基岩地震动的随机模型及其参数确定

地震工程界对随机地震动已进行了40多年的研究，提出了多种较好的随机过程模型，其中最具代表性的是日本学者金井清(Kanai)(1961)提出的过滤白噪声模型．进一步，欧进萍等(1991)在评述既往随机模型基础上，提出了地震地面运动的过滤有色噪声模型．然而，这些模型都存在一个最大的问题，就是不能合理确定模型中反映地震强度的参数————谱强度因子S0. 随机地震动研究的基础是强震记录，基于地面强震记录，人们对地震地面运动随机模型进行了大量的研究，其中对基岩地震动的模拟还有很多需要解决的问题．本文在基岩强震记录统计基础上，研究基岩地震动的随机模型和模型参数，为建立工程抗震的合理地震动模型奠定基础．      

用强震仪记录资料研究上海地表土层的地震动放大反应

地表软土覆盖层对地震波的放大效应是地震学家，尤其是工程地震学家颇为关注的研究课题．墨西哥地震(1985年9日19日，ＭS8.1)、日本阪神地震(1995年1月17日，ＭS7.4)造成的巨大伤亡和财产损失均与地表软土覆盖层密切相关．因为软土层引起地震动明显放大，经软土层放大后的地震动再作用于各类建筑，使振动频率落在地震动放大频段内的建筑物遭受的破坏比基岩处的要大许多． 在国外，地表软土的土动力特性和放大效应近些年来越来越受到工程地震学家的重视．例如，日本的神山和柳泽(安艺敬一，1989)用日本117份强地面运动中20 cm/s2以上的记录…     

地震动空间相干函数的极限性质

基于弹性理论中旋转与平移之间的微分关系，研究了当空间两点间距离趋于零时地震动空间相干函数的极限性质．结果表明，为满足这一微分关系，在建立小范围地震动随机场模型时，空间相干函数的选择必须满足一定的函数特征，不能完全凭经验统计方法来验定其函数形式．同时指出，基于随机地震动场估计旋转地震动分量功率谱密度的关键，是精确地确定地震动空间相干函数关于空间坐标的二阶导数．      

强地震动相位的一个随机模型

进一步阐述了强烈地震波的等效频散概念，提出了一个与频率相关的强地震动相位的随机模型，供强地震动相位的统计估计使用．将这一半经验模型和强地震动振幅谱衰减的经验模型相结合，可以保证合成的设计地震动的非平稳特征与真实记录在统计意义上的一致．      

地震动随机模拟及其参数确定方法

本文建议以地震动标准差函数的最大值和反映强度包络函数的回归常数作为描述随机地震动特性的基本参数。文中还提出了一种将地震学确定性低频模拟方法和工程学中高频随机模拟方法相结合的综合模型来反映地震动的频谱特性。本文提出的方法能方便地利用目前抗震设计所依据的基本参数来确定随机模型中的参数,并且有可能对地震动长周期特性进行较好的模拟。     

空间变化的地震动功率谱的实用模型

提出了一个空间变化的地震动功率谱模型．这个模型与已有的模型比较有两个特点: ① 根据现有的多个模型多次地震的平均结果，不是某一次台阵记录提出的模型；② 考虑了测点间的自功率谱参数的变化．      

基岩地震动的一个相干函数模型--倾滑断层情形

本文研究了基岩随机地震动的空间变化规律，考虑了震源破裂速度、子源个数、震源深度和介质传播速度等因素的影响。对应于每个样本，用数值模拟方法计算了采用震源位错模型的弹性半空间近场地震动场，最后通过统计方法给出了一个倾滑断层情形下的近场基岩地震动的相干函数模型。这一方法可以补充常用的统计方法因观测资料有限而导致的欠缺。     

近场强地震动模拟中对破裂的方向性效应和上盘效应的表达.

