上海及鄰近地區(qū)地震動(dòng)衰減關(guān)系研究

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1、第19卷第4期(315~323)中國(guó)地震Vol.19No.42003年12月EARTHQUAKERESEARCHINCHINADec.2003[文章編號(hào)]100124683(2003)0420315209上海及鄰近地區(qū)地震動(dòng)衰減關(guān)系研究1)2)石樹(shù)中沈建文1)(同濟(jì)大學(xué),上海200092)2)(上海市地震局,上海200026)摘要選擇有豐富強(qiáng)震記錄和地震烈度資料的美國(guó)西部地區(qū)作為參考地區(qū),根據(jù)上海及鄰近地區(qū)的地震烈度資料,確定上海及鄰近地區(qū)地震烈度衰減關(guān)系;采用缺乏強(qiáng)震資料地區(qū)地震動(dòng)參數(shù)衰減關(guān)系的確定方法,轉(zhuǎn)換得到本地區(qū)的地震動(dòng)參數(shù)衰減關(guān)系。關(guān)鍵詞:地震動(dòng)衰減規(guī)律上海及鄰近地

2、區(qū)[中圖分類號(hào)]P315[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A0引言上海是國(guó)際大都市,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),人口高度集中。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,如何提高城市的防震減災(zāi)能力,使防震減災(zāi)工作與國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)相適應(yīng),是城市建設(shè)和規(guī)劃需要解決的重要問(wèn)題。確定合理的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于城市防震減災(zāi)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。地震動(dòng)衰減關(guān)系是地震區(qū)劃和工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容。我國(guó)大部分地區(qū)缺乏足夠多的強(qiáng)震記錄,上海地區(qū)更是如此,因此無(wú)法利用地震動(dòng)資料直接得到本地區(qū)的衰減關(guān)系。但我國(guó)歷史悠久,地震烈度資料較為豐富,通?？刹捎煤操t(1988)提出的缺乏強(qiáng)震資料地區(qū)地震動(dòng)參數(shù)衰減關(guān)系的確定方法,轉(zhuǎn)換得到本地

3、區(qū)的地震動(dòng)參數(shù)衰減關(guān)系。上海市地震局(1992)曾對(duì)上海及鄰近地區(qū)地震動(dòng)衰減規(guī)律進(jìn)行了研究;年延凱等(1997)采用比例系數(shù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差的方法,利用上海及鄰近地區(qū)的烈度資料建立了該地區(qū)1的地震動(dòng)衰減關(guān)系;蔡長(zhǎng)青用橢圓方程描述等震線,建立了上海地區(qū)烈度衰減公式,轉(zhuǎn)換得到該地區(qū)地震動(dòng)衰減關(guān)系。上述地震烈度衰減關(guān)系研究結(jié)果所依據(jù)的烈度資料,一般都包括歷史地震資料,由于歷史地震資料的震中位置的精度不高,且震級(jí)一般是通過(guò)烈度等震線來(lái)確定的,從而降低了統(tǒng)計(jì)結(jié)果的可靠性,現(xiàn)已不宜作為地震烈度衰減關(guān)系的統(tǒng)計(jì)資料。另外,在使用借用法時(shí),地震動(dòng)衰減關(guān)系所用的距離參數(shù)一般采用實(shí)際距離,與烈度等震線

4、的距離含義有所不同。因[收稿日期]2002212210;[修定日期]2003209211。[項(xiàng)目類別]上海市科技發(fā)展基金(022512065)和上海市建設(shè)技術(shù)發(fā)展基金(A0206101)項(xiàng)目。[作者簡(jiǎn)介]石樹(shù)中,男,生于1968年,副研究員,從事工程地震研究。1蔡長(zhǎng)青,1998,上海鄰近地區(qū)地震對(duì)重要建筑設(shè)施影響及防御研究報(bào)告)))上海市供震害預(yù)測(cè)的典型地震動(dòng)(上海市科技發(fā)展基金項(xiàng)目)。316中國(guó)地震19卷此,本文選擇原始烈度調(diào)查資料,建立美國(guó)西部地震烈度衰減關(guān)系;采用修正的等震線距離參數(shù),確定上海及鄰近地區(qū)地震烈度衰減關(guān)系;再利用缺乏強(qiáng)震資料地區(qū)地震動(dòng)參數(shù)衰減關(guān)系的借用方法

5、,轉(zhuǎn)換得到本地區(qū)的地震動(dòng)參數(shù)衰減關(guān)系。1美國(guó)西部的地震動(dòng)衰減規(guī)律目前,隨著強(qiáng)震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,強(qiáng)震記錄積累的數(shù)目越來(lái)越多,怎樣充分合理地運(yùn)用這些寶貴資料,是一個(gè)重要課題。從現(xiàn)有強(qiáng)震記錄的區(qū)域分布來(lái)看,絕大多數(shù)記錄是在美國(guó)西部、日本和我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)取得的,其他地區(qū)相對(duì)較少。原則上講,統(tǒng)計(jì)分析只能在這些強(qiáng)震資料比較豐富的地區(qū)進(jìn)行。日本和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)所采用的地震烈度表與中國(guó)地震烈度表缺乏可比性,而美國(guó)西部所采用的地震烈度表與中國(guó)地震烈度表相近,且地震動(dòng)和烈度資料比較豐富?；谝陨显?本項(xiàng)工作選擇了美國(guó)西部作為參考地區(qū),進(jìn)行地震動(dòng)參數(shù)和地震烈度衰減規(guī)律的統(tǒng)計(jì)分析。目前,常用的

6、震級(jí)有里氏震級(jí)ML、體波震級(jí)mb、面波震級(jí)MS、矩震級(jí)MW等。由于我國(guó)目前通常采用面波震級(jí),而美國(guó)西部的有些地震參數(shù)缺少面波震級(jí),因此本文采用雙重震級(jí)標(biāo)度。定義MS或MWM6M=ML或mbM<6常用距離參數(shù)有震中距、震源距、斷層距等。使用不同的距離表示方法,對(duì)于研究近場(chǎng)的地震動(dòng)參數(shù)影響較大。因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)分析的地震多是震源深度相近的淺源地震,而未來(lái)地震的震源深度也難于精確推定,甚至有些發(fā)震斷層的破裂位置難于確定,因此,本文統(tǒng)一采用震中到觀測(cè)點(diǎn)的直線距離R(震中距)作為描述地震動(dòng)衰減的距離參數(shù)。本文選取的強(qiáng)震記錄資料均為基巖場(chǎng)地自由場(chǎng)臺(tái)站記錄。本文收集整理了1952~1999年美國(guó)

7、西部24個(gè)地震204條自由場(chǎng)基巖場(chǎng)地水平地震動(dòng)加速度記錄,震級(jí)介于410~712之間,震中距(以下簡(jiǎn)稱距離)為6~230km,震級(jí)和距離分布如圖1所示。所有的地震都是淺源地震。地震動(dòng)資料包括每個(gè)記錄臺(tái)站獲取的兩個(gè)水平分量,而將同一臺(tái)站的兩個(gè)水平分量近似視為獨(dú)立的兩條記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,這樣可以更充分地圖1美國(guó)西部強(qiáng)震記錄震級(jí)-距離分布圖體現(xiàn)地震隨機(jī)變化的特性。這種處理Fig.1Magnitude2distanceplotforstrongmotionrecordsin方法與用兩個(gè)水平分量的平均值的結(jié)the