日本仪器烈度计算3种方法对比

地震发生时的仪器烈度计算和震后的烈度速报对于地震预警系统以及震后救援具有重要的意义。仪器烈度计算速度的改善和计算结果的准确度对于整个预警过程都十分重要。日本仪器烈度计算方法的发展主要经过了3个阶段:1996年气象厅仪器烈度计算方法,2008年实时仪器烈度计算方法以及2013年实时仪器烈度计算方法。本文详细阐述了这3种烈度计算方法,并且采用2011年3月11日东日本9.0级地震的数据,对比分析了3种方法所得到的仪器烈度,发现2013年方法比1996年气象厅仪器烈度在计算速度上具有一定的优势;相比较于2008年的实时仪器烈度,2013年方法计算得到的实时仪器烈度更接近于1996年气象厅仪器烈度。      

2013年四川芦山Ms7.0地震仪器烈度与调查烈度对比分析

基于2013年四川芦山M_S7.0地震宏观调查点、调查烈度和强震仪记录数据,采用四川省地震局强震动监测技术组计算得到的各台仪器烈度值,绘制了芦山M_S7.0地震宏观调查点与调查烈度等震线和仪器烈度等值线分布图,分析了芦山M_S7.0地震的仪器烈度与调查烈度的对应关系。结果表明:仪器烈度与调查烈度有较好的对应关系,仪器烈度Ⅵ度点在调查烈度Ⅵ度以上区域总体占比为88.24%,仪器烈度Ⅶ度点在调查烈度Ⅶ度以上区域内总体占比为81.82%;仪器烈度的等值线高值范围可较好展示出地震灾害的程度;仪器烈度区的空间分布特征可表征芦山M_S7.0的发震断裂的控制作用,仪器烈度的等值线区总体呈现沿龙门山断裂带方向相对于垂直方向衰减慢;仪器烈度的等值线区发震断裂上盘影响范围相对发震断裂下盘影响范围大;仪器烈度分布与调查烈度分布既有对应关系又存在差异,这在震后短时间内灾区的震灾信息尚不清楚的情况下,能够快速对可能的震害涉及范围、人员伤亡分布、经济损失和生命线工程等损失作出预估,仪器烈度分布可以为应急救援决策、救灾方案制定和救灾力量...     

不同仪器烈度算法在四川地区 历次地震中的比较应用

强震观测资料包括强震动时程记录资料和宏观震害调查资料两大类, 前者是定量的微观数据, 后者则是定性的宏观指标. 本文明晰给出了微观仪器烈度与宏观仪器烈度、 微观考察烈度与宏观考察烈度的概念, 并在此基础上提出了只有在宏观仪器烈度与宏观考察烈度之间进行比较才具有实质性的意义;同时对国内外常见的仪器烈度算法进行了比较性研究, 得出了袁一凡仪器烈度算法可靠性更高的结论;最后以四川地区历年来重要震例的强震动记录为依据, 对修正的袁一凡仪器烈度算法的可靠性进行了比较应用. 结果表明, 对袁一凡仪器烈度算法修正与扩展的应用是可行的, 同时也验证了将微观仪器烈度与宏观考察烈度直接进行比较会存在较大的差距.      

Housner谱烈度的一种快速近似算法

Housner谱烈度及修正谱烈度作为基于加速度记录时程直接得到的地震动强度参数,与建筑结构破坏及地震宏观烈度存在较高的相关性,是可靠的地震仪器烈度物理参数指标。然而,相对于地面加速度峰值、地面速度峰值等地震动峰值参数,三分量加速度记录对应的谱烈度计算过程较为复杂,耗时相对较长,影响了利用谱烈度确定地震仪器烈度的时效性。基于对强震动加速度记录的统计分析,本文提出了谱烈度的快速近似算法,仅计算4个方向上的谱烈度值,采用其中3点作圆即可获得水平面内谱烈度迹线的近似最大值,使计算速度提高了45倍,且保持了谱烈度作为地震仪器烈度物理指标的精度。利用在汶川M_S 8.0地震等386次M_S > 3.0地震中获取的2701组强震动加速度记录,经可靠性检验,结果表明所提出的Housner谱烈度快速近似算法的计算误差在±4.5%以内,可以同时满足地震仪器烈度速报的可靠性和时效性需求。     