为了模拟近场强地震动，采用了基于有限断层模型的一种随机合成方法．震源破裂面被剖分成一定数量的子源，总的地震矩分成数量更多的子震的矩．一给定子源中一次子震引起的场地地震动的傅氏谱，通过考虑点源的谱、随着距离的衰减、能量耗散及近地表效应等导出．据此幅值谱和一个随机相位谱，并与一个时程包络函数结合，合成一个子震时程．将各子源中各个子震引起的所有时程叠加，得出场地的地震动时程．叠加中，各子震时程之间的时滞，据子震发震时差和子源至场地的距离差别引起的时差确定．对一个设定地震，选用4个断层面倾角，计算了近场21个地点的地震动．结果表明，本文方法可以很好地表达破裂的方向性效应和上盘效应．为了验证方法的可靠性，对1994年美国北岭地震中3个近断层台站MCN，LV3和PCD模拟的地震动与实际记录的加速度反应谱和时程作了比较．      

实验室三分量换能器的研制

实验室三分量换能器的研制刘晓红（中国北京１０００８１国家地震局地球物理研究所）主题词地震模拟实验，岩石物性测量，换能器超声脉冲技术的发展使得地震学家有可能在实验室中对地震学问题进行模拟实验研究．５０年代ＯｌｉＶｅｒ（１９５）进行了二维地震模型研究，此...     

空间相关地震动场模拟的研究

空间相关地震动场模拟的研究李小军赵凤新胡聿贤（中国北京１０００８１国家地震局地球物理研究所）主题词场地条件生命线系统地震动场相位差谱重要性极高的生命线系统工程具有一个共同的特点是其空间分布与延伸性．在同一次地震下，这类结构各部分受到的地震荷载将不同．...     

设计近场地震和远场地震的确定方法

在建筑抗震设计规范(GBJ11-89)中，明确规定了要按近震或远震考虑场地的地震环境；并针对1977年版的地震烈度区划图，提出了确定近场地震和远场地震的方法．由于新颁布的中国地震烈度区划图(1990)，是采用地震危险性概率分析方法编制的，原有的确定近震和远震的方法已经不适宜．本文考虑到近场地震和远场地震的实质，根据地震危险性概率分析的基本思路，推荐了一种新的确定方法．该方法可以较为妥切地解决GBJ11-89规范与1990年版地震区划图之间的衔接问题．      

地震动随机合成中与震源谱相关的动力学拐角频率

介绍了基于有限断层震源的地震动随机合成中静力学拐角频率和动力学拐角频率,讨论了两者的缺点;进而提出了一种改进的震源谱模型,它能够表达破裂面上地震波频率辐射不均匀性、大震时拐角频率随破裂面积增加而有所下降的趋势．据此,可以形成与该震源谱模型相关联的动力学拐角频率,应用于地震动的随机合成,避免结果对子源尺寸的依赖．通过对美国北岭Mw6.7地震近场6个基岩台站合成的地震动与实际记录的比较,验证了本文方法的有效性.      

随机有限断层法合成地震动的研究与应用

目前很多研究者采用随机有限断层模型预测地震动并被证明是可行的.本文运用随机有限断层地震动叠加合成方法,模拟了1988年肃南5.7级地震,与实际记录进行对比分析,发现：用有限断层方法模拟得到的峰值加速度以及峰值加速度出现所对应的特征时刻与真实记录较为吻合;比较模拟的地震动反应谱和实际记录的加速度反应谱,总体上在工程感兴趣的频段内,有限断层方法拟合的结果基本能满足实际工作的需要.为进一步开拓该方法在工程应用中的前景,以兰州市柴家峡水电站为例,将此理论方法应用于缺乏强震记录地区的近场地震动估计中,模拟分析了马衔山北缘活动断裂发震时在坝址区产生的地震动特征,其近场合成结果与1125年兰州7.0级地震的烈度分布符合较好,可供工程抗震设计参考使用.     

