基于中国西南地区强地震动的地震动预测方程

摘要

地震动预测方程(GMPE)是描述地震影响的重要方法，是影响地震危险性分析结果的重要因素。由于中国西南地区早期地震记录的缺乏，既有研究往往通过烈度转换或者补充其它地区的记录研究地震动预测方程。而中国西南地区近年来地震频发，尤其是自2008年以来发生了三次7级以上地震，有必要考虑这些丰富的数据对地震动预测方程的影响。　　论文依托近年来我国强地震动观测网络得到的数据，根据震级Ms在5.0~8.0级范围内的强地震动记录，从中选取了来自2035组台站记录的6105条强地震动记录数据。参考既有的地震动预测方程拟合方法，将筛选后的强地震动记录数据进行基于随机效应的多参数非线性全局优化回归拟合，分别得到该地区水平向和竖向在不同场地条件下的地震动预测方程，同时对回归拟合结果、残差、标准差进行分析，并与中国西南地区现有的几种水平向和竖向的地震动预测方程对比分析，验证其合理性。　　通过与已有模型对比发现，本文的预测值在远场段偏大，但预测值更加贴近地震动记录数据，以及在Mw=7、8级时，本文预测值更接近实际地震动记录数据。此外，也发现现有的地震动预测方程预测值对Ⅰ类场地的预测比对Ⅱ类场地的预测更好，这是由于现有地震动预测方程将所有场地的地震动记录数据混合回归拟合，Ⅰ类、Ⅱ类场地的地震动记录数据相互影响，其中Ⅰ类场地的地震动记录数据幅值明显大于二类场地，对地震动预测方程的拟合产生的影响更大。总体而言，本文的地震动预测方程预测值与实际地震动记录数据更加吻合，能较好地体现中国西南地区的地震动衰减特征。

目录

声明

第1章绪论

1.1 引言

1.2 强地震动观测现状

1.3 地震动预测方程研究发展与现状

1.3.1 国外研究发展与NGA项目

1.3.2 国内研究发展与现状

1.4 竖向地震动研究现状

1.5 地震动预测方程的研究方法

1.6 本文研究内容

第2章数据集的建立

2.1 地震动记录数据的收集

2.2 地震动记录数据的处理

2.2.1 震级处理

2.2.2 滤波处理

2.2.3 场地处理

2.2.4 距离处理

2.3 地震动记录数据的筛选

2.4 本章小结

第3章基于中国西南地区强地震动记录的地震动预测方程

3.1 模型的建立

3.2 模型的回归拟合

3.3 回归拟合结果

3.3.1 回归拟合系数

3.3.2 拟合预测曲线对比分析

3.4 模型残差与残差标准差分析

3.4.1 总残差分析

3.4.2 事件间残差分析

3.4.3 事件内残差分析

3.4.4 残差标准差分析

3.5 本章小结

第4章中国西南地区地震动预测方程对比分析

4.1与现有的水平向地震动预测方程比较

4.1.1 与霍俊荣模型对比

4.1.2 与雷建成模型对比

4.1.3 与俞言祥模型对比

4.1.4 与NGA-West2模型对比

4.2与现有的竖向地震动预测方程比较

4.3 本章小结

第5章调整地震动预测方程

5.1 调整原因

5.2 调整方法

5.3 调整结果

5.3.1 回归拟合系数

5.3.2 拟合预测曲线与实际值对比

5.3.3 残差分析

5.3.4 与其他模型对比分析

5.4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

附录

附录1 本文筛选后的地震目录

攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目