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研究亮點
海域地震動輸入能量譜預測方程研究
發布時間： 2022-06-17 點擊數量：2564研究背景：
面向海洋工程開發建設的需求，海域地震動相關研究正在逐漸被引起重視，揭示海域地震動各方面的特征是解決此需求的關鍵。由于海域板塊機制、復雜地形、地震地質、深厚覆蓋層、海水等諸多因素的影響，使得海底地震動特征復雜，不確定性大、場地放大效應特殊。本研究利用日本相模灣海底地震觀測臺站的海域地震動數據對海域地震動輸入能量預測模型開展了探索性研究。
研究方法及結果：
基于日本相模灣海域K-net的海底和陸地地震動數據（見圖1），回歸了水平和豎向彈性絕對和相對輸入能量的預測模型，并與陸域模型進行比較，結論和啟示如下：
1） 從海/陸地震動場地條件差異的角度探討建立了日本相模灣海域的海底地震動輸入能量的水平和豎向衰減模型，通過隨機效應模型回歸分析，在海底地震動輸入能量譜的衰減模型中考慮震級、震源距、震源深度、地震類型以及海底臺站場地效應等的綜合影響，給出了海底和陸地地震動在彈性輸入能量譜上的差異。海/陸地震動衰減特征對比表明，海底水平向地震動輸入能量明顯大于同級別的陸地地震動；海底豎向地震動輸入能量在短周期小于陸地地震動，但在長周期大于陸地地震動（見圖2）。
2）為了深入分析海/陸地震動輸入能量在水平與豎向的差異，分析了海底V/H輸入能量譜比，并與陸地地震動比較。結果表明，海底V/H輸入能量譜比與陸域譜比在震級、距離和周期等方面都存在較大差異，海底地震動的V/H輸入能量譜比在短周期均明顯小于陸地地震動，同時海底臺站間的V/H輸入能量譜比也存在較大的差異（見圖3）。
該成果發表在國際期刊《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》（Jinjun Hu, Jingyang Tan*. GMPEs for elastic input energy spectra of horizontal and vertical offshore ground motions based on the ETMC database in Japan. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2022, 155: 107198. DOI: https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2022.107198）（IF：3.718，*通訊作者）。
圖1 日本相模灣海底臺站、陸地臺站及地震震中分布圖
圖2 海底和陸地地震動輸入能量譜水平和豎向對比
圖3 海底和陸地地震動輸入能量譜水平與豎向譜比分布圖
