西南地区水平向峰值速度、峰值位移衰减关系研究

本文收集西南地区79个4.0＜Ms≤8.0主震、0＜Rrup＜300 km的自由场地加速度记录,采用合理可靠的数据处理方法获得峰值速度(PGV)和峰值位移(PGD)的水平分量几何均值各1600个.建立包含西南地区强震动数据及相应的震源、距离、场地参数等各项元数据的数据集.统计回归得到西南地区包含震级饱和效应、震级相关几何衰减、线性和非线性场地响应、非弹性衰减的水平向PGV、PGD衰减关系.进行了事件间和事件内残差评估、模型评估.将本文衰减曲线与西南地区大震和强震的实际观测值、川藏区水平向PGV衰减关系以及NGA-West1的水平向PGD衰减关系进行对比.结果表明,本文衰减关系用于估计西南地区震级Ms4.0-8.0、距离10～300 km的地震动PGV、PGD是有效的.绝大多数汶川、芦山、鲁甸和九寨沟地震的PGV、PGD观测值分布在本文PGV、PGD衰减曲线士1倍标准差以内.本文的PGV、PGD衰减曲线显示了震级相关的PGV、PGD衰减和土层非线性的平均效应.与国内常用衰减关系和NGA-West1衰减关系相比,本文衰减关系能更好地体现震源特性、传播介质、场地非线性对西南地区水平向PGV、PGD衰减特征的影响.     

地震动峰值参数衰减规律的研究

震级和地震波传播途径均有测量误差和不确定性。本文考虑震级和距离的不确定性,用作者提出的回归多随机变量间相关关系的一致加权最小二乘法,对地震动水平峰值加速度(PGA)、速度(PGV)和位移(PGD)的衰减关系进行了研究,在衰减模型中考虑了地震动的近场距离饱和与震级饱和特性。研究结果表明,考虑震级和距离的随机性后,地震动的距离与震级标定系数比常规方法增大16—28％,大震的地震动估计值及小震近场的地震动估计值均高于用常规方法得到的结果;高频地震动具有明显的近场距离与震级饱和特性,且距离饱和范围随震级的增大而加宽;场地条件对地震动衰减规律有明显影响,同时这一影响又同距离和震级密切相关。本文预测结果与新近发生的三大地震(M_s=8.1,7.8,7.1)的观测资料很吻合。     

PGV/PGA和PGD/PGA随震级和震中距变化的研究

以太平洋地震工程研究中心(PEER)和强震动观测系统组织委员会(COSMOS)记录的13次地震的486个台站的三分量地震动峰值数据为基础,按照震级和震中距大小将其分类,得到地震动的峰值比PGV/PGA和PGD/PGA与震级和震中距的关系。结果表明:峰值比随着震级的增大而增大,随着震中距的增大也增大。最后给出了峰值比与震级和震中距的衰减关系,以供抗震设计参考使用。     

面向地下结构的最优地震动峰值指标随埋深变化规律

选取了50条实际地震动,采用一维场地等效线性化方法分别对均匀半空间场地和成层半空间场地进行地震响应分析,同时选择效益性作为判别标准来探究最优地震动峰值指标(峰值加速度PGA,峰值速度PGV,峰值位移PGD)随埋深变化的规律.研究结果表明:对于选取的两类场地,最优地震动峰值指标均随埋深的改变而变化,埋深浅时PGA效益性最...     

地震动峰值特征参数对土坡地震响应的规律研究

本文随机选取了100条具有不同地震动峰值特征参数的地震动记录,通过基线校正、积分等方法获取每条地震动的峰值加速度（PGA）、峰值速度（PGV）和峰值位移（PGD）三个参数,进而基于有限元数值模拟,通过对比同一个观测点不同峰值特征参数的特性与不同观测点同一峰值特征参数的特性来研究土坡的地震响应规律,分析各地震动峰值特征参数与土坡地震响应的相关性。计算结果表明:PGA,PGV和PGD与土坡地震响应都具有良好的正相关性,其相关性系数平均值分别为0.868,0.981,0.926;PGV的相关性优于PGA和PGD,而PGD的相关性要稍好于PGA。因此在关于土坡稳定性评价中,建议采用PGV作为参数指标。      

