地震危险性分析中地震动衰减的不确定性校正

摘要

地震危险性分析已经成为了编制地震区划图的重要依据,然而由于地震和地质资料的缺失、对于震源机制地震波传播途径和局部场地条件的认识贫乏,都会给结果带来很大的不确定性。衰减关系的不确定性占据主导地位,其不确定性校正也自然成了人们比较关心的问题,尤其是校正后低超越概率部分的危险性大幅度提高,一直存在很大争议。本文借助PEER数据库研究了随机误差的分布特征,提出了衰减关系不确定性校正的改进计算方法。
　　对目前广泛应用的地震动衰减关系不确定性校正方法综述的基础上,通过具体算例分析揭示了校正中危险曲线增高主要是?取正值部分的贡献,负值部分对校正结果的贡献很小。截断积分区间对校正结果的影响十分显著,目前在三倍标准差处截断是恰当的,与在四倍处截断的差别很小,更小则不可靠,随机误差的标准差和均值都对不确定性校正有重要影响。
　　借助PEER发布的NGA项目中建立扩充的强地震动数据库和研发的衰减关系,统计分析了衰减关系的随机误差的分布规律,详细检验了分布特征与震级M,距离R和地震动参数Y的相关性,指出与震级的相关性弱,与距离基本不相关,发现随机误差分布的均值随PGA的增加有稳定的变化趋势,标准差的变化不显著且没有明显的趋势性。根据这一发现,提出改进概率密度函数fy(?)为分段、非0均值的正态分布,分别用各分段的均值和标准差定义,发展了分段校正不确定性的计算方法,称为分段校正。
　　采用NGA的C-B衰减关系的分段统计结果,对三个地震危险不同场地的危险性曲线的分段校正,结果表明,与总体校正法相比较,在与常遇设防水准对应的高超越概率段,PGA值较低,分段校正法得到的PGA略高;在与偶遇和罕遇设防水准对应的低超越概率段,PGA较高,分段校正的结果有较为明显的降低。这个差别对高地震危险的场地更为显著。
　　如果地震动衰减关系的随机误差分布随PGA确有明显变化,不考虑这一变化,仅采用总的标准差定义0均值的正态概率密度函数对不确定性校正,可能会导致不合理地夸大地震危险性。分段校正法引入了地震动参数Y作为一个与衰减关系的随机误差分布相关的参量,通过分段的手段将地震动参数Y的影响表达出来,较之总体校正的方法,能更合理的反应不同区段地震动参数Y对不确定性校正影响的区别。

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第1章 绪论

1.1课题背景与研究的目的和意义

1.1.1 课题背景

1.1.2 研究的目的和意义

1.2 地震危险性分析中的不确定性

1.3 地震动衰减的不确定性

1.4 主要研究内容及章节安排

第2章 地震动衰减不确定性校正方法分析

2.1 衰减关系不确定性校正中危险性增大的主要因素

2.2 随机误差数字特征对不确定性校正的影响

2.2.1 随机误差标准差的影响

2.2.2 随机误差均值的影响

2.2.3不同危险曲线的校正结果差别

2.3 本章小结

第3章 地震动衰减随机误差分布检验

3.1 NGA计划简介

3.2 NGA研发的衰减关系

3.2.1 Campbell-Bozorgnia（2007）衰减关系

3.2.2 Chiou-Youngs（2008）衰减关系

3.2.3 Idriss（2007）衰减关系

3.3 随机误差分布

3.3.1 随机误差分布与震级M

3.3.2 随机误差分布与距离R

3.3.3 随机误差分布与PGA

3.3 本章小结

第4章 不确定性校正方法的改进

4.1分段校正法

4.2算例分析

4.3本章小结

结论

参考文献

附录

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