2022年1月8日青海门源6.9级地震仪器烈度与宏观烈度对比分析

根据《中国地震烈度表》（GB17742-2020）中规定的仪器烈度计算方法处理门源M6.9地震强震动记录数据,得到测点仪器烈度值,将宏观烈度图Ⅵ度区以上站点与仪器测定烈度进行对比,发现44.44%站点测定的仪器烈度值与宏观烈度图中烈度区值完全吻合,88.89%站点的误差在±1度以内,说明《中国地震烈度表》建议方法获得的仪器烈度可以表征记录站点周边的震害程度;对比分析了基于PGA、PGV计算的仪器烈度值,发现在此次地震PGV中较PGA对于建筑物影响要明显,对震害的指示作用要优于PGA。基于仪器地震烈度值绘制了仪器地震烈度分布图,分布图整体上呈北西—南东方向展布,与宏观烈度走向基本一致。     

地震烈度表中相关定量参数研究

<正>我国的烈度表以房屋震害程度为主要评定指标,水平向地震动参数等为参考评定指标。目前,该烈度表虽然与其他国家烈度表相比,有许多先进之处,但仍存在一些不足有待改进。一方面,现行烈度表中的地震动参数仍然延续烈度表(1980)的数值,30余年未曾修订,近期统计的烈度与强震动参数的经验关系也表明,当前采用的数值与烈度的相关性较差;另一方面,由于我国房屋类型发生较大的变化,量大面广的钢筋混凝土房屋并未包含其中,给烈度     

汶川8.0级地震仪器烈度与宏观烈度对比分析

利用2008年汶川M8.0地震获得的强震动记录数据,根据《仪器地震烈度计算暂行规程》计算得到各台站处的仪器地震烈度值,分析仪器地震烈度与宏观地震烈度的对应关系,研究该仪器烈度计算方法的适用性。结果表明,利用该算法所得的仪器烈度值与宏观烈度完全吻合的比率为47.5%,偏差±1度以内的比率为89.1%,说明二者对应情况较为理想,仪器烈度可在一定程度上客观反映实际的震害情况;在各宏观烈度区内仪器烈度值虽然具有一定的离散性,但其均值与宏观烈度区值的偏差相对较小,均控制在±0.3度以内。另外,文中还绘制了汶川地震仪器烈度分布图,虽然与宏观烈度在整体分布上具有一定的对应关系,但受多种因素的影响,仪器烈度分布与宏观烈度分布不可能完全一致。仪器烈度与宏观烈度的概念和属性有所差异,发挥的作用也不尽相同,不应混淆和相互替代。     

一种基于自适应方法的地震烈度圈自动勾画关键技术研究

地震烈度分布是震后灾害损失快速评估、应急救援和恢复重建工作开展的重要依据。目前地震烈度圈主要是由专家根据现场实地调查获得的烈度调查点,结合预评估烈度圈,采用GIS软件进行手动勾画得到。这种传统方法耗时耗力。提出一种基于自适应方法的地震烈度圈自动勾画方法,首先根据余震展布、居民地分布、断层属性等判断宏观震中位置,结合断裂带走向确定烈度圈长轴方向。在此基础上,利用星机地多源灾情信息融合后的最高离散烈度点生成包络线,将最高烈度与烈度圈面积的统计关系作为约束条件,运用自适应算法扩距得到最高烈度圈。在最高烈度圈的基础上,结合各级离散烈度点,基于上述方法,从高到低依次得到其他烈度圈。最后以九寨沟7.0级地震为例,实验结果表明,利用该方法能够自动生成烈度圈,利用震后获得的星机地多源灾情信息融合得到的离散烈度点生成的烈度圈准确度高于80%,有效提高地震烈度圈勾画的效率,可以为地震应急救援工作的快速开展提供支持。     

