本文關(guān)鍵詞：用地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)記錄估計(jì)強(qiáng)地震動(dòng)衰減的試驗(yàn)研究

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【摘要】：地震動(dòng)衰減關(guān)系在地震區(qū)劃、工程場(chǎng)地安全性評(píng)價(jià)中是不可或缺的,也是工程地震研究的重要方面。在用地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)反演區(qū)域參數(shù),建立強(qiáng)地震動(dòng)衰減關(guān)系的研究中,發(fā)現(xiàn)根據(jù)地震動(dòng)幅值確定震級(jí)和依據(jù)這個(gè)震級(jí)估計(jì)地震動(dòng)幅值兩個(gè)過(guò)程中存在不協(xié)調(diào)問(wèn)題。本文針對(duì)這一問(wèn)題做了一些初步探討,討論直接用地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)估計(jì)強(qiáng)地震動(dòng)衰減的可能性,為在建立地震動(dòng)衰減關(guān)系中更好地發(fā)揮寬頻帶數(shù)字地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)記錄的作用做如下試驗(yàn)研究。以數(shù)據(jù)豐富的日本東北地區(qū)(36-40 N,138-143 E)為研究區(qū),收集、整理F-net數(shù)據(jù)庫(kù)中的106次小震1382條記錄、56次強(qiáng)震540條記錄和K-NET數(shù)據(jù)中的72次小震706條記錄、86次強(qiáng)震的1496條記錄,作為本文的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。將這些地震分為3.5≤Mw4.5(簡(jiǎn)稱4級(jí))、4.5≤Mw5.5(5級(jí))、5.5≤Mw6.5(6級(jí))和6.5≤Mw7.5(7級(jí))四個(gè)震級(jí)段,分析比較兩類(lèi)不同觀測(cè)物理量、不同距離范圍、不同幅值、不同頻帶地震動(dòng)的衰減特征,揭示出客觀存在的一致性。震級(jí)越大、頻率越低,地震動(dòng)衰減特征的一致性越明顯。進(jìn)一步擬合地震動(dòng)的衰減關(guān)系,結(jié)果表明兩類(lèi)數(shù)據(jù)得到的衰減系數(shù)差別不大,震級(jí)項(xiàng)的系數(shù)有明顯的差別。選取同一次地震F-net和K-NET中均有10條及以上記錄的15次地震,比較它們各自的衰減特征與其所在震級(jí)段的總體衰減特征的差別,指出差別不很明顯,頻率越低,差別越小。根據(jù)日本氣象廳對(duì)震級(jí)計(jì)算的相關(guān)規(guī)定,分析了據(jù)本文兩類(lèi)觀測(cè)數(shù)據(jù)確定的震級(jí)與JMA震級(jí)的差別,指出震級(jí)差值主要在-0.3(0.4)~0.3之間。比較了根據(jù)JMA震級(jí)計(jì)算公式中量規(guī)函數(shù)反算得到PGD衰減曲線與觀測(cè)數(shù)據(jù)表達(dá)的衰減特征,指出兩者比較相符,僅7級(jí)大地震差別略大。說(shuō)明了借助確定震級(jí)所用的量規(guī)函數(shù)估計(jì)地震動(dòng)的可行性。擴(kuò)大反演數(shù)據(jù)的范圍,分別采用F-net的3.5~7.5級(jí)的測(cè)震數(shù)據(jù),F-net和K-NET的3.5~4.5級(jí)的觀測(cè)數(shù)據(jù),借助微遺傳算法反演區(qū)域應(yīng)力降??、品質(zhì)因子中的0Q和η、幾何衰減項(xiàng)中的1R與2R五個(gè)區(qū)域參數(shù)。依反演得到的區(qū)域參數(shù)計(jì)算PGA衰減曲線,與已有的衰減關(guān)系和K-NET的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。結(jié)果表明,擴(kuò)大數(shù)據(jù)震級(jí)范圍得到的衰減關(guān)系估計(jì)地震動(dòng)在近場(chǎng)增大,衰減加快,與觀測(cè)數(shù)據(jù)更為符合;加入強(qiáng)地震動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)合反演,得到的衰減關(guān)系估計(jì)地震動(dòng)在近場(chǎng)沒(méi)有明顯改變,衰減更快,與遠(yuǎn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)符合得更好。從總體上看,擴(kuò)大反演數(shù)據(jù)的范圍有助于改善對(duì)地震動(dòng)衰減的估計(jì)。