基于强震动观测记录的新疆南天山地区地震动特性统计分析

将布置在南天山地区的71个强震动台站从2007～2018年记录到的732组强震动加速度记录按照不同震级、震中距和场地类别分组,对加速度水平向分量和垂直向分量的加速度峰值(PGA)和放大倍数谱(β谱)及其特征周期(T_s)和持时进行了统计分析。结果表明:(1)三分量PGA随震中距的变化规律符合已有的衰减关系。地震波的传播规律和特殊的地壳构造会影响同类震级和场地条件下的PGA大小。场地条件对水平向不同分量的PGA的影响有不同的特点或规律;(2)地震动垂直向分量T_s总体上小于水平向分量T_s。随场地依次变软,水平向分量T_s逐渐增大;而垂直向分量T_s随场地类别的变化规律不明显。随震级和震中距的增大,T_s有逐渐增大的趋势;(3)场地类别对地震动水平向分量的持时有一定的影响,随着场地依次变软,持时会有些增大,对于垂直向分量,则没有明显的规律。     

青藏工程走廊地震危险性对比分析及区划

潜在震源区地震活动性参数、地震动衰减关系对地震危险性分析结果至关重要。以中国第五代地震动区划图潜在震源区划分方案为基础,采用2类震级分档分别建立自编及五代图潜在震源区空间分布函数,收集4组青藏高原及周缘地区地震动衰减关系,采用不同组合对青藏工程走廊沿线的81个场点进行概率地震危险性分析计算,得到50年超越概率10%(地震重现期475年)的各场点基岩地震动峰值加速度(PGA),并转换为一般场地(Ⅱ类)PGA,对计算结果进行对比分析,并与第五代地震动区划图归档上下限值进行比较。结果显示:采用我国西部地区地震动衰减关系计算得到的PGA最大,采用云南地区地震动衰减关系得到的PGA最小,采用川藏地区及青藏高原东北缘地震动衰减关系时居中;在同一地震动衰减关系下,采用自编空间分布函数计算得到的PGA普遍略大于采用第五代图空间分布函数时;在震级上限为8.5的潜在震源区及附近地区,潜在震源区空间分布函数震级分档对计算结果有显著影响。综合分析表明,采用自编Ⅱ型震级分档空间分布函数方案与川藏地区地震动衰减关系组合方案的计算结果最为理想。最后,采用该组合方案对青藏工程走廊50年超越概率10%的基岩场地PGA及一般场地PGA进行了区划。     

不同地震动作用下隔震结构减震影响分析

基于地震动加速度峰值和速度峰值比值（PGA／PGV）选用了13条不同频谱的地震波,对不同参数条件下多层基础隔震结构地震响应进行非线性时程分析,得到了不同地震动作用下隔震结构模型的地震反应。计算结果表明：随PGA／PGV增大,隔震结构减震率整体上呈增大趋势,但是PGA／PGV对减震率的影响程度还受结构自振周期,上部结构侧移刚度的影响,应综合考虑。     

近断层竖向地震动峰值特征

为了研究近断层区域竖向地震动的加速度峰值衰减特征和竖向与水平加速度峰值比特征,为进行近断层区域结构抗震设计和地震危险性分析等提供基础数据参考,根据1952—1999年世界范围内震级在M5．4-M7．6之间的18次地震的地震动记录提出一种同时考虑断层距和震级影响的竖向峰值加速度衰减关系,并与其他学者提出的衰减关系进行了对比分析。然后初步统计分析了竖向与水平峰值加速度比值、竖向地震动PGV／PGA比值的特征。研究结果表明,本文提出的加速度峰值衰减关系形式比较简单而且能较好地体现地震动加速度峰值的衰减变化关系;断层距在0—40km范围内相当一部分竖向与水平向峰值加速度比值大于一般抗震设计规范中规定的比值即0．65;至少对于竖向地震动而言,只将PGV／PGA〉0．2s作为识别近断层脉冲型地震动的强度指标是不够的。     

2020年10月22日四川北川MS4.7地震强震动特征分析

2020年10月22日11时03分37秒四川省绵阳市北川县发生MS4.7地震,四川强震动台网与预警烈度速报台网在震区建成较密集的台站,获取了532组三分量加速度记录,有助于开展区域地震动衰减和地震动特征研究.本文对强震记录进行常规处理后计算出强震动记录的相关参数,利用克里金插值方法得到地震动峰值加速度PGA和峰值速度PGV的空间分布图,长轴呈北西—南东方向.分析强震动记录PGA、PGV随距离的衰减规律,与常用衰减关系预测值进行对比,此次地震PGA的衰减特性与俞言祥和汪素云(2006)提出的中国西部地区水平向基岩加速度衰减关系有较好的一致性.北川MS4.7地震获得的密集强震动记录为建立区域衰减关系,以及开展基于经验格林函数方法(EGFM)再现大震强地震动场展布等研究提供了重要的数据支撑.     

