基于地震学的天山地区地震动衰减关系研究

选取天山地区3171条矩震级为3.5~4.5级测震记录,通过计算S波段速度傅里叶幅值谱,采用微遗传算法,反演得到5个区域地壳介质参数,即应力降Δσ为18.206 MPa,品质因子参数Q 0为444.20,η值为0.35,几何衰减参数R 1和R 2分别为74.30 km和106.59 km。根据地壳介质参数计算加速度傅氏谱,再配合随机相位谱,得到某一震级、震中距下地震动时程,提取其PGA,建立区域地震动峰值加速度衰减关系。研究结果显示,矩震级为5级和6级中远场地震动衰减关系与强震动记录符合较好,尤其是5级结果,在选取的5条经验值衰减关系中,其均值和标准差均为最小,结果最优;矩震级为7级的地震动衰减关系,远场结果高于大多数强震动记录。

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。

基于震源机制解的新疆地区地震烈度衰减关系研究

收集1716—2022年130次有烈度数据的破坏性地震事件,补充近期新疆区域破坏性地震烈度数据,对124幅地震烈度图,281对烈度圈长、短轴数据进行分类整理。采用数学方法拟合了新疆地区不同时间节点、不同震源机制解地震烈度衰减模型。研究发现,在烈度衰减过程中,走滑型和逆断型地震略有不同,不同的地震震源破裂性质会影响烈度衰减关系的长短轴,因此,我们可以将其作为修正因子,用于快速评估地震灾害的烈度影响场,在地震发生后,修改和完善烈度圈的长短轴数据,以便更准确地进行评估。

我国黄土地区土层地震动峰值加速度衰减关系研究

收集、筛选并整理了2001—2019年我国黄土地区发生的141次M_(S)2.4~6.7地震的1092条台站记录,选取台站中两水平向峰值加速度偏高的值作为拟合值,采用两步回归法拟合得到了我国黄土地区水平向土层地震动衰减关系,分析了地震动残差随震级和距离的分布趋势,并将衰减关系和已有研究成果进行了对比。结果表明:绝大多数实测值均在拟合峰值加速度衰减曲线±1倍标准差范围以内,模型能较好地反映中国黄土地区峰值加速度随距离衰减的趋势。

震源深度对烈度衰减关系模型的影响

收集整理1970年以来我国大陆地区418次MS≥4.0地震的烈度等震线和震源深度资料,将我国大陆地区划分为西部(西南和西北地区)和东部(东北、华北地区和华中、华南地区)地区,采用最小二乘法,根据Estevad等和卢建旗等的研究,分区建立基于震源深度的2种烈度衰减关系经验统计模型,探讨震源深度对烈度衰减关系模型的影响。分析发现,东部地区Ⅵ度(6度)区和西部地区Ⅶ度(7度)区长、短轴半径的影响结果略有不同。选取2008年以来MS≥5.0地震事件,取6度以上地区地震烈度圈数据,以实际烈度与经验统计模型烈度的比值为指标,验证2种经验统计模型与实际烈度评定结果的吻合程度,结果表明:2种经验统计模型所得烈度变化趋势基本一致,且基于模型的预测烈度值与实际烈度值较为一致。将2种烈度衰减关系经验统计模型与传统椭圆烈度衰减关系模型进行比较,发现经验统计模型更精准。分析认为,2种基于震源深度的烈度衰减关系模型在我国东、西部地区的适用范围参数如下:①西部地区:震级为4.0≤M_(S)≤8.6,震中距为0≤R≤486 km,震源深度为3 km≤H≤74 km;②东部地区:震级为4.0≤M_(S)≤8.0,震中距为0≤R≤476 km,震源深度为4 km≤H≤36 km。

不同地震动衰减关系模型在河北地区应用

河北省目前主要采用的是霍俊荣给出的适用于中国华北地区的地震动反应谱的衰减,该衰减关系分为Ⅱ型衰减关系模型和Ⅲ型衰减关系模型。使用Ⅱ型、Ⅲ型模型以及烈度衰减关系,对石家庄、邯郸、邢台、保定、张家口、承德、唐山、秦皇岛、廊坊、沧州10个地级市以及沙城、三河、宁晋、磁县等曾经历史上发生过大地震的地方,进行50年超越概率10%的峰值加速度和烈度值的计算,得出不同衰减关系模型适合使用于不同地区。

中国分区地震动衰减关系的确定

本文利用我国丰富的地震烈度等震线资料 ,确定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转换得到相应的地震动衰减关系式。

云南分区地震动衰减关系

受震源特性、传播路径等因素的影响,地震动特征具有很强的区域性。在近年来获取的强震动记录的基础上,根据地震地质特征和强震动记录的分布情况,将云南划分为3个区域。采用统计法和映射法,分别构建了这3个区域的地震动峰值衰减关系,并对其进行了分析和对比。

