地震动参数与地震烈度的多元回归研究

建立合理的地震烈度与地震动参数之间的对应关系,在工程抗震及烈度速报中有着十分重要的作用,文中以美国加州3次破坏性地震和我国今年来6次地震中所获得的强震记录作为数据源,应用最小二乘法进行线性回归,得到了不同地震动参数与烈度间的相关性.经统计发现,在地面加速度峰值、标准累计绝对速度等12种描述地震动强度的参数中,各种参数在...     

考虑不确定性的地震烈度与地震动参数关系研究

采用97次地震中800个强震动观测台站所获得的强震动记录及震后调查地震烈度作为基础数据,得到地震烈度与地震动参数PGA和PGV并不是一个确定性的对应关系,不确定性是一种客观存在,提出考虑不确定性的地震烈度与地震动参数关系研究。研究结果表明log PGA和log PGV的频数分布图在数据多的情况下符合正态分布,进而给出了考虑不确定性的地震烈度与地震动参数的概率公式,并给出了各个烈度下的参数拟合方法及结果。最后给出了新的考虑不确定性的地震烈度与地震动参数的概率公式在烈度快速评估中的应用。根据贝叶斯公式可以由某一场地的台站记录到的地震动参数来估计其地震烈度的可能性,即概率大小。根据某地区所有台站点的地震烈度期望与标准差,可得到整个地区的地震烈度评估期望图和标准差图,并给出了新疆呼图壁6.2级地震烈度评估的实例应用。     

921台湾集集地震灾害最严重地区的烈度评定

根据9.21台湾集集大地震过后南投县、台中县、台北县和苗栗县这四个主要受害地区的建筑物震害,参考不同的评定烈度标准综合确定出这四个地区的地震烈度,然后又计算出四地区的地震动峰值加速度、峰值速度、峰值谱加速度、峰值谱速度以及峰值谱位移的平均值。将这些均值分别与地震烈度进行基于最小二乘法的线性回归,发现这些地震动参数均值除峰值谱位移外都和烈度有很好的相关性,相关系数均在0.95以上,这说明研究评定的这四个地区的地震烈度是正确合理的,可以加以推广并应用于其它地震研究工作中。同时由于地震烈度是描述地震破坏后果的物理概念,地震动参数和烈度间的良好相关性也说明地震动参数和建筑物震害有很大的关联性,能够体现对结构的潜在破坏势。     

基于砌体结构破坏损伤的地震烈度物理标准研究

为了研究基于砌体结构破坏的地震烈度物理标准,将15个地震动参数按属性(峰值、频率、持时和能量)分成4类,将地震记录按地震动三要素(峰值、频率、持时)分成3组,求出每组记录作用下砌体结构的延性系数,计算出各个参数值和延性系数的相关系数,比较分析这些相关系数发现地震动峰值加速度、有效峰值加速度、地震动输入能量和滞回耗能都能表征地震动对砌体的破坏势,并且这4个参数都和烈度有很好的相关性,可以作为烈度的物理标准。     

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。     

中美日仪器地震烈度的计算方法对比和经验换算关系

2020年修订的国家标准《中国地震烈度表》引入仪器测定的地震烈度,即仪器地震烈度作为评定地震烈度的指标之一,在震后烈度评定中已经得到广泛应用。仪器地震烈度根据实测地震动记录计算得到,国际上现行地震烈度标度和计算方法并不一致,对于深入应用不同国家和地区仪器地震烈度造成不便。应用大量中国和日本4级以上地震的强震动观测记录,计算了中国、美国和日本的仪器地震烈度及相关地震动参数,对比分析了仪器地震烈度计算方法,得到了相关地震动参数之间的皮尔逊相关系数和统计关系,并给出了3种仪器地震烈度之间的经验换算关系。     

随机方法在地震烈度速报中的应用

我国地震监测台网间距大,很难实现大震发生时地震烈度分布图的快速编制.基于随机方法,利用历史小震数据反演地震动估计模型的参数,参考地震发生时获取的少量强震动数据,选取合适的震源参数,正演地震动场的分布.根据地震烈度与地震动参数的经验关系,实现地震烈度速报.本方法可以模拟大震的近断层地震动特征,对高烈度区的判断较目前常用的烈度速报方法更为合理.研究成果既可以用于首张烈度分布图的发布,还能够用于地震烈度的动态修正.     

