俯冲带地区的基岩反应谱及横竖向反应谱比研究

摘要

作为地震动衰减关系(GMPE)中场地效应评估的场地输入作用，合理可靠的基岩反应谱是GMPE中的重要组成部分。然而，在俯冲带地区的地震动研究中，针对基岩的水平向、竖向及横竖向反应谱比的研究尚较缺乏，本研究将在以往研究结果的基础上，对这一问题进行研究。横竖向反应谱比的另一个重要特征是场地阻抗比会对它产生影响，阻抗比对水平向地震的影响可能大于竖向地震，所以阻抗比会对横竖向的反应谱比产生重要影响，基于此猜想，本研究将会对这方面展开研究，并对阻抗比的作用加以模拟。
　　本研究利用既有地震动衰减关系的第Ⅰ类场地（场地周期小于0.2s）的事件内残差。研究所选地震记录数据均来自于日本KiK-net和K-net台站实测记录，包含了丰富可靠的地震记录，来自浅层壳内地震及上地壳地震、俯冲带板间、俯冲带板内几种地震类型。所选取得地震事件有着可靠的路径参数，场地记录也有着可靠的剪切波速。借助随机效应方法，得到了Ⅰ类场地的残差与震级项、断层深度、震源距离、场地周期以及代表地震类型的常数项的随机效应模型，根据此模型可以得到在模型参数取不同值条件下的基岩反应谱放大比。此外，在本研究中也模拟出了阻抗比的对横竖向反应谱比的影响，并在文中给出了模型参数。
　　在文中，多次使用残差图（残差与对应变量的分布图）检验随机效应回归模型的形式及变量选择的合理性。在本研究中，地震事件内残差被分为场地内残差和场地间残差，场地内残差应与震源项及路径项有关，而场地间残差则与场地项相关，通过检验各残差与对应参数的分布图是否水平，即残差分布的拟合趋势线是否水平来判断变量在统计上的显著性，对于统计上显著的各变量，通过平滑得到了最终的模型系数。事件内的总体标准差由场地间标准差和场地内标准差两部分组成，根据场地间标准差的大小，可以检验场地项参数被模拟的效果的好坏，而场地内标准差的大小则表征路径效应模拟的好坏。将横竖向反应谱比回归模型得到的场地内和场地间标准差与横向及竖向的标准差比较，发现均有较大幅度的减小。

目录

声明

摘要

第1章．绪论

1．1 选题背景与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 反应谱的研究现状

1．2．2 竖向地震动反应谱研究

1．2．3 俯冲带地区的基岩反应谱

1．3 研究内容与研究目标

1．4 技术路线与章节安排

第2章．数据来源介绍

2．1 水平向地震动衰减模型

2．1．1 地震数据记录

2．1．2 衰减模型

2．1．3 残差及标准差

2．2 竖向地震动衰减模型

2．2．1 地震数据记录

2．2．2 衰减模型

2．3 横竖向反应谱比衰减模型

2．4 小结

第3章．模型形式与放大比计算

3．1 随机效应方法

3．2 回归模型及变量意义

3．3 确定回归模型系数

3．3．1 平滑的原因

3．3．2 平滑的步骤

3．4 基岩反应谱放大比的计算

第4章．水平向地震动的基岩反应谱研究

4．1 回归结果及参数平滑

4．2 残差分析

4．3 基岩反应谱放大比的计算

4．4 标准差分析

4．4．1 场地标准差分析

4．4．2 与原衰减模型标准差的比较

4．5 预测基岩反应谱

第5章．竖向地震动的基岩反应谱研究

5．1 回归结果及参数平滑

5．2 残差分析

5．3 基岩反应谱放大比的计算

5．4 标准差分析

5．4．1 场地标准差分析

5．4．2 与原衰减模型中标准差的比较

5．5 预测基岩反应谱

第6章．基岩的横竖向反应谱比研究

6．1 回归结果及参数平滑

6．2 残差分析

6．3 基岩反应谱比放大比的计算

6．4 标准差分析

6．4．1 场地标准差分析

6．4．2 与原衰减模型标准差的比较

6．4．3 与横、竖向地震标准差的比较

6．5 预测基岩反应谱比

第7章．场地阻抗比对横竖向反应谱比的影响

7．1 衰减模型形式与参数平滑

7．2 残差分析

7．3 标准差分析

7．3．1 本衰减模型标准差分析

7．3．2 与加入阻抗比之前的标准差比较分析

7．4 预测反应谱比

第8章．结语

8．1 主要结论

8．2 存在的不足及展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及参加的科研项目