反演区域参数建立加州地震动衰减关系

摘要

地震动衰减规律表达地震震源、传播途径和场地条件三方面因素对地震动特征的影响，用于推算工程场地的地震动，广泛应用于地震动区划图的编制，地震安全性评价，大多是根据强地震动观测数据统计拟合的经验性关系。本文借助基于地震学的方法，探讨缺乏强地震动观测数据的国家和地区建立衰减关系的方法，重点解决区域性参数的估计这一主要难点。
　　本研究总体思路是收集小地震观测数据，这在许多国家或地区已经积累了一定的数量，以据此计算的富氏谱的外包络线为目标，借助遗传算法反演三、五个关键的区域震源、衰减参数，依其建立区域地震动衰减关系。通过与观测数据及相应地区的经验性衰减关系的对比，考察结果的可靠性。从NSMP数据库中选取了加利福尼亚地区16个基岩台站在50次震级小于5.0的小地震中得到的68条观测记录（每条记录包括两个水平向）。计算的富氏谱显示了很强的振荡起伏，不是光滑的曲线，即使是震级、距离相近的记录，得出的富氏谱也有较大的差别。为了避免反演不稳定，采用富氏谱2~25Hz频段的外包络线为目标函数。借助遗传算法，先后反演了震源参数应力降、衰减参数品质因子Qf中的Q以及这三个参数和几何衰减模型中的两个分段点。这五个参0数都是与区域地壳结构和介质特性密切相关的，不同地区会有差别，对地震动的衰减有控制作用。反演结果，与加州以前发表的区域参数研究成果大体上相符。基于地震学的随机合成方法，借助平稳随机振动理论、Parseval定理估计均方根加速度rmsa，进而推算地震动加速度峰值。采用本文反演的参数，建立了区域地震动衰减关系。与本文使用的小震数据比较，符合得比较好，分组比较显示随着震级的增加，有差别增大的趋势。与美国最近发表的NGA项目成果的五条衰减关系比较，小震符合得好，随震级增大，差别越来越大；近场符合得相对好些，随距离增大，差别也越来越大。说明本文探讨的方法是有前途的，进一步的研究中要注意补充中-远场的数据。

目录

反演区域参数建立加州地震动衰减关系

GROUND MOTION ATTENUATION RELATIONSHIP WITH REGIONAL PARAMETERS IN CALIFORNIA

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 选题的背景和科学意义

1.2 地震动衰减关系研究综述

1.3 本文主要研究工作概述

第2章 小地震的观测数据

2.1 引言

2.2 数据来源

2.3 数据的选取与整理

2.4 数据分布

2.5 小结

第3章 区域参数的反演

3.1 反演问题和遗传算法概述

3.2 本文采用的遗传策略

3.3 区域参数的反演

3.4 本章小结

第4章 建立地震动衰减关系

4.1 引言

4.2 随机合成的地震动

4.3 本文结果与采用的地震动数据对比

4.4 本文结果与NGA研究成果的比较

4.5 本章小结

结论与展望

参考文献

附录

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