汶川地震地面运动场估计及地震烈度与地震动参数相关性分析

地震工程学的发展离不开强震观测资料,其中观测资料又可以分为两类:一类是地震动时程记录;另一类是实际震害调查资料.在众多实际震害调查资料中,地震烈度分布是一种最为常见、最有价值的实际震害调查资料.如果能建立由强震观测记录衍生而来的各种地震动参数与烈度两者之间合理的关系,则可为地震应急和相应措施的制定提供依据.有鉴于此,本文以各种地震动参数与烈度的相关性分析为核心,对用什么样的参数、采用什么样的方法来衡量烈度进行了探索.     

用椭圆衰减关系模型计算任意场点烈度及地震动参数的数值方法

用椭圆衰减关系计算地震动或地震烈度,比较经典的做法是建立极坐标系,采用极坐标方程的方法.给出了一种在直角坐标系中即可求解的用椭圆衰减关系计算地震动或地震烈度的数值计算方法.另外,地震动椭圆衰减关系,应满足一定的模型要求,才能更客观地反映实际的地震动衰减物理过程.本算法的附加功能能够鉴别非标准的椭圆衰减关系.     

关于地震烈度物理标准研究的若干思考

自从现代地震学形成以来， 人们一直沿用地震烈度来度量地震的破坏后果和破坏程度， 地震工程师也致力于给地震烈度赋以恰当的物理量， 一方面旨在解释地震的破坏作用， 同时也希望能用这个物理量来代表地震对结构的一种输入荷载， 以供工程抗震设计使用. 这就是研究ldquo;地震烈度物理标准rdquo;工作的任务. 但是由于不同结构的破坏机理很不相同， 甚至同一类结构由于层高、 使用的材料以及所在场地的差别， 即使在同一地震作用下， 其震害也会有很大的差异. 此外， 导致结构破坏的地震动因素也十分复杂， 绝不限于地震动峰值一个因素. 因此本文指出， 新的烈度标准应不仅能反映各种结构的具体特点， 还应在研究地震动幅值参数的同时进一步考虑与地震动能量有关的参数， 特别是针对不同结构应采用不同的地震动参数.      

上海及邻近地区地震动衰减关系研究

选择有丰富强震记录和地震烈度资料的美国西部地区作为参考地区，根据上海及邻近地区的地震烈度资料，确定上海及邻近地区地震烈度衰减关系；采用缺乏强震资料地区地震动参数衰减关系的确定方法，转换得到本地区的地震动参数衰减关系。     

重庆及邻近地区水平向基岩地震动加速度峰值与反应谱衰减关系

结合重庆及邻近地区地震烈度衰减关系,选择有丰富强震记录和地震烈度资料的美国西部作为参考地区,采用转换方法,得到重庆及邻近地区基岩水平地震动加速度峰值与反应谱衰减关系。     