地震灾害评估软件烈度衰减系数研究

河北省地震应急指挥技术系统建成后,地震灾害评估软件中烈度衰减系数采用经验参数,计算出的烈度范围与实际地震存在一定偏差。通过收集河北省及周边地区地震烈度数据,采用回归分析法得到新的烈度衰减系数,并通过软件验证,其计算的烈度范围比采用原系数计算的烈度范围更接近实际情况。     

基于烈度差的城市建筑地震易损性评估

不同地区、不同时期建成的城市建构筑物的抗震设防烈度不同,导致基于遭遇烈度建立的建构筑物地震易损性矩阵,在应用于按照标准设防烈度进行建设的城市规划区震害评估时存在一定的偏差。针对该问题,引入烈度差的概念,结合实地调研数据研究了典型城市的地震震害,分别采用地震烈度与烈度差建立城市建构筑物的地震易损性矩阵,并对结果进行比较,结合已有文献研究的案例统计,分析比较了基于烈度差的建筑抗震能力指数与模拟分析统计结果的差异。研究结果表明:基于烈度差构建的城市建筑地震易损性矩阵能更好地反应城市建筑震害情况,基于烈度差建立的城市建筑抗震能力指数和模拟分析统计的城市建筑抗震能力指数基本吻合,烈度差能更好的反应不同标准设防烈度的建筑抗震性能的差异。     

云南漾濞6.4级地震烈度评定

GB/T 17742-2020《中国地震烈度表》（国家市场监督管理总局等,2020）（以下简称“2020版烈度表”）自2021年2月1起施行, 5月21日云南省漾濞6.4级地震首次采用2020版烈度表进行烈度评定。本文通过计算地震平均震害指数,对比GB/T 17742-2008《地震烈度表》（中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等,2009）（以下简称“2008版烈度表”）和2020版烈度表的烈度评定指标,分析2020版烈度表的变化改进,讨论2020版烈度表在地震烈度评定中的应用实效。结果表明,2020版烈度表房屋结构分类更精细,在此次漾濞地震中更好满足实际需求,评定结果更加科学反映真实破坏。     

1989年大同—阳高6.1级地震烈度宏观考察

文中叙述了大同—阳高地震区的烈度划分原则、烈度分布范围、烈度异常情况,给出了宏观地震参数(h=11.2km,震级5.8M_L),指出宏观调查的烈度值与强震仪记录的强余震加速度基本一致。     

强余震的灾害评估

极震区的烈度分布是由主震和大余震产生的。最重的地震灾区为余震区，其范围可由震级与地震区烈度的统计关系求得。在震级与震中烈度关系中，初期余震的烈度略高于主震，晚期强余震的烈度比主震的低。不同烈度对建筑物的损害程度可通过烈度与损失率曲线进行评估。强余震和后续强震的人口伤亡比主震轻。     

宏观地震烈度发展与其用途的演变

地震发生后,由现场调查得到的烈度通常称之为宏观地震烈度。200余年来,烈度在地震学、地震工程学和社会灾害学等领域起到了举足轻重的作用。本文对烈度各个时期的内涵、应用及其变迁和发展的原因进行了论述与讨论。论述了烈度曾经是地震学家研究震源特性、地震活动性和危险性等最有用的工具;阐述了烈度在地震工程、抗震防灾等领域发挥的作用;诠释了烈度在社会灾害学领域的拓展;同时简略地解读了新的对于烈度的不同表达形式。目的是与大家共同认识和讨论烈度的相关问题。     

城市抗震设防标准的优化

本文提出了城市抗震设防标准的优化方法, 该方法利用了建筑结构的易损性分析理论, 初始造价与设防烈度的关系, 地震设防时增加的经济投入与设防烈度的关系, 地震经济损失与设防烈度的关系等, 根据抗震设防增加的经济投入与地震经济损失之和最小的模型得到经济最优设防烈度, 并以按经济最优烈度设防时地震中的人员伤亡率小于社会可接受地震人员死亡率为限制条件, 求得最优设防烈度。     

