基于信息论方法分析我国典型地震动衰减关系

近年来我国强震数据逐渐增多,为了比较和分析我国的几个典型地震动衰减关系,采用一种信息论方法,基于实际地震动记录,计算选取的地震动衰减关系模型的对数似然函数值,通过对数似然函数值对模型进行排序,并给出相应的权重及排名,分析了不同衰减关系对地震动的预测能力。研究表明:针对于我国西部强震数据,基于强震动记录建立的衰减关系的预测结果更接近于实测地震动数据。研究结果可为地震动记录信息不完善或缺乏强震数据地区的地震动衰减关系选取提供参考。     

地震动参数衰减规律的研究

对收集到的近两万条美国西部的强震记录进行了分析整理，选用了108个台站共324条基岩强地震动记录，对建议的地震动参数衰减模型进行了统计，该地震动参数衰减模型中考虑了区域介质品质因子，试图通过不同地区介质品质因子的差异规律来实现地震动参数衰减特性的相互转换。这对缺乏强震记录资料地区的地震动参数估计将带来极大的方便。     

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。     

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。     

伽师强震群地震动特点与震源机制关系的研究

1997年1至4月，新疆维吾尔自治区伽师县境内发生了7次6级以上强震群。在此期间布设了由4个临时台站组成的地面加速度观测台网，共得到6级以上强震记录57条。本文给出这次强震群的烈度分布图和震源机制，研究了这批强震记录的相关谱特性及其与震源机制的关系。此外，还研究了这些地震的地震动与宏观烈度的对应关系以及地震动随震中距的衰减曲线。     

宁夏数字强震动台网记录的汶川8.O级地震加速度资料分析

通过收集整理宁夏强震动监测台网记录的汶川8.0级地震资料,统计分析了各个强震台的地震动峰值加速度记录结果,进一步探讨了宁夏境内地震动加速度衰减规律,并确定了衰减关系,为宁夏的工程抗震设防工作提供可靠依据.     

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.     

我国大陆地区地震动衰减关系研究进展

地震动衰减关系是场地地震动估计的主要方法之一。本文首先对地震动衰减关系式的发展作了简要的阐述;其次,分析了胡聿贤先生提出的借用法的重要性,回顾了我国衰减关系的发展历程,并重点介绍了水平向地震动、竖向地震动及其它地震动参数衰减关系的研究进展;最后,讨论了衰减关系研究中存在的问题,并提出了发展强震动数据库和缺乏强震记录地区衰减关系的建议。      

用人工地震波研究三峡地区地面地震动衰减特征

利用长江三峡工程坝区及外围深部构造的人工地震波记录资料,进行了相对速度幅值、速度反应谱和加速度反应谱衰减特征分析,同时利用历史地震资料经转换命同的地震动衰减规律进行对比,反映出由人工地震记录地震动参数衰减特征与由历史资料转换确定的地震动衰减特征是有差异的,在不同地质条件的局部地区,这一差异更为明显,这些结果中为缺乏强震记录的地区的地震动估计提供参考。     

2020年7月12日唐山古冶MS5.1地震的强震动特征

首都圈强震动观测台相对密集,区域强震动观测能力较强。2020年7月12日6时38分在河北省唐山市古冶区发生M_S5.1地震,强震动台和烈度台共收集到三分量强震动记录363组。通过强震动记录数据处理绘制了PGA和PGV的空间分布图,初步认识到此次地震强烈的地震动主要集中于震中附近区域,远离震中的天津塘沽—宁河—宝坻三角区域也观测到“异常增大趋势”的地震动,这与1976年唐山地震的宏观烈度异常区较为一致。同时分析了强震动记录PGA、PGV随距离的衰减规律,通过与为第五代区划图编制建立的东部强震区衰减关系的计算值对比,可以看出与此次地震中PGA、PGV的衰减具有一致的趋势。      

关于核电厂选址工作中地震动衰减关系的问题

在由地震动加速度资料拟合加速度衰减关系时应注意资料的场地特征及区域代表性、变量定义的一致及原始数据的分布范围等。利用参考地区的烈度及加速度衰减关系和工作地区的烈度衰减关系用转换方法求工作地区的加速度衰减关系时,只有在特定情况下才能用解析方法转换,一般宜采用数值方法。建议在核电厂选址工作中,对存在烈度异常等情况及有特大历史地震时要考虑特定地震的衰减特征     

Ground motion characteristics of the Chi‐Chi earthquake of 21 September 1999

The purpose of this paper is to investigate the ground motion characteristics of the Chi‐Chi earthquake (21 September 1999) as well as the interpretation of structural damage due to this earthquake. Over 300 strong motion records were collected from the strong motion network of Taiwan for this earthquake. A lot of near‐field ground motion data were collected. They provide valuable information on the study of ground motion characteristics of pulse‐like near‐field ground motions as well as fault displacement. This study includes: attenuation of ground motion both in PGA and spectral amplitude, principal direction, elastic and inelastic response analysis of a SDOF system subjected to near‐field ground motion collected from this event. The distribution of spectral acceleration and spectral velocity along the Chelungpu fault is discussed. Based on the mode decomposition method the intrinsic mode function of ground acceleration of this earthquake is examined. A long‐period wave with large amplitude was observed in most of the near‐source ground acceleration. The seismic demand from the recorded near‐field ground motion is also investigated with an evaluation of seismic design criteria of Taiwan Building Code. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

2014年新疆于田MS7.3地震强地面运动模拟及震动图预测

基于地震动的时空衰减规律和传播特征,采用邻近地震监测台站地震动时程对1 km×1 km尺度的网格点进行近实时插值计算,同时结合场地效应对震区地震动参数进行修正,并以2014年2月12日新疆于田M_S7.3地震为例,计算震区格网内各点的地震时程,同时以8 s为时间间隔绘制出地震动峰值等值线图并将其连续播放,得到了于田M_S7.3地震峰值地震动(PGV,PGA)的空间分布.结果表明,于田县东部至民丰县北部地区受场地条件影响,震区震害在软弱地基土层及浅地下水位等因素作用下对震区地震动具有明显的放大效应,预测的地震动特征与现场宏观调查结果是一致的.在当前强震台网分布不均匀的情形下,本文方法能较好地描述震区地震动特征,较客观地反映灾区的强地面运动特征.      

