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研究亮點(diǎn)

區(qū)域地震動(dòng)的不確定性與空間相關(guān)性分析——以日本關(guān)東地區(qū)為例

發(fā)布時(shí)間： 2022-08-24 點(diǎn)擊數(shù)量：8979

研究背景：

地震危險(xiǎn)性分析通常使用地震動(dòng)預(yù)測(cè)方程（GMPEs）來確定地震引起的地震動(dòng)。GMEPs提供對(duì)某一地點(diǎn)的地震動(dòng)及相關(guān)變異性的評(píng)估，并認(rèn)為在不同地點(diǎn)的地震動(dòng)強(qiáng)度（IMs）是獨(dú)立的。然而對(duì)大跨度橋梁、水電線路及建筑組合的空間分布系統(tǒng)的地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，需要對(duì)同一地震中多個(gè)地點(diǎn)同時(shí)發(fā)生的IMs進(jìn)行估計(jì)和量化。隨著地震災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估由單一結(jié)構(gòu)向空間分布的建筑和基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)變，地震動(dòng)強(qiáng)度的空間相關(guān)性引起了地震學(xué)和地震工程領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。忽略空間相關(guān)性可能導(dǎo)致?lián)p失估計(jì)的偏差，高估最可能損失和低估罕見損失。

研究方法及結(jié)果：

本文以日本關(guān)東地區(qū)的87個(gè)K-NET臺(tái)站和29個(gè)KiK-net臺(tái)站的61次中強(qiáng)地震（Mw 5~7）的5760組強(qiáng)震動(dòng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行相關(guān)性和空間相關(guān)性研究，結(jié)果表明：

1.加速度反應(yīng)譜在不同周期的事件間、事件內(nèi)和總殘差的相關(guān)性相似，但事件間殘差比事件內(nèi)和總殘差有更強(qiáng)的相關(guān)性（圖1）。

2.用半變異函數(shù)方法計(jì)算的空間相關(guān)性值，當(dāng)分離距離達(dá)到100 km時(shí)，空間相關(guān)系數(shù)接近于零；用插值方法給出了空間相關(guān)性系數(shù)隨分離距離和不同周期的分布關(guān)系，發(fā)現(xiàn)隨著臺(tái)站之間距離的增加，事件內(nèi)空間相關(guān)性迅速衰減；隨著周期的增加，空間相關(guān)性也增加（圖2）。

3.不同區(qū)域的空間相關(guān)性模型的衰減不同，但同一區(qū)域具有相似的空間相關(guān)性。不同地質(zhì)條件的空間相關(guān)性不同，對(duì)于沉積層較厚的區(qū)域的空間相關(guān)性值較大，空間相關(guān)性模型的衰減較慢（圖3）。

該成果發(fā)表在國(guó)際期刊《Journal of Earthquake Engineering》（Jinjun Hu*, Lei Hu et al (2021): Uncertainty Analysis and Spatial Correlation of Ground Motion in the Kanto Basin, Japan, Journal of Earthquake Engineering, DOI: 10.1080/13632469.2021.1961944）（IF：3.994，*通訊作者）。

圖1 反應(yīng)譜不同周期事件間殘差、事件內(nèi)殘差和總殘差的相關(guān)性

圖2 不同分離距離內(nèi)的臺(tái)站對(duì)數(shù)及計(jì)算的相應(yīng)的空間相關(guān)性值

圖3 不同區(qū)域的空間相關(guān)性模型對(duì)比

綜合考慮區(qū)域與局地潛在海嘯源的中國(guó)東南沿海海嘯危險(xiǎn)性分析

《復(fù)雜層狀半空間場(chǎng)地響應(yīng)分析：一種基于雙重相似性的比例邊界有限元法》論文發(fā)表

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