主要地震動參數(shù)衰減模型總結(jié)

張文蕾

摘 要：地震動參數(shù)衰減模型的確定有著十分重要的工程意義，作者比較系統(tǒng)地總結(jié)了主要地震動參數(shù)衰減模型的形式及內(nèi)涵，并介紹了這些模型的適用范圍。

關(guān)鍵詞：地震動參數(shù);模型;工程意義

地震產(chǎn)生的地震波到強震觀測臺站的過程相當復雜，因此地震動參數(shù)衰減模型的確立也有著由簡單到復雜、由考慮單一因素到多因素的發(fā)展歷程。

一、主要地震動參數(shù)衰減模型介紹

上個世紀八十年代地震動參數(shù)的衰減模型都較為簡單，隨著近年來強震觀測資料的進一步積累、計算方法的發(fā)展、強震觀測臺站場地條件的勘察，地震動參數(shù)的衰減模型變的復雜起來，但不論何種地震動參數(shù)衰減模型基本上都在考慮以下三種因素的情況下建立起來的：

①震源;②距離參數(shù);③場地條件。

考慮上述三種條件建立的地震動參數(shù)衰減模型可由下式表達：

（1）

上式中Y為地震動參數(shù);a1為常數(shù);f1（M）為震源項;f2（M，R）為震級距離項;f3（P）為場地條件函數(shù);ε為誤差。

f1（M）常用下式表達：

（2）

式5.2的定義主要考慮地震動幅值的對數(shù)值與震級成正比。

f2（M，R）可用下式表達：

（3）

上式中為幾何衰減項，為非彈性衰減項，為近場飽和項，它的作用是避免距離為0時地震動參數(shù)無限擴大。幾何衰減衰減項中會隨著震級的變化而變化因此可以將用下式表達：

（4）

為場地條件函數(shù)或地震構(gòu)造函數(shù)項，常用的做法是用場地類型分類代替此項，或是利用修正量代替，如強震觀測臺站的覆蓋層厚度、覆蓋層30m的平均剪切波速、盆地構(gòu)造等。為了將地震動參數(shù)衰減的各種因素以線性的形式表達出來， 常以對數(shù)形式表達地震動參數(shù)的衰減關(guān)系：

（5）

國內(nèi)外主要的研究成果有：

Campbell在1981年利用全世界范圍內(nèi)Ml5.0～7.7的地震統(tǒng)計了震源深度25km以內(nèi)的地震動參數(shù)衰減關(guān)系：

（6）

Joyner和Boore（1981）在考慮非彈性衰減的情況下，推導了美國加州地區(qū)地震動參數(shù)衰減關(guān)系：

（7）

（8）

上式中S為場地條件（巖石取0，土壤取1）

Crouse等1991年根據(jù)類似的模型，推導了斷層未出露地表地區(qū)的地震動參數(shù)衰減關(guān)系：

（9）

上式中h為震源深度。

Campbell在1997年將斷層類型，場地條件考慮到衰減關(guān)系模型中，以Ml >5，且斷層距R≤60的強震觀測資料推導了如下衰減關(guān)系：

（10）

上式中，d斷層距、F為斷層類型（根據(jù)斷層類型取1或0），SSR、SHR為場地分類項，其中軟土場地SSR=1， SHR=0，巖石場地SSR=0， SHR=1。

Sadigh等根據(jù)根據(jù)加州地區(qū)MW >4，且斷層距小于100km的強震記錄，根據(jù)MW >6和MW ≤6.5的原則分別推導了兩種衰減關(guān)系式即：

（11）

（12）

霍俊榮、俞言祥、李小軍等根據(jù)我國豐富的地震烈度資料，通過既有烈度資料又有觀測記錄的美國西部地區(qū)，轉(zhuǎn)化得到了我國不同地區(qū)的地震動參數(shù)衰減關(guān)系，采用的模型是：

（13）

二、結(jié)語

本文總結(jié)了主要地震動參數(shù)衰減模型的形式及內(nèi)涵，希望能和同行們共同開展這個領(lǐng)域內(nèi)的研究工作。