基岩地震动的一个相干函数模型-走滑断层情形h

目前研究地震动空间变化的主要方法是利用密集台阵（如SMART1台阵等）的强震观测记录进行统计分析，由于地震动观测资料的不足，因而缺少基岩及不同场地类别地震动相干函数模型. 本文利用数值方法了模拟理论地震图，进而研究采用震源位错模型的基岩随机地震动的空间变化规律，并考虑震源破裂速度、子源个数、震源深度和介质传播速度等因素的影响. 其具体思路为:首先对应于每个样本，用有限差分数值模拟方法计算弹性半空间近场地震动场，而后对所有样本的计算结果进行统计，给出了一个走滑断层情形下的近场基岩表面及沿基岩竖直方向水平分量地震动的相干函数模型.      

1976年唐山地震近、远场加速度的半经验合成

本文建立一非均匀唐山地震断层模型，它由北东30的南段和北东50的北段两个大的走滑断层组成，总长114 km、总地震矩为1.41020 Nm；而每一走滑断层又分别由长为37 km和20 km的两个子断层组成．震中定在南段和靠近南、北两段走滑断层的交汇处．用ML5.7、MS6.9的余震记录作经验格林函数，用考虑大小地震不相似的改进的经验格林函数法分别合成唐山地震主震(MS7.8)的近、远场加速度时程．远场合成加速度时程的峰值、持时、反应谱与真实记录符合较好；近场合成结果与唐山地震烈度分布符合较好．合成的唐山地震的近场最大加速度峰值达1.1 g，这与近年发生的一些大震中记录到的近场最大加速度峰值接近．      

基于有物理意义地表地震动的一致概率法

提出了一种新的基于有物理意义地表地震动的危险性分析的一致概率法．该方法使用的地震动时程与场地周围潜源所发生的地震事件对应,其包络参数、反应谱、最大加速度等均具有明确的物理意义．在不考虑土层反应的情况下,本方法与传统的一致概率法相同．本方法支持用天然地震加速度时程直接输入．合成地震动仅作为缺乏强震资料的一种近似方案．随着场地周围强震资料的不断积累,本方案将更客观地反映场地所处的地震环境．      

重力异常的拟合推估迭代解算模型及算法

重力异常随机逼近的一种有效方法是拟合推估法．为了提高拟合推估解的可靠性，关键是提高重力异常协方差函数的可靠性．本文建立了一套迭代拟合协方差函数以及迭代推估重力异常的理论模型．经实际计算表明，通过有限的迭代拟合推估，确实能提高重力异常的推估精度．      

应力释放模型及其对中国几个地震区活动特征的模拟结果

应力释放模型是在弹性回跳模型的基础上发展起来的一种随机点过程模型,可用来分析、模拟、预测某一地区的地震活动．本文系统地介绍了应力释放模型的数学模型理论和分析问题的一般方法,并应用应力释放模型对我国华北、西南和台湾地区的地震资料进行了系统的模拟和分析．结果表明,应力释放模型对这些资料的拟合明显优于常用的泊松模型．同时,这些地区不同的应力积累和释放的特征反映了各个区域地震活动的本质差异．      

近场下桥梁结构的地震响应分析

提出采用宽频地震Kanai-Tajimi模型与速度脉冲He-Agrawal模型来模拟近场地震动,数值模拟验证了该近场地震模型的有效性。采用该模型定量分析了近场地震作用对桥梁结构地震响应的影响规律。近场地震动的脉冲持时是对结构产生破坏的一个重要因素,近场地震作用对桥梁结构的设计提出了更高的延性要求。     

地震动扭转分量对薄壁柱壳结构的影响

从定性和定量两方面研究了地震动扭转分量对薄壁圆柱回转壳结构反应的影响．研究结果表明，扭转分量对结构反应贡献的大小主要与结构的高度、回转半径与结构高度之比及壳的刚度有关．对于核电厂安全壳和工业储油、储气罐结构，扭转地震动分量所产生的壳体反应是不应忽视的．