超临界反射SmS对强地面运动衰减关系影响的研究

超临界反射SmS对强地面运动衰减关系影响的研究

论文摘要

近年来,研究表明超临界反射SmS震相会导致地面运动在一定震中距内增强,从而会改变GMPE(地面运动预测方程)模型在该震中距范围内的形态。鉴于此,本文首先回顾了地面运动衰减关系的发展过程,并且介绍了考虑SmS对GMPE影响的研究现状。而目前在国内,基于2008年汶川Mw7.9级地震的一些强地面运动研究表明,在震中距100到300 km范围内,水平分量峰值地面加速度(PGA)值显著增强。为了解释这一观测现象,本文通过观测汶川余震单个地震多个台站及单个台站多个地震的记录波形图,确认了该地区临界震中距内(约100~300 km)有大振幅SmS震相的存在,其振幅是直达S波的3~5倍。根据余震的地面运动衰减关系,本文发现相同震中距范围内水平分量平均峰值地面速度(PGV)和PGA值也有明显增大的趋势。为了进一步确认该地区大振幅SmS震相的存在及其对地面运动衰减关系的影响,本文利用当地的地壳速度模型进行理论测试,结果发现,在相同震中距范围内仍然可以观测到大振幅SmS,并且会使得地面运动幅值增大,这也说明了汶川主震在临界震中距内PGA值增大的原因。同时,根据盆地台与山区台的观测特征,本文发现SmS不一定会对地面运动产生显著影响。因此,本文还测试了SmS强弱的影响因素(地壳结构、震源参数和频率范围)。结果表明,地壳结构越简单越有利于SmS的发育;震源深度会改变SmS发生超临界反射的震中距范围,震源深度越大,SmS发生全反射的临界震中距越小;而震源机制解对SmS的影响较为复杂,没有明显规律,这可能与地震的辐射花样有关;SmS(1~2 Hz)是比直达S(约1 Hz)更加高频的震相。此外,本文还以龙门山地区为例,定量分析了SmS对地面运动的影响,结合汪素云的模型,采用线性拟合的方法,提出了符合汶川主震PGA衰减趋势的三段式衰减模型。综上所述,本文认为SmS对地面运动的影响不可忽视,尤其是对于地壳结构相对简单的地区。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  •   1.1 地震烈度衰减关系的研究进展
  •   1.2 地面运动预测方程的研究进展
  • 第2章 汶川地震序列超临界SmS震相与地面运动衰减关系的研究
  •   2.1 研究意义
  •   2.2 研究区域和数据
  •     2.2.1 研究区域
  •     2.2.2 数据
  •   2.3 实际观测
  •     2.3.1 SmS震相的观测
  •     2.3.2 实际PGV、PGA衰减结果
  •   2.4 理论测试
  •     2.4.1 理论地震图的计算
  •     2.4.2 理论PGV、PGA衰减结果
  •     2.4.3 影响SmS强弱的因素测试
  •   2.5 讨论和小结
  • 第3章 考虑SmS影响的GMPEs研究
  •   3.1 GMPE衰减模型的回顾
  •   3.2 三段式衰减模型在国内外的应用
  •   3.3 实例应用:汶川主震地震动衰减关系的改进
  •   3.4 讨论和小结
  • 第4章 结论与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 朱伟

    导师: 倪四道

    关键词: 汶川地震,地面运动预测方程,超临界反射,地震烈度衰减关系

    来源: 中国科学技术大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 地质学,地球物理学

    单位: 中国科学技术大学

    分类号: P315.75

    总页数: 73

    文件大小: 7631K

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