地震工程与工程振动EART.pdfVIP

12卷 2期 地 震 工 程 与 工 程 振 动 Vol12，No．2 1992年 6月 EARTHQUAKEENGINEERINGANDENGINEERINGVIBRATIQN Jun~,．1992 } 。)谚翟劫 。盈， 橱毒 ／一 地震动峰值参数衰减规律的研究 下 | 4- (国家地震局地球物理研 究所) 提 要 震级和地震波传播途径均有测量误差和不确定性。本文考虑震级和距离的不确定性 ，用作者 提 出的 回归多随机变量 问相关关 系的一致加权 晟小二乘法 。 ．对 地震动水平 蜂值加速度 (PGA)、速度 (PGV)和位移 (PGD)的衰减关系进行 了研究 ，在衰减模型 中考虑 了地震动的近场距 离饱和与震级饱和特性。研究结果表 明，考虑震级和距离的随机性后 ．地震动的距离与震级标定系 数比常规方法增大 16—2s ．大震的地震动估计值及小震近场的地震动估计值均高于用常规方法 得到的结果#高频地震动具有 明显的近场距离与震级饱和特性 ．且距离饱和范围隧震级的增大而 加宽I场地条件对地震动衰减规律有 明显影响．同时这一影响又同距离和震级密切相关。本文预测 结果与新近发生的三大地震 (M =8．1．7．8,71)的观测资料很吻合 一 、 刖 百 在过去几十年中，人们提出了很多地面运动衰减的经验关系式，这些关系式在数据相对集 中的中等震级和中等距离 区域均可确定出与实测资料相吻合的结果，但在采样数据范 围之外 的外推结果却极为分散，相差很大。主要原因之一是衰减模型形式对外推功能有重要影响，另 一 个主要原因则是统计分析中回归原则的影响，即选择哪些变量为随机量 。前者是人所共知 的，但后者还没有引起众多研究者的重视 。本文将对这两个问题进行专 门研究，并给出典型结 果 。 衰减关系数学表达式的选择取决于参数间的物理关系。如果取用的数据能代表集合中相 对均匀分布的子集，只是在采样数据范围内预测函数值 ，则选用衙单的经验关系式就能满足要 求。但是，若用这种经验关系外推到很少或缺乏数据的参数域时，衰减模型的合理选择就变得 极为重要 。 通常 ，地震动衰减关系的一般形式为 Y—b。·fl(R)· ( ，R)· ( )·，．(P．)·e (1) 式 中y为所研究的地震动参数 ，如峰值加速度 (PGA)、速度 (PGV)、位移 (PGD)、反应谱等，E 为预测 y值时体现不确定性的随机误差，M 和R分别为震级和距离 函数 (M ，R)和 f(R) 分别表示地震波几何扩散造成的衰减效应和介质对地震波 的能量吸收及波本身的散射造成 的 - 地震科学联音基盒 资助课愿 地 震 工 程 与 工 程 振 动 12卷 非弹性衰减效应 ；f3(M)为震级标定函数 ，反映震源释放能量大小对地震动的影 响；f|(P)则综 合反映地震类型、场地条件等因素的影响。 上述衰减模式的繁简优劣应该 同可用 的数据量及其分布情况一并考虑 ，从而选定适 当的 形式，甚至可事先根据物理机制指定部分系数的数值。 二、震级和距离的随机性分析 研究某一场地的地震动衰减特征时，用于描述震源和地震波传播过程的震级M 和距离 R 是两个最基本的参数，它们提供了最直接的地震环境信息。取得记录后，人们总是习惯于把 M 和R当作精确测定的参数处理 ，根本不考虑其中的不确定性。然而事宴上 ，除了地震动参数具 有很大不确定性之外 ，地震学中确定 M 和R时也带有很大的不确定性，这对地震区划和结构 抗震设计 的可靠性有重要影响。 1．震级的不确定性 震级一般定义为 ： M — Ig[F(