地震動衰減關系的區(qū)域性差異研究.pdf

1、近年來，隨著強震觀測技術的發(fā)展，全球強震資料得到了極大的豐富，但由于地震分布和強震資料分布的不均勻性，對于大部分強震資料相對不足的區(qū)域，基于強震資料建立衰減關系的方法尚不可行。針對這一現狀，通過對強震資料相對豐富區(qū)域建立的衰減關系進行科學合理的修正，使其能應用于強震資料匱乏區(qū)域是一種可能的思路。而地震動特性在不同區(qū)域之間存在一定的差異已經廣泛地為人們所認識。作為描述地震動隨震級、距離和場地條件變化的地震動衰減關系在不同區(qū)域之間也可能存在

2、一定的差異性。因此，論證衰減關系在不同區(qū)域之間是否存在差異，探討地震動衰減關系產生區(qū)域性差異的原因，分析各種因素對衰減關系區(qū)域性差異的影響就成為迫切的需要。在充分認識和了解區(qū)域性差異的成因和影響因素的基礎上，建立對衰減關系區(qū)域差異性的定量描述，從而給出一個科學合理的區(qū)域差異性模型，為強震資料匱乏區(qū)域衰減關系的建立提供參考和依據有著重要的意義。
　　本文利用不同區(qū)域強震數據，反演獲取不同區(qū)域的地震區(qū)域性特征參數。通過數值模擬方法，結

3、合衰減關系一般形式分析了地震區(qū)域性特征參數對衰減關系模型系數（或相關項）的影響，并建立了區(qū)域性特征參數對衰減關系模型系數（或相關項）的影響方式的定量描述。綜合各區(qū)域性特征參數與地震動衰減關系模型系數（或相關項）的定量關系，得出了考慮不同地震區(qū)域地震動衰減關系區(qū)域差異性的區(qū)域差異性模型。在此基礎上，結合反演獲得的各區(qū)域的區(qū)域性特征參數，給出了不同區(qū)域之間的區(qū)域性差異修正公式。
　　論文主要完成了以下工作：
　　1.基于對地震動

4、衰減關系的一般認識，結合地質構造特征、地殼結構和風化侵蝕環(huán)境在不同區(qū)域的差異，探討了不同區(qū)域震源特征、衰減特性和局部場地效應可能存在的區(qū)域性差異。在此基礎上給出了衰減關系區(qū)域性差異的明確定義。
　　2.從全球范圍內選取了中國西部、美國西部、日本和新西蘭四個重要地震區(qū)域，結合衰減關系的基本形式，利用強震數據，通過逐步分離，從加速度反應譜中獲取了四個區(qū)域的距離衰減系數、震源效應項以及場地效應項。通過系統(tǒng)的對比分析論證了地震動衰減關系區(qū)

5、域差異性的存在。
　　3.利用廣義反演方法獲取了四個區(qū)域的地震區(qū)域性特征參數，并定性討論了各特征參數對地震動和衰減關系的影響。對比表明，不同區(qū)域地震平均應力降水平，地殼厚度、地殼介質剪切波速、高頻消減因子等地震區(qū)域特征參數均存在一定的差異。
　　4.采用點源隨機模擬方法，利用不同地震特征參數下獲得的模擬地震動建立衰減關系，討論了地震應力降Δσ、地殼厚度、地殼S波Q值、高頻消減因子κ0地震區(qū)域性特征參數對地震動衰減關系中的震級

6、標度、距離標度、常數項的影響，并對其影響進行了定量描述。利用平方根阻抗比方法對軟基巖場地放大效應進行了分析，給出了場地特征參數?0和Z2.5對軟基巖場地放大的影響函數。
　　5.綜合各區(qū)域性特征參數對衰減關系的影響，給出了一個考慮不同區(qū)域震源特性差異性、地殼特征差異性、局部場地差異的區(qū)域性差異的衰減關系區(qū)域差異性模型。利用區(qū)域差異性模型，對各特征參數的差異對區(qū)域性差異的影響，以及特征參數的不確定性所導致的地震動衰減關系在區(qū)域內的變

7、異性和區(qū)域性差異的相對關系進行了了討論。
　　6.應用本文建立的區(qū)域差異性模型，確定了不同區(qū)域之間的區(qū)域性差異修正公式，運用修正公式可以實現不同區(qū)域衰減關系的修正。利用實際觀測記錄和衰減關系對修正公式的正確性進行了檢驗。從與實際觀測記錄的比較來看，本文修正公式得到的衰減關系預測結果與實際觀測記錄具有更高的符合度。根據不同參考區(qū)域修正得到的同一目標區(qū)域的衰減模型具有較好的一致性。
　　7.采用本文修正方法對華東地區(qū)衰減關系的建