在區(qū)域地震危險(xiǎn)性分析或者損失評(píng)估中,需要量化同一次地震中的多場(chǎng)點(diǎn)地震動(dòng)強(qiáng)度被聯(lián)合超越的概率。常規(guī)的特定場(chǎng)點(diǎn)地震危險(xiǎn)性分析方法并不能處理場(chǎng)點(diǎn)間地震動(dòng)的空間相關(guān)性問(wèn)題。文中利用收集到的2014年8月24日美國(guó)加州納帕MW6.0地震的344組強(qiáng)震記錄,初步研究了地震動(dòng)在空間上的相關(guān)性。利用半變異函數(shù)方法計(jì)算獲得了峰值加速度（PGA）、峰值速度（PGV）及3個(gè)特定周期（0.3s、1.0s和3.0s）反應(yīng)譜譜值的空間相關(guān)性函數(shù),通過(guò)指數(shù)模型擬合得到了其對(duì)應(yīng)的連續(xù)的空間相關(guān)性函數(shù),并與先前的研究結(jié)果進(jìn)行了比較。研究結(jié)果表明,地震動(dòng)參數(shù)存在空間相關(guān)性,且隨著距離的增大呈指數(shù)衰減;地震動(dòng)的空間相關(guān)性隨著反應(yīng)譜周期的增大而增大;同時(shí),地震動(dòng)的空間相關(guān)性存在區(qū)域性的特征,峰值加速度的空間相關(guān)性在南加州地區(qū)比在日本和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)更弱（衰減更快）。文中所得結(jié)論可為區(qū)域地震危險(xiǎn)性分析、損失評(píng)估以及減小震后快速產(chǎn)出震動(dòng)圖（Shake Map）的不確定性等提供理論依據(jù)和參考。 

【文章來(lái)源】：地震地質(zhì). 2020,42(05)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

2014年8月24日納帕MW6.0地震的地震動(dòng)觀測(cè)值與BSSA14衰減關(guān)系的比較

由此即可從有限的相距距離為h的場(chǎng)點(diǎn)對(duì)中估計(jì)出γ^(h)的值。連續(xù)半變異函數(shù)γ^(h)可以從不同相隔距離的估計(jì)值中擬合得出。選擇各向同性的指數(shù)模型作為最終的擬合函數(shù):這里，a和b分別是半變異函數(shù)的臺(tái)基值和變程。臺(tái)基值等于變量Z的方差，變程指半變異函數(shù)等于0.95倍的臺(tái)基值所對(duì)應(yīng)的分隔距離。將地震事件間殘差的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行歸一化處理，則式(3)可簡(jiǎn)化為

不同場(chǎng)點(diǎn)的地震動(dòng)強(qiáng)度的空間相關(guān)性(地震事件間殘差的協(xié)方差)可以由半變異函數(shù)表示。圖4為納帕地震觀測(cè)臺(tái)站對(duì)的數(shù)目相對(duì)于臺(tái)間距的直方圖。臺(tái)站間的距離間隔Δh取為2km，則各個(gè)距離間隔內(nèi)至少有120多對(duì)數(shù)據(jù)，可保證數(shù)據(jù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)的可靠性。此外，本研究也使用了1km的臺(tái)站間最小距離間隔進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)計(jì)算(最少的臺(tái)站對(duì)數(shù)目為40個(gè))，但所得結(jié)果顯示臺(tái)站間距離間隔的減小并沒(méi)有顯著改善納帕地震觀測(cè)數(shù)據(jù)地震動(dòng)空間相關(guān)性的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，因此本文還是以臺(tái)站間距離間隔為2km的結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。圖5給出了依據(jù)式(2)構(gòu)建納帕地震臺(tái)站觀測(cè)峰值加速度、峰值速度以及3個(gè)特定周期反應(yīng)譜譜值的半變異函數(shù)以及利用手工方法依據(jù)指數(shù)模型擬合的結(jié)果。指數(shù)模型擬合的變程值示于表1。圖5的結(jié)果表明，PGA、PGV及3個(gè)特定周期的反應(yīng)譜譜值存在空間相關(guān)性，且近似服從指數(shù)分布。利用納帕地震觀測(cè)的不同地震動(dòng)參數(shù)構(gòu)建的半變異函數(shù)的比較結(jié)果示于圖6。比較PGA、PGV和Sa(3s)的結(jié)果可以看出，隨著反應(yīng)譜周期的增大，半變異函數(shù)γ(h)的增長(zhǎng)速率變小，空間相關(guān)性變大。地震動(dòng)的長(zhǎng)周期成分比短周期(高頻)成分具有更強(qiáng)的空間相關(guān)性，這也與以前的研究結(jié)果一致(Der Kiureghian,1996)。這種空間上的相關(guān)性也可以被近似地認(rèn)為是空間分布的地震動(dòng)時(shí)程的相似性。地震波在傳播過(guò)程中，由于波的散射作用，使得地震波的相似性降低。傳播過(guò)程中，高頻的地震波相似性減小的幅度更大，可能是因?yàn)槎滩ㄩL(zhǎng)成分更容易被小尺度的異質(zhì)體所影響或改變，因此高頻地震波的空間相關(guān)性沒(méi)有長(zhǎng)周期地震波顯著。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同約束條件下2014年8月24日納帕MW6.0地震峰值加速度震動(dòng)圖的對(duì)比[J]. 陳鯤,俞言祥,高孟潭,亢川川.  地震地質(zhì). 2018(02)
[2]考慮場(chǎng)地效應(yīng)的ShakeMap系統(tǒng)研究[J]. 陳鯤,俞言祥,高孟潭.  中國(guó)地震. 2010(01)



本文編號(hào)：3448627