主要地震動參數衰減模型總結

張文蕾

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

關鍵詞：地震動參數;模型;工程意義

地震產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展歷程。

一、主要地震動參數衰減模型介紹

上個世紀八十年代地震動參數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、計算方法的發展、強震觀測臺站場地條件的勘察，地震動參數的衰減模型變的復雜起來，但不論何種地震動參數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;③場地條件。

考慮上述三種條件建立的地震動參數衰減模型可由下式表達：

（1）

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

為場地條件函數或地震構造函數項，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、盆地構造等。為了將地震動參數衰減的各種因素以線性的形式表達出來， 常以對數形式表達地震動參數的衰減關系：

（5）

國內外主要的研究成果有：

Campbell在1981年利用全世界范圍內Ml5.0～7.7的地震統計了震源深度25km以內的地震動參數衰減關系：

（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地震動參數衰減關系：

（7）

（8）

上式中S為場地條件（巖石取0，土壤取1）

Crouse等1991年根據類似的模型，推導了斷層未出露地表地區的地震動參數衰減關系：

（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系：

（10）

上式中，d斷層距、F為斷層類型（根據斷層類型取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等根據根據加州地區MW >4，且斷層距小于100km的強震記錄，根據MW >6和MW ≤6.5的原則分別推導了兩種衰減關系式即：

（11）

（12）

霍俊榮、俞言祥、李小軍等根據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，轉化得到了我國不同地區的地震動參數衰減關系，采用的模型是：

（13）

二、結語

本文總結了主要地震動參數衰減模型的形式及內涵，希望能和同行們共同開展這個領域內的研究工作。