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我国长江中下游地区和东北地区因其较低的地震活动性,地震记录很少,不足以用来单独研究地震动衰减关系。过去的做法是和华北地区联合起来进行地震动衰减关系研究。然而,许多现象让人们注意到,大震与中小震之间以及不同地震活动性地区的中小震之间存在着一些差异,例如,周期成分,震级距离影响程度,衰减得快慢等等。将相同地区的大震与中小震以及不同地震活动性地区的中小震独立研究地震动衰减关系越来越被人所重视。本文通过研究欧洲与美国西部的中小震峰值加速度与加速度反应谱的衰减关系,分析了这两个地区的中小震地震动衰减关系之间以及各地区内大震与中小震的地震动衰减关系之间的差异。并希望本文能为我国较低地震活动性地区的中小震地震动衰减关系研究提供一些帮助。
欧洲记录来自欧洲强震记录数据库(SMDN),主要集中在意大利境内。美国西部记录来自1992年以前的南加州,SCEC(南加州强震观测台网)和NSMP(美国国家强震观测网)。所有记录均在地方震级4级到6级之间,震源距70公里以内。
本文最初使用了比较简单的模型,通过未加权与加权的最小二乘法回归得到了峰值加速度以及5%阻尼比、周期0.04秒到4秒的加速度反应谱衰减关系,并与一些已有的衰减关系进行了对比分析。欧洲的大震与中小震之间受震级的影响没有美国西部那么强,并且欧洲的中小震地震动比美国西部衰减得稍慢一些,大震之间也有类似情况,特别是反应谱的高频部分。较低震级时,欧洲的加速度反应谱高于美国西部,而在较高震级时,欧洲的加速度反应谱只在远距离处高于美国西部,近距离处则低于美国西部。另外,本文还将两地区的中小震记录联合起来进行回归分析。得到的新的衰减关系与欧洲和美国西部都有比较大的差异,不能同时反映出两地区的地震动衰减特性。说明两地区的中小震地震动之间存在系统差异,不能一起使用。由于本文使用的欧洲和美国西部的中小震记录数目基本相当。个人认为,如果使用全震级档的强震记录研究衰减关系,其结果将更受美国西部控制,因为美国西部更强的地震活动性提供了更丰富的强震记录。
许多现象显示,震级对地震动随距离衰减得快慢有影响。在本文的最后,作者修改了上面的模型,用一种简单的形式来考虑震级对距离项的影响。结果显示,新模型对欧洲地震动衰减关系的改变不如对美国西部那么明显。对于美国西部,在近距离处,震级对地震动的影响比之前的模型小,而在远距离处则比之前的模型大。此外,距离对地震动的影响在较低震级时比之前的模型大,而在较高震级时比之前的模型小。但新的模型在某些情况表现的并不理想,还需要进一步改进。