)報(bào);2017年02期

4 蔣連接;鞏思鋒;蔡萬(wàn)軍;;覆蓋層厚度對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)長(zhǎng)周期地震動(dòng)能量特性的影響[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2017年14期

5 張海鋒;王立新;黨發(fā)寧;田紅梅;;面板堆石壩地震動(dòng)最不利輸入方向研究[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào);2017年03期

6 溫瑞智;;我國(guó)強(qiáng)地震動(dòng)記錄特征綜述[J];地震學(xué)報(bào);2016年04期

7 聞風(fēng);;能噴冰的“火山”[J];老友;2017年07期

8 黃宏生;;日本長(zhǎng)周期地震動(dòng)等級(jí)及其關(guān)聯(lián)解說表[J];國(guó)際地震動(dòng)態(tài);2014年07期

9 張翠然;陳厚群;;工程地震動(dòng)模擬研究綜述[J];世界地震工程;2008年02期

10 吳洪奇;姚進(jìn);任德均;;基于LabView生成人造地震動(dòng)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2008年16期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 吳哲騫;陳輝國(guó);宋祥林;;一種基于已知記錄的多點(diǎn)地震動(dòng)合成法[A];慶賀劉錫良教授執(zhí)教六十周年暨第十一屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

2 袁美巧;俞瑞芳;俞言祥;;基于小波變換的地震動(dòng)時(shí)—頻特性研究[A];中國(guó)地震學(xué)會(huì)成立三十年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2009年

3 張令心;張繼文;;近遠(yuǎn)場(chǎng)地震動(dòng)及其地震影響分析[A];第八屆全國(guó)地震工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（Ⅰ）[C];2010年

4 江帆;董銀峰;李英民;郭俊鋒;;時(shí)程分析中速度脈沖地震動(dòng)的適用性及影響規(guī)律[A];第八屆全國(guó)地震工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（Ⅰ）[C];2010年

5 竇玉斌;林永星;;地震動(dòng)時(shí)程模擬的工程方法研究現(xiàn)狀與預(yù)測(cè)[A];第四屆全國(guó)建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)交流會(huì)論文集（上）[C];2013年

6 孫進(jìn)忠;彭一民;趙鴻儒;;超聲模擬在地震動(dòng)研究中的應(yīng)用及展望[A];1991年中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1991年

7 呂斌;李杰;;確定性波動(dòng)輸入條件下的地震動(dòng)場(chǎng)數(shù)值模擬[A];第十一屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅱ卷[C];2002年

8 李仕棟;羅奇峰;;不同角度淺埋斷層對(duì)場(chǎng)地地震動(dòng)的影響[A];第八屆全國(guó)振動(dòng)理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集摘要[C];2003年

9 胡聿賢;張敏政;;地震動(dòng)研究的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀(綜述)[A];中國(guó)地震學(xué)會(huì)第二屆代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要匯編[C];1984年

10 袁一凡;;近場(chǎng)地震動(dòng)的模擬[A];中國(guó)地震學(xué)會(huì)第三次全國(guó)地震科學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要匯編[C];1986年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 袁芳;北京交大發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢(shì)支持災(zāi)后重建[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉爍宇;超高層建筑校驗(yàn)遠(yuǎn)場(chǎng)長(zhǎng)周期地震動(dòng)研究[D];重慶大學(xué);2018年

2 姜偉;基于地震學(xué)的基巖場(chǎng)地PGA混合衰減關(guān)系[D];中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所;2018年

3 王天韻;地震動(dòng)場(chǎng)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)方法研究[D];中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所;2018年

4 朱瑞廣;主余震序列地震動(dòng)的條件均值譜與挑選方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

5 籍多發(fā);主余震地震動(dòng)特征及結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

6 何衛(wèi)平;考慮波傳播特點(diǎn)的地震動(dòng)場(chǎng)及工程應(yīng)用[D];武漢大學(xué);2015年

7 陳輝國(guó);完全非平穩(wěn)多點(diǎn)地震動(dòng)模擬研究[D];重慶大學(xué);2014年

8 王海云;近場(chǎng)強(qiáng)地震動(dòng)預(yù)測(cè)的有限斷層震源模型[D];中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所;2004年

9 張郁山;希爾伯特—黃變換（HHT）與地震動(dòng)時(shí)程的希爾伯特譜[D];中國(guó)地震局地球物理研究所;2003年

10 王滿生;考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用體系的參數(shù)識(shí)別和地震反應(yīng)分析[D];中國(guó)地震局地球物理研究所;2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 史曉寧;西南地區(qū)地震動(dòng)衰減關(guān)系初步研究[D];中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所;2018年

2 王成;微小地震動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的低噪聲設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2018年

3 王振;汶川地震北川縣交通局辦公綜合樓倒塌分析[D];防災(zāi)科技學(xué)院;2018年

4 魏勇;消能冗余伸臂框架—核心筒結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)周期地震動(dòng)作用下的減震性能研究[D];廣州大學(xué);2018年

5 秦秋實(shí);近斷層脈沖型地震動(dòng)作用下基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析[D];西安建筑科技大學(xué);2018年

6 王旭楠;小波擬合D-V-A聯(lián)合譜的人造地震動(dòng)及其輸入高層結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析[D];西安建筑科技大學(xué);2018年

7 尤濤;時(shí)程分析地震動(dòng)選取方法與反應(yīng)譜長(zhǎng)周期段下降規(guī)律研究[D];華南理工大學(xué);2018年

8 鄭鎮(zhèn)杰;基于時(shí)域隨機(jī)地震動(dòng)模型的地震動(dòng)加速度時(shí)程模擬[D];華南理工大學(xué);2018年

9 梁瑞軍;脈沖型近場(chǎng)地震動(dòng)作用下建筑結(jié)構(gòu)層剪切系數(shù)分布研究[D];武漢理工大學(xué);2017年

10 唐澤楠;近斷層脈沖型地震動(dòng)的量化識(shí)別與參數(shù)解析[D];西南交通大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2616986