轨道交通地面振动衰减关系中局部放大现象形成机理研究

为了研究城市轨道交通引起的环境振动竖向位移衰减关系中局部放大现象的产生机理,将场地简化为弹性半空间单一覆盖层模型,采用传递矩阵法推导了频率波数域三维层状场地竖向位移的动力格林函数。通过七个半空间与覆盖层的模量比,四个覆盖层厚度,七个激励频率,三个覆盖层阻尼比等诸多因素对局部放大影响的分析,结果表明局部放大受埋藏的主要速度界面控制,局部放大区的位置和放大的强度与该界面两侧的模量比(波阻抗比)、覆盖层厚度、激励的频率及覆盖土层的阻尼比等因素有关。一般来说,速度界面的波阻抗越大,局部放大越强烈;给定其他条件,使直达的表面波与半空间表面折射波越接近同时到达的覆盖层厚度使局部放大越为明显,使两者波峰越靠近的激励频率会引起更为明显的局部放大;覆盖层阻尼比越小,局部放大越强烈。

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.

中国西部地区大地震(M_S≥7)烈度衰减关系改进

考虑近年大地震(MS≥7.0)震后快速灾害评估的需要,利用中国西部地区1900年以来MS≥7.0级地震的资料,采用最小二乘法拟合与分段函数对烈度限定相结合的方法,对西部地区的地震烈度衰减关系进行了改进,并就所得结果的合理性进行了分析;根据大震长轴半径的特点,初步研究了大震极震区长轴半径对烈度衰减规律的影响。

中小震近场地震动估计中地震动衰减关系的适用性分析

核工程场地设计基准地震动确定中涉及弥散地震的地震动估计,这导致中小震近场地震动估计成为被关注的研究课题。本文基于一些中小震近场地震动记录资料,分析和探讨了国内外多种地震动衰减关系对中小震近场地震动估计的适用性问题,并结合我国几个核工程地震问题研究工作的实践对中小震近场地震动衰减关系确定的思路和原则提出了建议。

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。

陕西分区烈度衰减关系研究

在合理分区、收集整理陕西及邻近地区1900年以来5级以上地震资料的基础上,利用烈度衰减的椭圆模型,采用多元稳健线性回归方法,分区统计计算得到陕西陕南、关中和陕北地区的烈度衰减关系,并对结果进行了分析讨论。

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。

陕西地区地震动衰减关系研究

通过分析陕西省丰富的地震活动资料,包括鲜明的地震活动与震害分布的地域性特点以及地震地质环境特点,将陕西省分为三个分区,来进行地震动衰减关系的研究。研究内容主要包括地震烈度衰减关系和基岩地震动衰减关系。选择美国西部作为参考区,三个分区分别作为研究区,采用可逆法进行映射转换计算,得到了三个分区的基岩地震动衰减关系,在转换过程中,还考虑了中国与美国面波震级标度的系统偏差,并对转换结果进行了适用性分析及相关问题的分析与讨论。

川滇地区水平向强地震动衰减关系研究

利用近几年在川滇地区破坏性地震及汶川地震强余震中获得的951条加速度记录,通过选取合适的衰减关系形式和距离参数,经统计获得了川滇地区水平向峰值加速度与35个周期点对应的加速度反应谱(阻尼比0.05)衰减关系.统计结果显示,震级越大,地震动随距离的衰减越慢;加速度反应谱的短周期部分随距离的衰减明显快于长周期部分;中强地震在近场也会产生较大的峰值加速度和较高的短周期加速度反应谱.由于统计资料的非完整性,本文统计结果尚不宜直接应用于相关工程场地的设计地震动参数确定中.但本文结果与目前由转换方法得到的我国西部地震动参数衰减规律的较大差异提示:进一步深入研究我国地震动参数衰减规律应是紧迫而重要的任务.

汶川中强余震地震动峰值衰减关系

汶川地震强余震流动观测中获取了丰富的强震动加速度记录,这些数据在震中距和震级上分布较为均匀,为建立地震动衰减关系提供了良好的数据基础.这也改变了中国大陆缺乏强震动观测数据,尤其是近场强震观测数据,在建立地震动衰减关系时,不得不依赖于其它国家和地区观测数据的状况.鉴于汶川地震最大余震震级为Ms6.4,与Ms8.0的主震之间存在较大的震级缺档,本文仅就Ms4.5—6.4震级范围内、震中距小于110km区域范围内的强余震流动观测数据进行了统计回归分析,建立了地震动速度峰值(PGV)、加速度峰值(PGA)以及0.04—6s周期内阻尼比5%的绝对加速度反应谱(PSA)等地震动参数的衰减关系.回归结果的误差分析表明,PGV衰减关系的均方差明显较PGA和PSA的小,说明PGV较加速度的离散小.衰减关系的残差随震中距的增大而减小,表明近场地震动强度随机性更强.经比较,本文衰减关系与现有的四川地区其它衰减关系有较明显的差异,由于其他衰减关系是基于映射法的结果,因此,本文的结果更为可信.

福建及邻近地区地震烈度衰减关系研究

对福建及邻近地区地震烈度资料进行等效处理、近远场补点、数据加权处理,改进衰减模型和统计方法,加强了对大震近、远场的控制,建立了适合本地区的地震烈度衰减关系,并对比分析了Ra和Rb取值、补点和加权对烈度衰减关系的影响。