中国仪器地震烈度增量与场地放大系数的关系研究

相对于基岩的中国仪器地震烈度增量可以作为地震小区划的一个重要指标,也可以作为研究区建(构)筑物差异抗震设防的可靠依据。使用2021年2月13日福岛地震期间日本KiK-net台网120个台阵记录的地震动数据,根据18种地震动参数的定义和《中国地震烈度表》中中国仪器地震烈度的算法,分别计算了相对基岩的、土层上的中国仪器地震烈度增量和这些地震动参数的放大系数,然后用一元、二元回归分析方法分别建立它们之间的经验关系式。结果表明：(1)一元回归分析中,中国仪器地震烈度增量与持时超过0.3秒的加速度阈值(a_0.3)的放大系数的相关系数最高且为0.918,与峰值地面加速度(PGA)、水平向最大谱烈度(SI)的放大系数的相关系数均在0.870以上;(2)从中国规范的II类场地到III类场地(或美国规范的C类场地到E类场地),中国仪器地震烈度增量的均值逐渐增大;(3)相比于一元回归结果,二元回归分析中的中国仪器地震烈度增量与18种地震动参数放大系数两两组合的相关系数普遍有所提高,其中中国仪器地震烈度增量与PGA和SI放大系数组合的相关系数最高且为0.9261。     

汶川地震烈度衰减异常——与郯城、海原地震的比较

在地震安全性评价以及地震区划等研究工作中,选用合适的地震动参数(加速度、速度等)衰减关系是非常重要的.由于缺少强震记录,我国目前的地震动参数衰减关系一般采用胡聿贤和张敏政(1984)提出的转换方法获得,通过利用既有烈度资料又有强震记录的地区(参考地区)的烈度衰减关系和地震动参数衰减关系,经过转换得到只有烈度资料的研究地区的地震动参数衰减关系.上述工作需要使用适合各地区的地震烈度衰减关系来体现不同地区的地震活动与震害分布的地域性特点.     

地震烈度与地震动峰值的转换

本文以强震记录地面水平向平均峰值为基本数据,研究了在无条件、分别或同时考虑房屋层数和场地类别的前提下,地震烈度与地震动峰值的对应关系.并依据统计结果讨论了峰值均值随烈度的变化规律,给出了把烈度转换成地面峰速度、峰加速度或设计地震反应谱的建议方案.最后还讨论了把设计地震反应谱转换成地震烈度的方法,给出了建议的转换方案.      

江西省及邻区地震动参数衰减关系

在利用江西省及邻区的地震烈度等震线资料建立该区地震烈度衰减关系的基础上,以美国西部为参考地区,转换得到了相应的水平向基岩峰值加速度与反应谱衰减关系,并与中国东部地区的地震动参数衰减关系进行了对比,其结果更加符合该区历史和近代地震震害分布的地域性特点,可进一步应用于地震安全性评价、震害预测、损失快速评估等研究     

基于BP神经网络模型的多层砖房震害预测方法

针对传统的基于地震烈度的建筑物震害预测方法的不足,本文以地震动峰值加速度作为建筑物震害预测的地震动指标,结合几次大地震中多层砖房的震害实例,提出了一种基于BP神经网络模型的建筑物震害预测方法,模型的输入为反映结构抗震性能的各类物理参数,输出为给定地震动峰值加速度下建筑物破坏状态的概率。研究表明:基于BP网络模型的多层砖房的震害预测结果与震害实例的实际情况比较吻合,本文的思路和方法可推广于其他不同类型的建筑结构的震害预测。     

基于物理的随机地震动模型研究

基于物理联系研究地震动随机性,建立了随机地震动与基底输入傅氏谱、场地固有圆频率和场地等价阻尼比之间的物理关系,从随机傅氏谱函数角度描述了地震动随机过程的随机性本质。结合Ⅳ类工程场地的实测地震动记录资料,由数值方法识别了给出基本随机变量的概率分布参数。与实测记录对比表明,本文建立的随机地震动模型具有明确的物理概念,可充分反映地震动的变异性特征。     

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.     

汶川地震诱发滑坡的地震动加速度评判标准

通过对汶川MS8.0地震强震记录资料的计算分析,给出一个与地震诱发滑坡关系比较密切的地震动加速度参数--最大临界加速度.分析表明,最大临界加速度与地震滑坡的相关性高于峰值加速度,而且可以消除峰值加速度作为判据使用时存在的问题.利用汶川地震强震资料建立了该参数在震区的衰减关系,由衰减关系得到的地震滑坡影响区域与汶川地震滑...