與兩個(gè)日本學(xué)者發(fā)表的經(jīng)驗(yàn)性衰減關(guān)系比較,本文衰減關(guān)系的誤差均值均在兩者的誤差均值之間,對(duì)于6級(jí)及以上地震,甚至小于經(jīng)驗(yàn)性統(tǒng)計(jì)關(guān)系的結(jié)果;標(biāo)準(zhǔn)差總體上在兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)性衰減關(guān)系的之間,小地震的低于兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)性的;大多比僅用F-net小震數(shù)據(jù)反演得到的標(biāo)準(zhǔn)差小。與區(qū)域量規(guī)函數(shù)表達(dá)的PGD衰減比較,在幾十至上百公里的中等距離段差別不大,在更近的距離處均比本文衰減關(guān)系估計(jì)的高,衰減速率總體大于本文的估計(jì)。將量規(guī)函數(shù)直接用于估計(jì)強(qiáng)地震動(dòng)的衰減,是值得進(jìn)一步研究的。
【關(guān)鍵詞】：地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng) 強(qiáng)地震動(dòng)觀測(cè)臺(tái)網(wǎng) 衰減特征 反演 量規(guī)函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P315.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題來(lái)源及研究背景和意義10-12
• 1.2 地震動(dòng)衰減研究方法綜述12-15
• 1.3 本文的主要研究工作15-17
• 第2章 觀測(cè)數(shù)據(jù)說(shuō)明17-28
• 2.1 引言17
• 2.2 寬頻帶地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)的數(shù)據(jù)17-22
• 2.2.1 日本寬頻帶數(shù)字地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)的概況17-19
• 2.2.2 F-net數(shù)據(jù)收集和處理19-20
• 2.2.3 數(shù)據(jù)的分布20-22
• 2.3 強(qiáng)地震動(dòng)觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)的數(shù)據(jù)22-27
• 2.3.1 日本寬頻帶數(shù)字強(qiáng)地震動(dòng)觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)的概況22-23
• 2.3.2 K-NET數(shù)據(jù)的收集和處理23-25
• 2.3.3 數(shù)據(jù)的分布25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 兩類(lèi)數(shù)據(jù)表達(dá)的地震動(dòng)衰減特征28-49
• 3.1 地震記錄處理方法28-30
• 3.1.1 基線校正28
• 3.1.2 微分28-29
• 3.1.3 積分29-30
• 3.2 兩類(lèi)數(shù)據(jù)表達(dá)的總體衰減特征30-39
• 3.3 一次地震中表現(xiàn)的衰減特征39-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第4章 量規(guī)函數(shù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)的衰減特征49-54
• 4.1 日本的震級(jí)標(biāo)度49
• 4.2 根據(jù)兩類(lèi)觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算的震級(jí)49-51
• 4.3 量規(guī)函數(shù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)的衰減特征比較51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第5章 擴(kuò)大區(qū)域參數(shù)反演的數(shù)據(jù)范圍對(duì)地震動(dòng)衰減關(guān)系的影響54-68
• 5.1 擴(kuò)大數(shù)據(jù)范圍反演區(qū)域參數(shù)54-58
• 5.1.1 本文采用的反演方法概述54-55
• 5.1.2 反演目標(biāo)函數(shù)和適應(yīng)度55-57
• 5.1.3 區(qū)域參數(shù)的反演結(jié)果57-58
• 5.2 對(duì)地震動(dòng)衰減關(guān)系的影響58-66
• 5.2.1 本文地震動(dòng)峰值的衰減關(guān)系58-60
• 5.2.2 與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)比較60-64
• 5.2.3 與量規(guī)函數(shù)表達(dá)的衰減特征比較64-66
• 5.3 本章小結(jié)66-68
• 結(jié)論與展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 附錄75-87
• 致謝87

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