关于通过烈度资料估计地震动的研究

本文首先回顾了用烈度资料估计地震动参数衰减关系的现有方法,分析了其中存在的问题,进而提出地震烈度与地震动参数的更合理的转换模型。地震动衰减模型中采用了与震源体大小相关的近场距离饱和因子,使换算模型能体现与近场高烈度相应的地震动峰值的饱和特性。确定衰减关系时除了考虑地震动或烈度的不确定性之外,还包含了震级M和距离R的不确定性,烈度衰减关系的确定考虑了场地原始烈度点与等震线的差别,使参与换算的地震动和烈度均取自于同一地点。文中还对转换所得地震动衰减关系的方差进行了合理估计,换算结果的不确定性综合了参考地区用原始资料进行烈度与地震动换算的离散性和参考地区与研究地区烈度衰减规律不确定性的差异,使之与当前人们对地震动不确定性的认识水平相协调。新模型不受烈度和地震动参数衰减规律形式的限制。用新方法确定了华北、华南、西南、西北等四区的地震动幅值的衰减规律,并与华北、西南两区取得的少量强震记录进行了比较,结果甚为吻合。     

关于"一致"地震动衰减规律的探讨

以我国中南地区烈度资料为例,用卡方正交回归烈度和震级的联合椭圆衰减模型,研究了烈度和震级相互转换的一致性问题,给出适合该地区的“一致”地震动衰减关系,并与常规方法得到的最小二乘结果进行比较,结果较为合理。该方法也可用于预测不同地区其它地震动参数衰减关系。     

河北及邻近地区地震动衰减关系的分析与确定

根据河北及邻近地区的地震烈度资料,美国西部地面水平加速度记录、地震动衰减关系和我国地面水平加速度记录,用最小二乘法及等震级的烈度地震动转换方法。确定了河北及邻近地区烈度衰减关系和不同场地地面运动水平加速度峰值衰减关系。这些研究成果可供河北及邻近地区进行地震危险性分析和抗震防灾规划时使用。     

缺乏强震观测资料地区地震动参数的估算方法

本文提出了一个在缺乏强震观测资料的地区估算地震动参数的新方法。建议方法的基点是:(1)缺乏强震观测资料的地区有烈度衰减资料,参考地区则既有地震动衰减资料又有烈度衰减资料;(2)在震级相同的条件下,利用烈度与地震动参数的换算关系求得所需要的地震动衰减规律。文中利用几个地区已知的地震动和烈度衰减资料对建议的方法作了比较验证。使用本文建议的方法可直接估算重点工程抗震设计所需要的场地地震动参数,也可供修改我国抗震规范规定设计地震动时参考。     

为新区划图编制所建立的地震动衰减关系

介绍了建立新一代地震区划图所采用的地震动参数衰减关系的总体思路,并从资料、衰减关系分区、衰减关系模型、回归方法、转换等方面说明了地震动参数衰减关系的建立过程,给出了我国分区地震烈度和地震动参数衰减关系结果。新的地震动衰减关系的建立,具有如下特点:一是基于更加丰富可靠的强震记录和烈度资料;二是采用了具有大震近场饱和特征的地震动衰减模型;三是采用了使结果更加稳定的分步回归方法;四是在地震动衰减关系分区时考虑了地震活动性特征。与第四代地震区划图衰减关系相比,由于地震动衰减模型的变化和高震级强震记录的增加,高震级下的峰值加速度有所降低,而中强地震区的峰值加速度则在低震级时有所提高。     

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.     

