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同震位移是指在地震过程中由于断层错动引发的地面变形,其研究对于大地变形、隧道、大桥以及生命线系统等的抗震设计和震害预测等都具有重要意义。通过对同震位移计算经验公式及计算模型的研究,期望可以找到适合中国震区的同震位移计算模型,可以为亟待解决的跨断层地下工程抗震设计提供理论依据。本文主要围绕以下几个方面展开:梳理了国内外常用的经验公式及其适用范围;梳理了国内外常用的计算模型及适用范围,初步讨论模型的适用范围;开发同震位移计算软件,将各个模型封装在软件中,简化同震位移计算过程;用汶川地震的地震实际参数验证各模型的适用情况,并将适应性较好的模型应用于工程计算取得了较好的成果。通过以上几个方面,得到如下结论:(1)Wells经验公式中的的震级与破裂长度、破裂宽度之间的关系可应用于包括汶川地震在内的中国地震区中;震级与平均位移回归关系可以为管线和隧道设计估算出可能发生的位移总量,为抗震设计提供可靠的依据。(2)选取21世纪以来国内具有详细地表破裂信息的地震事件,检验了三种计算模型,实际使用效果优劣依次是:Lee等的dmax(M)模型、陈培善模型和Wells和Coppersmith模型。Lee等dmax(M)模型在震级不大时与实测结果具有较好的一致性。Wells经验公式模型给出的指数线性经验公式更多反映全世界历史地震的宏观统计规律,在计算具体震例时仍存在较大的误差。除此以外,陈培善模型的常数项根据矩震级47.2级之间地震拟合得出,当震级超过7.2级时,该模型常数项已不再适用,因此该模型不能很好地计算同震位移。(3)将汶川地震的GPS同震位移观测数据与陈培善、dmax(M)模型和Okada计算模型的计算结果相对比,发现Okada模型能很好的拟合汶川地震同震位移场。陈培善模型由于使用的拟合经验参数存在严重的局限性,因此不能很好的反演汶川地震的同震场。dmax(M)模型由于场地条件的不确定性,导致计算结果出现很大的波动。(4)将Okada模型应用于云南某隧道地震安全性评估,通过计算分析,为该隧道的同震位移抗震设计提供了可靠的设计参数。