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本文对随机模拟地震动方法、Vs30与场地效应的经验关系的原理和发展做了详细的介绍和研究。并在此基础上,提出了随机有限断层法结合Vs30快速模拟地震动分布的方法。研究结果表明,该方法的优点在于简单快速,且在烈度区范围、破裂方向性效应以及上盘效应等多个方面能较好的模拟地震动分布。具体工作如下:
(1)详细介绍了随机点源法的原理和发展,并用该方法模拟了宁洱Ms6.4地震两个台站的加速度时程和反应谱。结果表明,该方法在模拟Ⅰ类场地(富帮台)的加速度时程曲线时,包络、强度、持时、峰值等方面与观测记录基本相似。但反应谱的模拟结果与实际记录符合较差,只能初步地模拟出反应谱的基本变化趋势;在模拟Ⅱ类场地(德化台)的加速度时程曲线和反应谱上与观测记录相差较大。表明了场地效应在地震动模拟中的重要作用。
(2)详细介绍了随机有限断层法的原理和发展,讨论了子断层大小和数目、震源深度变化对该方法模拟结果的影响。结果表明,子断层大小对该方法的影响较大,而震源深度在所模拟的深度范围内(6至40公里)对结果的影响不大。根据台湾地震工程研究中心提供的台站资料用“四分之一波长”法计算了分别位于近断层(车笼埔断层)、上盘和下盘7个台站的场地放大效应,并用该方法模拟了集集Ms7.6地震在这7个台站的加速度时程和反应谱。结果表明,该方法模拟的加速度时程和反应谱与实际记录符合较好,能较好的表示出近断层破裂方向性效应、上盘效应等。
(3)详细介绍了Vs30与地形高程、Vs30与场地放大因子的经验关系。通过台湾有实测Vs30值的35个台站与相应的全球Vs30地图近似值的比较结果显示,平均相对误差为0.16,说明了根据地形高程计算的Vs30值的准确性。通过集集Ms7.6地震中模拟的7个台站的基岩地震动输入PGA乘以该经验关系得到的的场地放大因子与观测记录的比较,验证了Vs30与场地放大因子的经验关系的实用性。
(4)提出随机有限断层法联合Vs30快速模拟考虑场地效应的地震动分布和烈度分布的方法。运用该方法模拟了宁洱Ms6.4地震和玉树Ms7.1地震的烈度分布。结果显示,该方法的模拟结果与调查地震动分布和烈度分布基本相似,并且可以较好的表示破裂方向性效应和上盘效应。
(5)总结了文章的主要内容,对所提出的方法在未来的发展和应用提出了改进建议,并进行了展望。