【摘要】：眾所周知,同一地震不同場地上的地震動不同;相同場地不同地震得到的地震動也有差異。因此,利用衰減關(guān)系預(yù)測某一場地的地震動強(qiáng)度存在很大不確定性。地震動不確定性的結(jié)果會直接影響到地震危險(xiǎn)性分析的可靠程度。近年來,隨著數(shù)字強(qiáng)震動儀器的飛速發(fā)展,獲得了大量高質(zhì)量的強(qiáng)震動記錄,為研究地震動不確定性提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。我國數(shù)字強(qiáng)震動觀測臺網(wǎng)自2007年底試運(yùn)行以來,收集到了大量的高質(zhì)量強(qiáng)震動記錄,為我國地震工程領(lǐng)域的相關(guān)研究提供了充分的數(shù)據(jù)資料。本文以我國強(qiáng)震動數(shù)據(jù)為研究對象,構(gòu)建了我國強(qiáng)震動數(shù)據(jù)Flatfile文件,并在此數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上對地震動強(qiáng)度指標(biāo)的不確定性進(jìn)行了研究,具體的內(nèi)容如下:(1)構(gòu)建了我國強(qiáng)震動數(shù)據(jù)Flatfile文件。將我國2005年至2015年間收集到的10000余條強(qiáng)震動記錄進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和整理,構(gòu)建了我國首個(gè)強(qiáng)震動數(shù)據(jù)Flatfile文件,包含震源元數(shù)據(jù)、地震事件元數(shù)據(jù)、臺站元數(shù)據(jù)、傳播路徑元數(shù)據(jù)、地震動強(qiáng)度指標(biāo)元數(shù)據(jù)和地震記錄信息元數(shù)據(jù)六個(gè)模塊。給出了明確的不同震級形式(Mw、ML、Ms和Mb)和不同距離表達(dá)方式之間(Rrup和Rhyp、RJB和Repi)的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)換關(guān)系;給出了缺乏鉆孔資料等信息的臺站VS30推薦值;給出了不同震級檔范圍內(nèi)強(qiáng)震動記錄進(jìn)行濾波處理時(shí)的高通截止頻率的推薦值。(2)分析了水平向地震動方位性�；谖覈鴱�(qiáng)震動數(shù)據(jù)Flatfile文件,以不受觀測儀器布設(shè)方向影響的RotD50譜定義為參考,統(tǒng)計(jì)了不同定義的水平向地震動強(qiáng)度Sai之間的關(guān)系,給出了Sai/SaRotD50的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?用于不同定義水平向地震動強(qiáng)度之間的轉(zhuǎn)換�；貧w分析得到的不同定義水平向地震動預(yù)測方程的事件間、事件內(nèi)和總標(biāo)準(zhǔn)差的對比結(jié)果(τSai/τSaRotD50、(?)Sai/(?)SaRotD50和σSai/σSaRotD50)表明,不同定義形式的標(biāo)準(zhǔn)差之間存在差異,事件內(nèi)的不確定性顯著大于事件間的不確定性。還給出了周期依賴性的最大譜值RotD100和RotD50之間的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)關(guān)系。(3)分析了場地效應(yīng)的不確定性。本研究以我國四川地區(qū)為研究對象,對該區(qū)域進(jìn)行了非遍歷假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)差各分量的評估。目前,已發(fā)布的適用于四川地區(qū)的地震動預(yù)測方程由于其預(yù)測變量或數(shù)據(jù)的限制,均不適用于非遍歷假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)差的相關(guān)分析。因此,構(gòu)建了消除觀測儀器布設(shè)方向影響的RotD50預(yù)測模型,并通過了預(yù)測變量標(biāo)定誤差、預(yù)測方程系數(shù)相關(guān)性以及事件間和事件內(nèi)不確定性的檢驗(yàn),確保了預(yù)測模型適用于研究區(qū)域的非遍歷假設(shè)分析。研究區(qū)域非遍歷假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)差σss比遍歷假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)差減少了約10%-20%;事件修正后單位臺標(biāo)準(zhǔn)差(?)ss值與其他地區(qū)(加州、希臘、智利、伊朗、日本、意大利和新西蘭等)(?)ss值對比結(jié)果表明,四川地區(qū)(?)ss、加州地區(qū)(?)ss以及伊朗(?)ss顯著大于其它區(qū)域,這一結(jié)果顛覆了目前國際上對(?)ss區(qū)域不相關(guān)的固有認(rèn)識。