粤西沿海震动图的生成和研究

震动图是描绘地震产生的地面运动和可能破坏情况的有效工具,主要包括峰值地面速度(PGV)等值线图、峰值地面加速度(PGA)等值线图和仪器烈度分布图等.基于华南数字地震台网记录到的2010年7月9日MS3.7级阳江地震的数据资料,利用SAC和GMT软件从记录到的地震波形数据提取地面运动参数,生成了PGV和PGA等值线图,并...     

2016年2月6日美浓6.4级地震P-alert台网强震动记录初步分析

P-alert台网实时数据对地震预警及烈度速报和工程地震研究都是重要的补充,处理分析这些数据对客观衡量P-alert台网数据质量和数据用途有重要意义。对2016年2月6日台湾美浓ML6.4地震P-alert台网获取的记录进行了处理和初步分析,统计分析显示100gal以上加速度记录有112条,200gal以上加速度记录有33条,400gal以上加速度记录有7条,东西向最大峰值加速度为466.4gal,南北向最大峰值加速度为498.4gal,竖直向最大峰值加速度为258.6gal,最大仪器地震烈度为9.5度。竖直向峰值加速度和峰值速度比水平向峰值加速度和峰值速度衰减快。峰值加速度比峰值速度衰减快,观测峰值加速度和峰值速度与台湾西南地区峰值加速度和峰值速度衰减公式比较一致。计算得到了近场台站的永久位移,显示P-alert台网绝大多数永久位移在1cm到5cm之间,最大永久位移达8cm。     

An investigation on the ground motion parameters and seismic response of underground structures

Peak ground acceleration (PGA), frequency content and time duration are three fundamental parameters of seismic loading. This study focuses on the seismic load frequency and its effect on the underground structures. Eight accelerograms regarding different occurred earthquakes that are scaled to an identical PGA and variation of ground motion parameters with ratio of peak ground velocity (PGV) to PGA, as a parameter related to the load frequency, are considered. Then, concrete lining response of a circular tunnel under various seismic conditions is evaluated analytically. In the next, seismic response of underground structure is assessed numerically using two different time histories. Finally, effects of incident load frequency and frequency ratio on the dynamic damping of geotechnical materials are discussed. Result of analyses show that specific energy of seismic loading with identical PGA is related to the seismic load frequency. Furthermore, incident load frequency and natural frequency of a system have influence on the wave attenuation and dynamic damping of the system.     

2008年汶川地震后的三次强余震地表峰值加速度衰减场研究

利用甘肃省强震动台站获取的2008年汶川地震后的三次强余震记录资料,分别研究了在甘肃南部地区的地表自由场加速度衰减场,认为地震引起的地表峰值加速度(PGA)随震中距的衰减基本都遵从幂指数规律,衰减的形式基本相同,但是三次强余震的衰减指数之间也存在着一定的差异.因此要得到陇南地区的中强地震动衰减的普遍规律,尚需做进一步的研究.     

Ground-motion prediction equations for the intermediate depth Vrancea (Romania) earthquakes

We present the regional ground-motion prediction equations for peak ground acceleration (PGA), peak ground velocity (PGV), pseudo-spectral acceleration (PSA), and seismic intensity (MSK scale) for the Vrancea intermediate depth earthquakes (SE-Carpathians) and territory of Romania. The prediction equations were constructed using the stochastic technique on the basis of the regional Fourier amplitude spectrum (FAS) source scaling and attenuation models and the generalised site amplification functions. Values of considered ground motion parameters are given as the functions of earthquake magnitude, depth and epicentral distance. The developed ground-motion models were tested and calibrated using the available data from the large Vrancea earthquakes. We suggest to use the presented equations for the rapid estimation of seismic effect after strong earthquakes (Shakemap generation) and seismic hazard assessment, both deterministic and probabilistic approaches.     

