西南地区地震动衰减关系初步研究

摘要

地震动衰减关系正是地震动预测的基础，建立更加科学合理的地震动预测公式一直是地震工程学的一个重要研究方向。第五代中国地震动参数区划图中给出的地震动参数衰减关系仍然是采用烈度转换方法建立的。随着中国数字强震动台站的逐步增加，强震动数据的数量快速增多，为地震动衰减关系的研究积累了宝贵的资料。针对地震频发的西南地区，可以直接运用强震动观测记录来研究得出地震动参数衰减关系，更好地为西南地区的地震动预测和地震预警业务服务。
　　本文利用2008年到2017年发生于中国西南地区的76次Ms5.0级以上的强震动观测数据，对西南地区的地震动衰减关系进行了初步研究。论文主要内容如下:
　　(1)在第五代中国地震动参数区划图和俞言祥新一代地震动衰减关系的基础上，根据衰减关系对地震动峰值预测结果的优劣，运用Delaunay三角剖分，欧几里得最小生成树和遗传算法，将获取到强震动记录的335个台站分为了Ⅰ区和Ⅱ区两个部分。分区结果与第五代区划图中地震带的划分相似，其中新一代地震动衰减关系对Ⅰ区的预测较差，需要对该衰减关系进行修正。
　　(2)对属于Ⅰ区的九寨沟地震和Ⅱ区的鲁甸地震运用非参数回归方法进行了分析。结果显示俞言祥模型对鲁甸地震的预测结果较好，但是对九寨沟地震的预测结果并不理想，特别是在180-350km范围内衰减变慢。进一步研究发现，九寨沟地震中存在莫霍面反射的SmS震相，在特定的距离范围，全反射的SmS波能量强，振幅大，是直达Sg波幅值的2-5倍。同时对影响地震动衰减的非弹性衰减和盆地的场地放大作用进行了分析，找到了使非参数回归曲线衰减变慢的原因。
　　(3)根据台站的分区结果和前人的研究成果，选取与俞言祥衰减关系相同的模型，运用随机效应回归方法对预测结果较差的Ⅰ区重新回归衰减关系系数。以芦山地震为例，运用新的衰减关系对该地震进行预测，并与俞言祥模型进行了比较分析。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1背景

1．2研究现状

1．3研究内容和论文框架

第二章以西南地区为例运用遗传算法进行地震分区

2．1本文所用的强震动台站及记录

2．2台站分区的预处理

2．2．1 Delaunay三角剖分

2．2．2欧几里得最小生成树

2．3运用遗传算法对台站分区

2．3．1遗传算法介绍

2．3．2初始化种群

2．3．3适应度函数

2．3．4遗传操作

2．4分区结果

2．5小结

第三章影响地震动峰值加速度的因素

3．1非参数回归分析

3．1．1非参数回归方法

3．1．2 2014年鲁甸Ms6.5地震

3．1．3 2017年九寨沟Ms7.0地震

3．2 SmS震相观测

3．2．1 SmS震相

3．2．2震相观测结果

3．3理论地震图分析

3．4定量分析SmS震相对峰值加速度的影响

3．5影响地震动峰值加速度的其他因素

3．6小结

第四章回归Ⅰ区衰减关系

4．1回归方法

4．2残差分析方法

4．3模型的建立和回归

4．4对2013年芦山Ms7.0地震的预测

4．5小结

第五章总结与展望

5．2展望

附录

参考文献

致谢

作者简介

攻读硕士期间发表的文章

攻读硕士期间参与的科研项目