两步随机经验格林函数法模拟地震动的精度影响分析

发布时间：2020-05-23 05:04

【摘要】：两步随机经验格林函数法作为模拟地震动的有效方法之一,该法的优势主要体现在以下两方面:其一,鉴于小震记录中包含了震源、传播路径及场地效应中我们难以获得的信息,该法充分利用丰富的小震资源(以余震为主)以合成目标地震;其二,两步随机经验格林函数法可以忽略震源运动特性这一复杂过程,随机破裂生成目标地震。我们可以通过全球丰富的小震资源随机随机模拟该地区所能发生的破坏性地震,进而研究出对应的防震设计以达到防震减灾的目的。但是该法还存在一些不足之处,例如:台站与震中之间的震中距、距断层走向的垂直距离、台站方位都会对合成精度产生影响,甚至处于上下盘的台站也会影响结果。本文基于以上已有的理论基础,通过最近几年所发生的破坏性地震数据资源做了进一步研究,得出结论如下:1.以2016年熊本地震为例,选取其中矩震级分别为6.0和4.5的两个大小震,并以周围18个触发台站为研究对象。模拟结果表明:整体上观测值与模拟值吻合度较高,两步随机法是可行的,但对于模拟长周期地震动仍存在一定的局限性。2.以2008年岩手地震为例,选取岩手地震距断层30km之内的所有台站,并以上下盘分开,以拟合优度指数Fg为评价标准。通过对所有台站的模拟可以发现:下盘台站的模拟情况与上盘台站相比更为理想。3.以2016年熊本地震为例,选取所有触发台站作为研究对象,并以拟合优度指数Fg为评价标准。通过对所有台站的模拟可以发现:距断层走向的垂直距离、震中距在20-100km之间的模拟情况相对较为理想,而过近或过远都会使模拟结果的精度下降;而台站方位的影响可以忽略不计。4.以新西兰、熊本这两个地震为例,通过控制每个地震中触发台站距震源的震中距在相近的范围内,选取相同场地类型下的台站作为模拟对象。通过将新西兰小震与熊本小震分别合成熊本目标地震的结果进行对比,可以发现:区域外应用经验格林函数法也是可行的。进而基于此结论,以熊本小震合成九寨沟主震,由于中外场地类型划分依据不同,我们选用两地V_(S30)相近的台站。将观测值与模拟值进行比较,可以发现:选用V_(S30)相近台站的整体合成精度要高于选用相同场地类型的台站。
【图文】：

图 1-1 近场地震动模拟方法分类四类方法中有科学依据的为后三类方法，其中确定性方法是发展之初所提出的林函数法，随机方法进一步改进了格林函数法，不必考虑复杂的震源运动模型这两种方法在科研领域及实际工程中应用较为广泛；第四种方法为最近几年新的一中方法，发展尚不完善。

w6.0 级目标地震中捕获强震记录，这些台站的空间分布如图 2-2 所示，为尽可能避免两次地震同台站记录的传播路径差异的影响，，对于距离震中较近(<20km)的 3 个台站的记录不予考虑，本文最终选取了 56 个 K-NET 台站的记录进行傅氏谱比拟合分析，根据 Husid 函数和累积均方根函数截取记录的 S 波(Ren Y F et al)，两次地震同台站记录 S 波傅氏谱比如图 2-3 所示，根据记录傅氏谱比的平均值与两次地震的 Brune震源谱比的最佳拟合(见图 2-3)，拟合结果如表 2-3 所示：
【学位授予单位】：中国地震局工程力学研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P315

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本文编号：2677188