仪器烈度计算方法及标准的初步研究

论文摘要

现行中国地震烈度表中,Ⅴ度以上给出了水平向地面运动峰值加速度和峰值速度两个物理参数与地震烈度的参考关系。当分别用PGA和PGV计算仪器烈度时,计算结果与现场调查烈度相符率很低。在烈度快速评定中如何计算仪器烈度,是一个值得研究的问题,本文针对该问题进行以下研究:(1)本文选取汶川M8.0级地震Ⅵ～Ⅸ度区内的88个台站的加速度记录,通过仿真方法得到速度记录,并统计了各个台站的PGA、PGV。利用PGA和PGV分别进行仪器烈度计算,结果表明:两种方法评定的结果与现场调查烈度相符率都很低。(2)计算了地震动峰值加速度PGA、峰值速度PGV、90%能量持时Td等十个地震动参数。为了找到具有代表性的地震动参数参与烈度评定,本文计算了这些参数间的相关系数,通过对相关系数的分析,这些参数可分为三组,在考虑方便应用的情况下,本文在各组中初步选择PGA、PGV和Td作为参与烈度评定的物理参数。将三者与地震烈度间的关系进行拟合,拟合结果表明:PGA和PGV与地震烈度间的相关性较好,方差小,而Td与地震烈度相关性较差,因此本文选择PGA与PGV两参数,作为评定地震烈度的物理标准。利用中国地震烈度表,分别作出二者单独评定的台站处烈度值,将二者计算的仪器烈度与现场调查宏观烈度相比较,相符率分别为35%和50%,PGA计算结果明显低于PGV的计算结果,但二者相符率均较低,针对这一问题,通过对评定结果的分析,本文提出了基于相符率的加权方案,利用PGA和PGV综合评定烈度,评定结果表明,相符率有较大提高,说明本文方法可有效地使仪器烈度更加接近宏观烈度。(3)本文借鉴日本仪器烈度计算方法,推导得到了与我国现行地震烈度评定标准大致相符的一个仪器烈度标准,并用汶川地震记录进行检验。研究表明:分别采用PGA、PGV综合判定方法及采用该标准评定的台站处的烈度值与现场调查结果相符率都在60%以上,同时,本文也用集集地震资料进行了验算,研究表明:PGA单独评定结果明显好于其他方法评定结果。PGA、PGV综合判定方法计算简便,日本仪器烈度计算方法中考虑因素较为全面,评定结果稳定性也较好,从总体上讲,日本仪器烈度计算方法计算的结果更稳定,在对本文方法做进一步研究之前,本文建议采用日本仪器烈度计算方法计算仪器烈度。最后,作者对全文的工作进行总结,并对需要进一步研究的工作进行了讨论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 本文的选题背景及意义
• 1.3 地震烈度表的诞生与发展
• 1.4 仪器烈度计算方法
• 1.5 烈度物理标准研究的历史和现状
• 1.5.1 地震动峰值参数与烈度相关性的研究
• 1.5.2 地震动频谱参数与地震烈度的相关性研究
• 1.5.3 地震动能量参数与烈度相关性的研究
• 1.5.4 地震动持时参数与烈度相关性的研究
• 1.6 各章节的主要内容及组织安排
• 第二章 地震动参数介绍和基础资料的收集与整理
• 2.1 引言
• 2.2 地震动参数介绍
• 2.2.1 地震动峰值参数
• 2.2.2 地震动频谱参数
• 2.2.3 持时参数
• 2.2.4 反应谱计算公式
• 2.3 汶川地震台站资料整理
• 2.4 用中国地震烈度表评定每个台站点烈度
• 2.5 讨论与小结
• 第三章 地震动参数和地震烈度的回归分析
• 3.1 引言
• 3.2 加速度峰值比计算
• 3.3 地震动各参数值计算
• 3.4 参数间的相关系数
• 3.5 峰值参数与地震烈度的回归
• 3.5.1 回归方法的介绍
• 3.5.2 各个地震动参数与烈度回归结果比较
• 3.6 小结
• 第四章 仪器烈度计算方法的应用及相关研究
• 4.1 引言
• 4.2 加权方案
• 4.3 与其它方法的比较
• 4.3.1 加权函数的验证
• 4.3.2 取中国地震烈度表物理标准进行验证
• 4.3.3 取日本仪器烈度计算方法进行验证
• 4.4 集集地震不同台站点处烈度值评定
• 4.4.1 集集地震简介及资料收集与整理
• 4.4.2 PGA 和PGV 单独计算集集地震台站点烈度
• 4.4.3 PGA 和PGV 综合方法计算集集地震台站点烈度
• 4.4.4 日本仪器烈度计算方法对集集地震台站点烈度评定
• 4.5 PGA、PGV 两物理参数分析
• 4.6 地震动峰值衰减拟合
• 4.6.1 基础资料
• 4.6.2 按断层距进行衰减公式拟合
• 4.6.3 拟合模型
• 4.6.4 拟合结果
• 4.7 小结
• 第五章 结语与展望
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 下一步工作的展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介