利用烈度数据点估算中强历史地震震级与震中的方法研究

本文基于地震烈度数据点,用椭圆参数方程对烈度点空间分布进行最小二乘拟合,得到各烈度区椭圆烈度估计线,然后对烈度估计线进行统计回归,得到一组适用于青、甘、川、滇4省中强地震的椭圆烈度分布模型I=f（M,R）.基于所建烈度分布模型,联立考虑中心点和方向性的椭圆数学方程,代入全部烈度数据点估算地震震级和宏观震中.本文的试算震例表明了此方法的可行性,并进行了不确定性分析.利用该方法对明清时期4次烈度点较少的中强历史地震参数进行了估算,所得结果表明了此方法对历史地震有效.     

基于谱烈度改进算法的研究与应用

本文基于Housner谱烈度公式中存在的不足和问题提出了一种改进算法,首先将相对速度反应谱积分公式上下限范围扩大为0.1～10.1 s,通过统计分析集集地震、汶川地震和芦山地震反应谱积分值和宏观烈度之间的关系,给出8组分档线性公式来计算改进谱烈度值I_s,并采用普通克里金插值法绘制谱烈度分布图。本文提出的改进算法在地震动加速度时程积分与谱烈度之间建立起一组长周期、连续性和精细化的函数关系,经鲁甸地震对比验证,该改进算法得出的谱烈度分布图与宏观烈度图整体变化趋势一致,谱烈度值与宏观烈度吻合率(偏差±1度以内)约为90%,具有一定的科学性和准确性,可为灾后应急救援以及决策部署等提供科学的数据支撑。     

仪器烈度计算方法的初步研究

现行中国地震烈度表中,给出了Ⅴ度以上烈度区水平向地面运动峰值加速度（PGA）和峰值速度（PGV）两个物理参数与地震烈度的参考关系。当分别用PGA和PGV计算仪器烈度时,计算结果与现场调查烈度相符率很低。文中提出了基于相符率的加权方案,利用PGA和PGV综合评定烈度。评定结果表明,相符率有较大提高,说明该方法能有效地使仪器烈度更加接近宏观烈度。     

基于历史地震数据的地震烈度与人员死亡率相关性研究

基于历史震例数据,通过对不同烈度的人员死亡率的分析发现,人员死亡率与地震烈度存在着正相关关系,即人员死亡率随烈度的增加而增大,不同烈度的人员死亡率有各自的分布区间范围,而通过对相邻烈度的人员死亡率的分析发现,相邻烈度人员死亡率存在着1个数量级的倍数关系,一般在10倍左右,在低烈度区域,倍数关系集中于偏向大于10倍的区间范围;在高烈度区域,倍数关系集中于小于10倍的区间范围。在此结果上,基于地震烈度、震级等因素构建了烈度人员死亡率模型,决定系数R²值为0.8667,拟合结果相对较好,能够为后续基于分烈度人员死亡率的地震人员死亡评估模型提供参考。     

几种仪器烈度算法在汶川地震与芦山地震中的可靠性比较

破坏性地震发生后, 特别是在通信中断的情况下, 利用仪器烈度快速估计地震动强度(烈度)的分布情况, 可为开展最有效的地震应急救援提供决策依据. 该文介绍了现有的几种仪器烈度算法, 并利用汶川地震与芦山地震中获得的强震加速度记录对各种算法的可靠性进行了比较. 结果表明, 在这两次地震中只利用地震动峰值参数确定仪器烈度的算法可靠性较低, 而考虑反应谱特性的算法可靠性更高. 在未得到更多强震数据的检验前, 建议采用袁一凡提出的仪器烈度算法, 或利用谱烈度值确定仪器烈度的算法, 或利用加速度反应谱值确定仪器烈度的算法.