基于P波包络的震中距和震级快速估算

摘要

地震预警是高速铁路防震减灾的重要手段，可为高速铁路地震紧急处置提供信息，减轻直接地震灾害及次生灾害。
　　本文面向中国高速铁路地震预警的迫切需要，以日本K-net强震动观测记录为依据，对基于单台P波的震级和震中距快速估算开展研究。主要利用单台强震动观测记录P波到来后初始阶段的包络信息，研究幅值增长率（P波包络初始阶段的斜率）与震中距的线性统计关系，在此基础上，探索P波包络面积与幅值增长率作为参数的多参数回归估算震级方法，主要工作如下:
　　1.介绍了P波幅值增长率估算震中距的B-△方法的发展历程和研究现状，基于日本K-net强震动观测记录，建立了幅值增长率与震中距的线性回归关系，并对该方法的震中距估算结果进行了误差分析。
　　2.提出了两个用于震级快速估算的P波特征参数:加速度包络面积Sa和速度包络面积Sv，分析了这两个特征参数与震级的关联性，以日本K-net强震动观测记录为依据，分别建立了加速度包络面积Sa和速度包络面积Sv与震级的一元线性回归关系，并与位移幅值Pd估算震级方法做了比较，结果表明速度包络面积Sv与位移幅值Pd得到的震级估算结果趋于一致。
　　3.以速度幅值Vmax、位移幅值Pd、加速度包络面积Sa、速度包络面积Sv、P波包络参数A值和幅值增长率B值作为回归参数，建立了多种组合形式、多特征参数与震级的线性回归关系，并对不同组合形式的回归关系的方差分析，结果表明，以速度参数（加速度包络面积Sa和速度幅值Vmax）、位移参数（速度包络面积Sv和位移幅值Pd）、P波包络参数A值和幅值增长率B值作为回归参数的震级估算方法可以有效的减小震级估算的误差，并改进大震时的震级低估现象。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景

1．2 选题意义

1．3 研究现状

1．3．1 单台预警震中距估算方法研究现状

1．3．2 单台预警震级估算方法研究现状

1．4 本文的主要工作

第二章 基于P波幅值增长率的震中距估算

2．1 日本现行基于P波初始阶段包络线单台地震预警原理

2．1．1 B-△方法原理

2．1．2 B-△方法震中距的确定

2．1．3 B-△方法震级的确定

2．1．4 参数B的地震学解释

2．2 B-△方法改进方法研究进展

2．3 基于单台P波幅值增长率的震中距快速估算

2．3．1 地震数据及处理

2．3．2 B-△法的震中距快速估算

2．4 B-△方法的稳定性分析

2．4．1 火车噪声对B-△法震中距估算的影响

2．4．2 火车噪声放大对B-△法震中距估算的影响

2．5 本章小结

第三章 基于单台P波包络线的震级快速估算

3．1 引言

3．2 基于幅值参数的震级快速估计

3．2．1 基于加速度幅值Pmax和参数B的震级估计

3．2．2 基于速度幅值Vmax和参数B的震级估计

3．2．3 基于位移幅值Pd和参数B的震级估计

3．3 基于P初始阶段全程地震动参数的震级快速估计方法

3．3．1 全波段地震动参数提出背景

3．3．2 全程地震动参数—加速度包络线面积Sa—的定义

3．3．3 基于加速度包络面积Sa和参数B的震级估计

3．3．4 全程地震动参数—速度包络线面积Sv—的定义

3．3．5 基于速度包络面积Sv和参数B的震级估计

3．4 基于P初始阶段包络的多参数的震级估算方法

3．4．1 基于位移幅值Pd、速度包络面积Sv和参数B的震级估计

3．4．2 基于速度幅值Vmax、位移幅值Pd和参数B的震级估计

3．4．3 基于加速度包络面积Sa、速度包络面积Sv和参数B的震级估计

3．4．4 基于加速度包络面积Sa、位移幅值Pd和参数B的震级估计

3．4．5 基于位移幅值Pd、速度包络面积Sv、参数A和参数B的震级估计

3．4．6 基于速度幅值Vmax、位移幅值Pd、参数A和参数B的震级估计

3．4．7 基于加速度包络面积Sa、速度包络面积Sv、参数A和参数B的震级估计

3．5 不同参数条件下震级估算方法结果的比较

3．6 震级拟合公式内参数分析示例

3．7 参数Sa、Sv的地震学解释

3．7．1 参数Sa的地震学解释

3．7．2 参数Sv的地震学解释

3．8 本章小结

第四章 震级的加权估算

4．1 引言

4．2 加权处理的原则

4．3 加权后的震级估算结果

4．3．1 加权后加速度幅值Pmax和参数B的震级估计

4．3．2 加权后速度幅值Vmax和参数B的震级估计

4．3．3 加权后位移幅值Pd和参数B的震级估计

4．3．4 加权后加速度包络面积Sa和参数B的震级估计

4．3．5 加权后速度包络面积Sv和参数B的震级估计

4．3．6 加权后加速度包络面积Sa、速度包络面积Sv和参数B的震级估计

4．3．7 加权后速度幅值Vmax、位移幅值Pd和参数B的震级估计

4．3．8 加权后加速度包络面积Sa、速度包络面积Sv、参数A和参数B的震级估计

4．3．9 加权后速度幅值Vmax、位移幅值Pd、参数A和参数B的震级估计

4．4 未加权与加权的震级估算结果对比

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 全文总结

5．1．1 基于P波包络线的震中距分析

5．1．2 基于P波包络线的震级分析

6．2 研究展望

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