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。     

地震动峰值加速度衰减关系对中国西部地区的适用性分析

地震动参数衰减关系描述了地震动参数随震级和距离等因素的变化情况,选取合适的地震动衰减关系是地震危险性分析中确定工程场地地震动参数的关键环节。本文收集、整理和分析了中国西部地区2012年3月9日—2017年9月16日间发生的42次地震事件中获取的强震动记录资料,并选择了3个国际上基于不同地区强震动记录数据建立的地震动加速度衰减关系(ASB11、SCEMY97和LLCS11),开展了加速度衰减关系计算结果与中国西部强震动记录值的对比研究。比较了衰减关系峰值加速度的预测中值与实际记录值之间的差异,并分析了其残差随震级和距离的变化。得到了以下结论:①相比于SCEMY97和LLCS11,ASB11更适合于中国西部地区;②研究中国西部地区的衰减关系时,有必要考虑高频地震动的震级饱和现象。同时,对于如何修正已有衰减关系以使其更适合于中国西部地区给出了相应的建议。     

根据烈度资料估算我国地震动参数衰减规律

本文论述了根据烈度资料估算地震动参数衰减规律的方法,推导了由烈度、距离和由烈度、震级标定地面运动参数的公式,并在推导中对两种经验方法的不确定性作了初步分析。 为了说明如何利用该方法推算我国的地震动参数衰减规律,本文首先根据美国西部积累的强震观测数据和烈度资料以及我国华北、西南地区的烈度资料,通过统计分析建立相应的衰减模型,然后用上述两种经验方法建立我国华北和西南地区的地震动衰减模型。用这两种方法换算的结果相近。这些研究结果已在大连市地震小区划和四川瀑布沟小坝坝址地震危险性分析中采用。     

改进的两步法在地震动衰减关系建立中的应用

地震动衰减关系系数的回归是地震动衰减关系研究中一项关键的技术,由于地震动衰减公式具有震级与距离相关性和地震动参数本身的不确定性较大等特点,一般迭代回归方法难以满足回归精度的要求.目前常用的回归方法有单随机变量加权最小二乘法、多随机变量加权最小二乘法、两步法、新两步法等;在上述方法中,两步法和新两步法虽然考虑了震级和距离相关性的特点,但回归系数的稳定性较差.因此,在两步法思想的基础上提出了既能考虑震级和距离相关性,又能提高回归系数的稳定性的一种新方法-改进的两步法.     

一种新的拟合地震动衰减关系的分步回归法

提出了拟合地震动衰减关系的一种新的分步回归法.该方法首先确定近场饱和项,再获得距离衰减项,最后确定震级项.作为算例,采用NGA项目美国西部地区的强震观测资料,对基岩场地自由地表加速度反应谱平台高度值衰减关系进行了回归.结果表明,采用此方法对实际资料的拟合不存在系统偏差,结果稳定,能反映强震地震动在近场的距离饱和与震级饱和特性.对远场数据考虑截尾效应,能使回归结果正确反映地震动的远场衰减特征.     

地震动衰减关系的全对称变换

基于几何映射原理，对两个不同地区之间的“震级距离对”进行等烈度条件下的全对称变换。所得结果，可以直接用于研究地区地震动衰减关系的外推。文中最后给出了一个算例，并对三种不同变换方法的“截止域”进行了讨论。     

四川及邻区地震动衰减关系

根据地震构造环境和震害分布特点， 将四川及邻区划分为西南地区和四川盆地地区. 收集了西南地区96次、 四川盆地地区40次近代破坏性地震资料， 并对各次地震的震级参数进行了统一校核. 按照该地区震中烈度与震级、 有感半径与震级的统计关系， 对地震烈度衰减进行了近场与远场特征控制， 建立了地震烈度沿长轴、 短轴和平均轴的衰减关系. 统一了中国与美国面波震级的震级标度， 利用最新得出的美国西部基岩水平向地震加速度反应谱衰减关系， 采用考虑地震加速度的近场距离饱和与震级饱和特征的衰减模型， 转换得到了该地区的基岩水平向地震加速度反应谱衰减关系.      