Correlation of JMA instrumental seismic intensity with strong motion parameters

The Japan Meteorological Agency (JMA) seismic intensity (I_JMA) has been used as a measure of strong shaking for many years in Japan, and it necessitates to know the correlation between the JMA seismic intensity and other strong motion indices, e.g. Peak Ground Acceleration (PGA), Peak Ground Velocity (PGV), and Spectrum Intensity (SI). In this study, two strong motion data sets were selected; in which, the first set consists of 879 three‐components non‐liquefied records selected from 13 major earthquake events that occurred in Japan, the United States, and Taiwan, and the second set consists of 17 liquefied records selected from 7 major earthquake events that occurred in Japan and the United States. The JMA seismic intensity and other ground motion indices were calculated using the selected data sets. The relationships between the JMA seismic intensity and PGA, PGV, and SI were then derived performing a two‐stage linear regression analysis. Results from the analysis show that the JMA instrumental seismic intensity shows higher correlation with SI than PGA or PGV, and it shows the highest correlation with the parameters such as the combination of PGA and SI or the product of PGA and SI. The obtained relationships are also compared with the ones obtained by other studies, which may be useful for the disaster management agencies in Japan and deployment of new SI‐sensors that monitor both PGA and SI. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

埃及东部沙漠Gasco天然气公司工程场地大地构造参数和地震灾害评估

根据埃及Gasco天然气公司工程场地的现场调查资料、地震活动性和地震灾害评估结果,对该场地进行了评估.通过浅源地震波折射勘探,对8个地震剖面上的土壤和岩石的弹性动态常数进行了分析.场地地面模型包括两层,分析表明它们具有从中值到高值的弹性动态常数,说明场地有良好的土壤条件和基岩岩性.同时,我们搜集和分析了研究区周围150 km半径范围内的历史和仪器记录地震,从构造环境、地震活动性、地质构造和主要地震的断层面解等方面进行了研究,认为场地受4个震源区的影响:苏伊士中部海湾、开罗-苏伊士地区、开罗西南和Beni-Suef地区.我们采用地震活动性统计方法并结合专家判定,确定了这些震源区内最大地震的矩震级(MW).另外,依据场地峰值加速度(PGA)和反应谱,用随机方法对场地进行了地震灾害评估.4个震源区中,Beni-Suef地区距离工程场地最近,其PGA最大值为9.34cm/s2,但这个值很小,表明地震不会对工程场地产生破坏性影响.最后,我们还模拟了阻尼为1%、3%和5%时的伪加速度场地反应谱.     

Response of buildings to near-field pulse-like ground motions

Ground motions affected by directivity focusing at near-field stations contain distinct pulses in acceleration, velocity, and displacement histories. For the same Peak Ground Acceleration (PGA) and duration of shaking, ground motions with directivity pulses can generate much higher base shears, inter-storey drifts, and roof displacements in high-rise buildings as compared to the 1940 El Centro ground motion which does not contain these pulses. Also, the ductility demand can be much higher and the effectiveness of supplemental damping lower for pulse-like ground motions. This paper presents a simple interpretation of the response characteristics of three recorded and one synthetic near-field ground motions. It is seen that for pulse-like ground motions—similar to any other ground motion—the Peak values of Ground Acceleration, Velocity, and Displacement (PGA, PGV and PGD) are the key response parameters. Near-field ground motions with directivity effects tend to have high PGV/PGA ratio, which dramatically influences their response characteristics. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

中强地震活动区地震动衰减关系的确定

地震动衰减关系是影响地震安全性评价特别是地震区划结果的重要因素.我国现行的地震动衰减关系主要是依据6级以上地震的地面运动资料得到的,并没有考虑中强地震的衰减特性.为此,文中利用现有的烈度资料和其他可供参考的研究成果来建立我国中强地震活动区的地震动衰减关系.收集了我国华中、华南、东北等地区的51次地震的烈度等震线资料,运用单随机变量加权最小二乘回归法得到中强地震活动区烈度衰减关系.然后以美国西部地区为参考地区,运用缺乏地震动参数的地震动估计方法-地震对映射法得到中强地震活动区峰值加速度和有效峰值加速度衰减关系.最后,通过与我国强地震区和中强地震区已有的烈度衰减关系和地震动衰减关系的对比,验证了得出的我国中强地震活动区烈度衰减关系和地震动衰减关系的合理性.