Numerical study of characteristics of underground blast induced surface ground motion and their effect on above-ground structures. Part I. Ground motion characteristics

Current codes of practice in assessing the blast ground motion effect on structures are mainly based on the ground peak particle velocity (PPV) or PPV and the principal frequency (PF) of the ground motion. PPV and PF of ground motion from underground explosions are usually estimated by empirical formulae derived from field blast tests. Not many empirical formulae for PF, but many empirical formulae for PPV are available in the literature. They were obtained from recorded data either on ground surface or in the free field (inside the geological medium). Owing to the effect of surface reflection, blast motions on ground surface and in the free field are very different. But not many publications in the open literature discuss the differences of blast motions on ground surface and in the free field. Moreover, very few publications discuss the blast ground motion spatial variation characteristics. As ground motion directly affects structural responses, it is very important to study its characteristics in order to more reliably assess its effects on structures. In this paper, a validated numerical model is used to simulate stress wave at a granite site owing to explosion in an underground chamber. Using the simulated stress wave, the relations such as PPV and PF attenuation as well as spatial variation of motions on ground surface and in the free field are derived. Discussions on the differences of the characteristics of surface and free field motions are made. Results presented in this paper can be used in a more detailed assessment of ground motion effect on structures.     

不同抗震标准下的海洋石油平台设计地震动参数研究

在海洋石油平台抗震标准方面,中国与美国规范之间存在一定的差异。本文首先介绍了两国抗震规范中的相关内容。以渤海某油田为例,根据渤海及邻区的地震构造、地震活动环境及地震动衰减关系,利用概率方法进行地震危险性分析;采用一维等效线性化方法,根据场地土动力性能试验资料,确定不同抗震标准下的设计地震动参数。最后分析不同抗震标准下的地震动参数关系,以及对工程设计的影响。结合我国渤海与美国南加利福尼亚地区的地震活动性对比分析,对我国海洋石油平台的设防地震水准提出建议。     

2021年9月16日四川泸县MS6.0地震强地面运动特征分析

2021年9月16日4时33分在四川省泸州市泸县发生M_S6.0地震,震中附近的强震动观测台网获取了1 320组三分向加速度记录,对有效记录进行常规处理后计算出地震动相关参数,并利用克里金插值方法得到峰值加速度PGA、峰值速度PGV和拟加速度反应谱的空间分布图。结果显示,极震区与中远场的长轴方向有较大差异,地震动表现出沿断裂走向衰减较慢的特性。通过与常用衰减关系预测值进行对比,分析了PGA和多个周期的拟加速度反应谱随距离的衰减特性,结果显示此次地震的PGA相比衰减关系预测值偏小,拟加速度反应谱相比各经验预测值呈现周期越大衰减变慢的特点,体现出川东南地区特有的衰减规律。最后分析了本次地震获得的最大加速度记录,进一步验证了局部地形和场地对地震动有显著影响。      

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.     

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.     

我国黄土高原地区地震动衰减关系研究的若干进展

地震动的衰减关系是指地震动随震级、距离和场地条件等变化的经验关系,近年来在我国亦被称为地震动预测方程,是估计地震动及其影响场的主要方法之一,在地震区划和重大工程场地地震安全性评价中被广泛应用。黄土是一种特殊土,在我国广泛分布。我国黄土高原地区地质构造复杂,新构造活动强烈,中强地震频发,地震动的衰减关系有其特殊性,总结我国黄土高原地区地震动衰减关系的研究成果对促进黄土高原地区抗震研究有重要意义。在简要介绍国内外地震动衰减关系研究的基础上,全面系统地总结我国学者在黄土高原地区的地震烈度衰减关系,基岩和土层场地地震动峰值加速度、峰值速度、峰值位移以及反应谱衰减关系方面的研究成果;评述和讨论在黄土覆盖地区地震动衰减研究领域存在的问题和今后的研究方向。文章的研究工作对从事黄土高原地区地震工程研究的科技人员有重要参考价值。     

2017年九寨沟MS7.0地震场地特征分析

场地条件对地震动具有较大影响, 研究不同场地条件下的地震动特征对地震动的校正具有重要意义。 本文以九寨沟地震为例, 收集了66个台站的198条三分量强震观测记录和SRTM(Shuttle Radar Topography Mission)公里格网的DEM(Digital Elevation Model)数据, 从多个角度对场地特征进行分析。 首先根据坡度法使用DEM数据对九寨沟特征进行了场地分类, 然后讨论了不同场地类型下的加速度时程、 加速度反应谱、 地震动衰减等地震动特征。 研究表明, 缺少实测资料的情况下, 地形坡度可以作为Vs30(地表以下30 m范围的平均剪切波速度)的一种替代指标, 利用坡度法可以较快速地对场地进行分类; 利用强震观测记录能够从多角度对台站的场地特征进行分析, 不同场地类型对地震动影响不同, 其中, 土层对地震动具有明显的放大效应。 该结论可以为地震动结果的校正提供依据。