河南小浪底大坝的设计地震动参数

本文基于以坝址为中心,320公里范围内地质构造、历史地震和地震活动性的分析结果,研究了地震活动性模型,给出了影响小浪底大坝场地地震的空间和震级的分布,采用中国东部地区中强地震动记录和历史地震烈度观测资料,研究了地震动的衰减公式,并考虑了近场和远场震源的烈度与加速度之间的关系。在地震危险性分析中,应用概率方法,确定以10~(-4)年超过概率作为大坝地震危险性评定准则,可得到坝址场地地震动峰值加速度。考虑了各潜在震源离坝址的距离、最大震级和近场或远场震源等场地特征,选取大坝场地反应谱和地震动加速度时程曲线的包络线。最后,应用非随机过程的数学模型逐渐逼近目标谱的方法,得到近场和远场的每一组10条地震动时程曲线。这些人造地震动时程曲线可作为大坝的设计地震动的工程参数。     

南北地震带南段水平向地震动衰减特征

地震动衰减关系作为抗震救灾的重要依据,一直都是现代地震学研究的重点之一.本研究使用南北地震带南段区域2009—2016年共217个地震事件获得随震中距变化的水平向地震动峰值速度(PGV)和地震动峰值加速度(PGA)经验衰减关系,并计算场地响应.研究结果显示PGV衰减关系的拟合效果较PGA更好,两者的距离衰减系数会随事件矩震级增大呈线性减小;相较于大矩震级事件,中矩震级事件在近场可能产生较衰减关系理论值更大的PGV和PGA,同时衰减关系的拟合标准差会随事件矩震级的增大而减小.进行场地响应校正后的PGV和PGA更加符合经验衰减关系,PGA的场地响应影响较PGV更强但两者的趋势一致,并与该区域前人计算得到的地壳Qs值分布对应,表明地壳介质放大或压制地震波振幅和其传递地震波能量的能力是相关联的.本文结果一定程度上揭示了南北地震带南段的地震动强度衰减特征,为未来中国西南部的抗震减灾工作提供了重要的参考.     

中国分区地震动衰减关系的确定

本文利用我国丰富地地震工等震线资料,研究了我国烈度衰减关系分区,并建立了分区地震烈度衰减关系。选择既有丰富的强震记录又有烈度衰减关系的美国西部地区作为参考区,并利用本文确定的分区地震烈度衰减关系轩换得到相应的地震动衰减关系式。     

中国黄土地区基岩地震动经验衰减关系

本文收集我国黄土地区历史地震烈度衰减场的资料,以衰减公式Lny=a+bM-clnR—dR为基础,对比美国西部资料,用烈度距离法统计了中国黄土地区分频率的十二个衰减关系。本文的改进尝试是:(1) 在历史地震烈度衰减场的娩计中,区分了黄土区和基岩区,並把黄土区的地震动参数以0.6向基岩区折减;(2) 对于断层两边不对称的等震线,如果是由于沉积深度不等引起的,出于安全计,取衰减慢的,即等震线半短轴长的一边;(3) 在不确定性分析中,鉴于上述衰减公式中,LnR和R相关性极好,没有采取一般表示各参数相互独立的方差分析,而是利用1976年8—9月松潘地震时文县台的五次强震记录作为样板,再进行分析。最后把本文的结果同前人的工作以及实际记录作了对比。     

地震动衰减关系的区域性差异研究

<正>近年来,随着强震观测技术的发展,全球强震资料得到了极大的丰富,但由于地震分布和强震资料分布的不均匀性,对于大部分强震资料相对不足的区域,基于强震资料建立衰减关系的方法尚不可行。针对这一现状,通过对强震资料相对丰富区域建立的衰减关系进行科学合理的修正,使其能应用于强震资料匮乏区域是一种可能的思路。而地震动特性在不同区域之间存在一定的差异已经广泛地为人们所认识。作为描述地震动随震级、距离和场地条件     

新疆地震动衰减特性的研究

本文用新疆地震烈度资料,同时引入美国西部烈度和加速度资料作为参考进行统计分析,拟合求得新疆地区地震动衰减关系,并且与地震记录数据做了比较。     

欧洲中小震基岩水平向地震动衰减关系研究

大震与中小震之间的地震动衰减规律有所不同.本文使用了132条欧洲基岩水平向记录研究中小震地震动衰减规律.震级范围在地方震级4～6级,距离在震源距70km以内.本文得到了峰值加速度和5%阻尼比、周期0.04～4.00秒之间的加速度反应谱的衰减关系.通过与欧洲和美国西部地震动衰减关系对比,分析了在地震活动性不同的地区内,大震与中小震之间存在的差异有何不同.