场地条件对地震预警中快速估计震级的影响研究

发布时间：2020-07-09 07:31

【摘要】：地震的发生仍未有有效的预测方法,其伴随的灾害导致大量的生命财产损失。为了减轻地震灾害的损失,地震预警是目前比较有效的方法。地震预警中最重要也是最困难的是快速稳定的震级估计,目前比较流行的用来标定震级的方法有特征周期t_c法和位移幅值P_d法。无论哪种方法,仅通过有限的信息进行一次估计预警震级结果的离散性和误差都无法达到令人满意的程度,只有通过获得更多的信息才会有效的提高震级估计的准确性和稳定性,而这又与地震预警的实效性相违背。大量研究表明场地条件对地震动会产生很大的影响,具体体现在其不仅会影响地震动的幅值还会影响地震动的频谱特征,由此推断场地条件对t_c方法和P_d方法也会产生影响。本文研究场地条件对t_c方法和P_d方法的影响,并根据研究结果提出场地条件的修正方法来提高预警震级估计的准确性。日本的KiK-net强震台网不同于其他台网,因为其包含井下钻孔台站,具有详细的钻孔资料和井下台站具有稳定的信噪比等特点。目前的预警震级的估计方法都是基于地表台站的记录得来的,本文将井下台站的强震记录运用到t_c方法和P_d方法并与地表台站进行对比,探究井下台站是否适用于地震预警的震级估计。基于以上数据本文的主要工作如下:(1)日本KiK-net台站强震记录的选取以及处理,本文从KiK-net强震观测台网中选取了1997年1月到2012年12月发生在日本本土的179次地震事件。共计3050条地震记录(包括地表和地下钻孔),并对数据进行基线校正,P波捡拾,滤波等处理。(2)分析数据处理对t_c方法和P_d方法的影响,包括P波时间窗长度和不同的滤波带宽对t_c估计震级,P_d估计PGA/PGV以及P_d利用衰减关系估计震级的影响。对比在不同的数据处理情况下井下台站与地表台站在计算t_c和P_d时的区别。分析井下台站在稳定性和可靠性方面是否优于地表台站。结果表明,基于本文所选用的数据,t_c方法井下台站可靠性低于地表台站,P_d方法井下台站与地表台站的差别不大。(3)研究场地条件对t_c方法和P_d方法的影响,按照两种方法对场地条件进行分析,包括不同的Vs30和不同的覆盖土层厚度。分析场地条件对t_c估计震级,P_d估计PGA/PGV以及P_d利用衰减关系估计震级的影响。结果表明场地条件对于t_c估计震级的影响无规律性,只是场地条件对井下和地表台站的影响不同。场地条件对P_d估计震级的影响有一定规律性,并提出了场地条件的修正系数使P_d方法更加稳定可靠。
【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】：2017
【分类号】：P315
【图文】：

台站分布,事件

事件和台站分布图

统计关系,震中距,震级,强震动

震级和震中距的统计关系

时程图,巴特沃斯,高通滤波,准则

AIC 准则结合法，先用长短时平均法对 P 波震相进行初步识别，再用 AIC 准则进行进一步的精确拾取。将捡拾结果全部导出之后发现还是有些识别的不准确或者地震记录根本就没有明显的 P 波如图.2.3 图.2.4。图. 2.3 记录 ABSH060505110850 时程图. 2.4 记录 AKTH040806140849 时程分析其中的原因主要有两点：1、大震之后的余震比较多发生的比较密集，同一个强震记录可能会出现两个或多个地震的峰值。2、台站距离震中较近 P 波与 S波间隔太短无法区分，导致 P 无法准确识别，在本文研究中将上述记录删除不作为研究的样本。3．滤波：Hiroo Kanamori 在提出时对加速度记录做 0.075Hz 巴特沃斯高通滤波。本文在计算不同场地条件下与震级的关系时均采用 0.075Hz 巴特沃斯高通滤波。在

【参考文献】