(4)建立了地震動顯著持時(shí)預(yù)測模型,并分析了相關(guān)的不確定性。本研究給出了適用于我國的水平向和豎向地震動顯著持時(shí)(D5-75、D5-95和D20-80)預(yù)測方程,預(yù)測變量的標(biāo)定誤差和分布假設(shè)檢驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了預(yù)測模型的可靠性。不同定義形式的地震動顯著持時(shí)不確定性分析結(jié)果表明,D5-75、D5-95和D20-80水平向和豎向地震動顯著持時(shí)總不確定性大小依次為D5-95D5-75D20-30,且豎向地震動顯著持時(shí)的不確定性要略小于水平向地震動顯著持時(shí)。(5)分析了地震動不確定性的區(qū)域特征。地震動方位性的不確定性區(qū)域特征分析結(jié)果表明,近場SaENV/SaGM在短周期的區(qū)域依賴性較弱,而在長周期則存在有強(qiáng)烈的區(qū)域依賴性。地震動顯著持時(shí)不確定性的區(qū)域特征分析表明,震級Mw5.75時(shí),事件內(nèi)的不確定性存在著更大的差異。南北地震帶Mw～6.0級地震(魯?shù)�、景谷、康定、岷縣地震以及2次2008年汶川地震余震)地震動不確定性區(qū)域特征分析結(jié)果表明,該區(qū)域Mw～6.0地震的平均震源效應(yīng)對地震動的影響弱于BSSA14模型(Boore et al.,2014)所考慮的全球淺層地殼地震的平均水平;研究區(qū)域較大的非彈性衰減系數(shù)"縞3表明,BSSA14模型中非彈性衰減的區(qū)域調(diào)整系數(shù)僅適用于某些局部區(qū)域(即龍門山斷裂帶),并不適用于整個(gè)南北地震帶范圍。
【圖文】：

這些強(qiáng)震動數(shù)據(jù)包括了近幾年來發(fā)生的幾次破壞性地震的強(qiáng)震動記錄，即２００８年逡逑５月１２日汶川Ｍｓ８．０級地震、２０１３年４月２０日蘆山Ｍｓ７．０級地震以及２０１７年８逡逑月８日九寨溝Ｍｓ７．０地震（見圖１－１）。逡逑－１邋－逡逑

第一章緒論逡逑比結(jié)構(gòu)化文件占用更小的空間，其常見應(yīng)用見圖１－２。逡逑ＦｌａｔＦｉｌｅ逡逑邐邐｜邐邋邐！邐逡逑￣ＧＭＰＥ＾邋１１地震工程應(yīng)用（如：１１非遍歷假設(shè)地震危Ｉ地震動特征研宄＾逡逑（如：ＮＧＡ－Ｗｅｓｔｌ選用己用的ＧＭＰＥ用險(xiǎn)性分析（Ａｌ－Ａｔｉｋ邋ｅｔ邐（如：方向性效應(yīng)逡逑和ＮＧＡ－Ｗｅｓｔ２．）邐于地震危險(xiǎn)性分析）邐ａｌ．２０１０）邐Ｌｕｚｉ邋ｅｔａｌ．２０１７）逡逑圖１－２強(qiáng)震動數(shù)據(jù)Ｆｌａｔｆｉｌｅ的常用應(yīng)用逡逑根據(jù)強(qiáng)震動數(shù)據(jù)的來源和數(shù)據(jù)庫建設(shè)目的，可將Ｆｌａｔｆｉｌｅ分為４類：（１）某一逡逑國家或區(qū)域的強(qiáng)震動數(shù)據(jù)集，，典型的有歐洲強(qiáng)震動數(shù)據(jù)集、新西蘭強(qiáng)震動數(shù)據(jù)集、逡逑中美洲強(qiáng)震動數(shù)據(jù)集等；（２）服務(wù)于特定項(xiàng)目研宄的數(shù)據(jù)集，如美國太平洋地震工逡逑程研宄中心（ＰＥＥＲ）的ＮＧＡ－Ｗｅｓｔ、ＮＥＧ－Ｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ等；（３）服務(wù)于結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)分逡逑析的工程數(shù)據(jù)集，如伊朗和新西蘭供工程使用的數(shù)據(jù)集；（４）單次地震的強(qiáng)震動數(shù)逡逑據(jù)集，一般是較大破壞性地震的數(shù)據(jù)集。下一小節(jié)將上述中某些Ｆｌａｔｆｉｌｅ做簡要介逡逑紹。逡逑１．２．２研究現(xiàn)狀逡逑美國強(qiáng)震動觀測合作組織（ＣＯＳＭＯＳ）通過門戶網(wǎng)站（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｏｓｍｏｓ－ｅｑ．ｏｒｅ／）逡逑構(gòu)建了全球范圍的強(qiáng)震動數(shù)據(jù)庫，旨在提高未來可能發(fā)生地震地區(qū)的強(qiáng)震動觀測逡逑能力（Ａｒｃｈｕｌｅｔａ邋ｅｔ邋ａｌ．邋２００６）。該數(shù)據(jù)庫是第一個(gè)正式供給工程界和科學(xué)界應(yīng)用的逡逑“全球”強(qiáng)震動數(shù)據(jù)集，其包括美國和其他１４個(gè)國家的強(qiáng)震動數(shù)據(jù)。截至２０１４年逡逑底
【學(xué)位授予單位】：中國地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P315.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2631973