浅谈经验格林函数方法模拟地震动研究

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1、图书分类号：P315工学博士学位论文，H丫lltlllll／llIIl7ll／U7JIYlll8／lllll3lfllll3lflltl9lfflll丫1778339单位编码：85406学号：2007104经验格林函数方法模拟地震动研究博士研究生：导师：申请学位级别：学科：专业：研究方向：李启成景立平研究员工学博士学位土木工程岩土工程岩土地震工程中国地震局工程力学研究所中国·哈尔滨二零一零年五月o‘-rIIl卜，J1JDoctor’sDegreeThesisResearchongroundmotionsimulationwithempiricalGreen’

2、SfunctionmethodDoctorCandidate：LiQichengTutor：Prof．JingLipingSubject：CivilEngineeringSpecialty：GeotechnicalEngineeringResearchField：GeotechnicalEarthquakeEngineeringInstituteof蛐Medmics，ChinaEarthquakeAdministrationHarbin·ChinaMay’2010r●I-II■■●■●．

3、J1一独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，

4、独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果，也不包含为获得生国地震局工程左堂受究匮或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：签字日期：竺!竺!Z：：2学位论文版权使用授权书本人完全了解史国地震屋王程力堂研究压有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅：本人授权虫围地震昼王程左堂硒究压可以将本学位论

5、文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文，允许被查阅和借阅。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)论文作者签名：签字日期：生!』!：Z：三导师签名：‘FrLI■，．1-●ll●-■月，‘摘要illI——n——一R"ii摘要随着重大工程不断建设和大地震的频发，经验的地震动参数统计方法已经不能满足抗震设计要求。《建筑抗震设计规范》规定对重要建(构)筑物的抗震设计都必须进行地震反应时程分析。但建(构)筑物所在区域往往缺乏地震动记录，正是地震动记录的匮乏使得地震动模拟研究一直是地震工程领域重要的研究课题之一。

6、目前模拟地震动常用的经验格林函数方法和随机方法都有各自的优缺点，为更好地模拟地震动，本文对上述两种模拟地震动方法进行了深入系统研究，提出了一些新的观点和改进，具体研究成果如下：经验格林函数方法是用大地震的前震或余震作为经验格林函数合成大地震的方法，目前的经验格林函数方法对大地震断层位错的不均匀考虑得不充分。但实际地震，特别是大地震断层面上的滑动速度和位错分布不可能是均匀的，而滑动分布的不均匀正是造成高频辐射的重要原因。本文从假定大小地震断层具有不同滑动速度入手，提出了改进的经验格林函数方法。该方法由于考虑了地震断层滑动的不均匀性，使得模拟结果与记录符合得比较

7、好。经验格林函数方法中合成大地震用的小震数目是根据大小地震的长度、宽度和位错比值等决定的，．这个比值一般不为整数。但小震数目必须为整数，所以，目前的经验格林函数方法不是高估就是低估了地震动。并且这个整数取值只能靠经验判断，经验判断有失经验格林函数方法的严密性。本文提出把长、宽和位错的比值一律向上取整，整数部分合成大地震时不改变小震地震动幅值，小数部分的小震地震动幅值根据小数部分数值适当减小，该方法使小震数目的确定有了统一标准。目前的经验格林函数方法大都认为大小地震应满足“相似条件”或“准相似条件”，这无疑限制了经验格林函数的适用范围。罗奇峰已经把经验格林函数

8、方法推广到矩形走滑断层不满足相似条件的情况。本文在此基础上把经验格林函数方法推广到倾滑断层不满足相似条件和同时存在走滑和倾滑分量的断层不满足相似条件的情况，由于汶川地震断层同时存在倾滑和走滑部分，该推广对汶川地震的研究有重要意义。另外本文还从理论上把I中国地震局工程力学研究所博士学位论文经验格林函数方法推广到已知大小地震断层长、宽比和应力降比，而未知位错比的情况。本文把Miyake提出的强震生成区概念引进经验格林函数方法中，只用一部分对地震动起主要作用的断层模拟地震动，解决了地震动幅值随震中距减小而无限增大的问题。本文采用这种方法对汶川地震近断层地震动场进行

9、了模拟研究，验证了该方法的可行性，为近场地震动的模拟