用地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)記錄估計(jì)強(qiáng)地震動(dòng)衰減的試驗(yàn)研究.pdf

1、地震動(dòng)衰減關(guān)系在地震區(qū)劃、工程場(chǎng)地安全性評(píng)價(jià)中是不可或缺的，也是工程地震研究的重要方面。在用地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)反演區(qū)域參數(shù)，建立強(qiáng)地震動(dòng)衰減關(guān)系的研究中，發(fā)現(xiàn)根據(jù)地震動(dòng)幅值確定震級(jí)和依據(jù)這個(gè)震級(jí)估計(jì)地震動(dòng)幅值兩個(gè)過(guò)程中存在不協(xié)調(diào)問(wèn)題。本文針對(duì)這一問(wèn)題做了一些初步探討，討論直接用地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)估計(jì)強(qiáng)地震動(dòng)衰減的可能性，為在建立地震動(dòng)衰減關(guān)系中更好地發(fā)揮寬頻帶數(shù)字地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)記錄的作用做如下試驗(yàn)研究。
　　以數(shù)據(jù)豐富的日本東北地區(qū)（3

2、6～40°N,138～143°E）為研究區(qū)，收集、整理F-net數(shù)據(jù)庫(kù)中的106次小震1382條記錄、56次強(qiáng)震540條記錄和K-NET數(shù)據(jù)中的72次小震706條記錄、86次強(qiáng)震的1496條記錄，作為本文的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。將這些地震分為3.5≤Mw＜4.5（簡(jiǎn)稱4級(jí)）、4.5≤Mw＜5.5（5級(jí)）、5.5≤Mw＜6.5（6級(jí)）和6.5≤Mw＜7.5（7級(jí)）四個(gè)震級(jí)段，分析比較兩類不同觀測(cè)物理量、不同距離范圍、不同幅值、不同頻帶地震動(dòng)的衰減特征

3、，揭示出客觀存在的一致性。震級(jí)越大、頻率越低，地震動(dòng)衰減特征的一致性越明顯。進(jìn)一步擬合地震動(dòng)的衰減關(guān)系，結(jié)果表明兩類數(shù)據(jù)得到的衰減系數(shù)差別不大，震級(jí)項(xiàng)的系數(shù)有明顯的差別。選取同一次地震F-net和K-NET中均有10條及以上記錄的15次地震，比較它們各自的衰減特征與其所在震級(jí)段的總體衰減特征的差別，指出差別不很明顯，頻率越低，差別越小。
　　根據(jù)日本氣象廳對(duì)震級(jí)計(jì)算的相關(guān)規(guī)定，分析了據(jù)本文兩類觀測(cè)數(shù)據(jù)確定的震級(jí)與JMA震級(jí)的差別，

4、指出震級(jí)差值主要在-0.3(0.4)~0.3之間。比較了根據(jù)JMA震級(jí)計(jì)算公式中量規(guī)函數(shù)反算得到PGD衰減曲線與觀測(cè)數(shù)據(jù)表達(dá)的衰減特征，指出兩者比較相符，僅7級(jí)大地震差別略大。說(shuō)明了借助確定震級(jí)所用的量規(guī)函數(shù)估計(jì)地震動(dòng)的可行性。
　　擴(kuò)大反演數(shù)據(jù)的范圍，分別采用F-net的3.5~7.5級(jí)的測(cè)震數(shù)據(jù)，F(xiàn)-net和K-NET的3.5~4.5級(jí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，借助微遺傳算法反演區(qū)域應(yīng)力降品質(zhì)因子中的Q0和η、幾何衰減項(xiàng)中的R1與R2五個(gè)區(qū)

5、域參數(shù)。依反演得到的區(qū)域參數(shù)計(jì)算PGA衰減曲線，與已有的衰減關(guān)系和K-NET的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。結(jié)果表明，擴(kuò)大數(shù)據(jù)震級(jí)范圍得到的衰減關(guān)系估計(jì)地震動(dòng)在近場(chǎng)增大，衰減加快，與觀測(cè)數(shù)據(jù)更為符合；加入強(qiáng)地震動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)合反演，得到的衰減關(guān)系估計(jì)地震動(dòng)在近場(chǎng)沒(méi)有明顯改變，衰減更快，與遠(yuǎn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)符合得更好。從總體上看，擴(kuò)大反演數(shù)據(jù)的范圍有助于改善對(duì)地震動(dòng)衰減的估計(jì)。與兩個(gè)日本學(xué)者發(fā)表的經(jīng)驗(yàn)性衰減關(guān)系比較，本文衰減關(guān)系的誤差均值均在兩者的誤差均值之