劉　偉，宋成科，夏　峰，鄭　宇，黨學(xué)會(huì)

(中國(guó)地震局第一監(jiān)測(cè)中心，天津 300180)

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地震動(dòng)加速度時(shí)程一致性評(píng)價(jià)方法研究*

劉偉，宋成科，夏峰，鄭宇，黨學(xué)會(huì)

(中國(guó)地震局第一監(jiān)測(cè)中心，天津 300180)

摘要：為評(píng)價(jià)使用各種方法獲得地震動(dòng)加速度時(shí)程與區(qū)域內(nèi)地震動(dòng)加速度時(shí)程觀測(cè)資料的一致性，提出一種能夠綜合時(shí)頻特性的地震動(dòng)時(shí)程一致性評(píng)價(jià)指標(biāo)及其相對(duì)性判據(jù)，該方法可以量化分析待評(píng)價(jià)地震動(dòng)時(shí)程對(duì)區(qū)域構(gòu)造信息的反映能力。通過(guò)評(píng)價(jià)唐山地區(qū)陡河地震臺(tái)和四座樓地震臺(tái)模擬結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)結(jié)果的一致性，給出了實(shí)用化的算例。

關(guān)鍵詞：地震動(dòng)時(shí)程；一致性評(píng)價(jià)；構(gòu)造信息；天津地震；唐山地區(qū)

0引言

各類超限建筑和大跨結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要求提供具有能夠反映區(qū)域構(gòu)造信息的加速度時(shí)程作為地震動(dòng)輸入以滿足結(jié)構(gòu)時(shí)程分析的需要。但是現(xiàn)有強(qiáng)震觀測(cè)成果具有空間分布不均勻性、不可重現(xiàn)性以及場(chǎng)地條件依賴性的特點(diǎn)，因此在與工程場(chǎng)地環(huán)境完全一致的強(qiáng)震觀測(cè)波形缺失的情況下，時(shí)程分析多采用場(chǎng)地條件相似地區(qū)的天然波形或人工合成波作為輸入。然而，不管是天然波的選擇，還是人工地震動(dòng)的合成均橫跨地球科學(xué)與工程科學(xué)兩大研究領(lǐng)域，涉及到震源模式、地震波傳播方式、傳播介質(zhì)影響、場(chǎng)地條件約束、地震動(dòng)基本參數(shù)標(biāo)定、地震動(dòng)的模型簡(jiǎn)化以及地震動(dòng)的工程預(yù)測(cè)等諸多環(huán)節(jié)，其中每一項(xiàng)都錯(cuò)綜復(fù)雜且飽含不確定因素(張翠然，陳厚群，2008)。因此，所選擇或者合成的地震動(dòng)加速度時(shí)程在應(yīng)用于工程實(shí)際之前，必須考慮該地震動(dòng)時(shí)程能否代表工程廠址周圍的地震環(huán)境特征和場(chǎng)地條件特征。

人工合成的地震動(dòng)時(shí)程需要達(dá)到什么樣的程度才能代表以上地震環(huán)境和場(chǎng)地條件，國(guó)內(nèi)工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)工作中人工地震動(dòng)合成主要通過(guò)不同周期點(diǎn)上反映區(qū)域地震危險(xiǎn)性的目標(biāo)譜5%范圍內(nèi)的控制精度來(lái)對(duì)合成波質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)(胡聿賢，1999)。這種方法主要使用某種絕對(duì)指標(biāo)，如地震動(dòng)絕對(duì)加速度反應(yīng)譜、某實(shí)測(cè)地震動(dòng)時(shí)程作為目標(biāo)，以合成波或者所選擇的天然波與目標(biāo)之間的逼近程度作為地震動(dòng)反映特定環(huán)境能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)(Anderson，2004；孟慶筱等，2012)。但是值得思考的是，地震事件發(fā)生過(guò)程中獲得的強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)加速度時(shí)程往往由于震源特性、傳播路徑以及場(chǎng)地條件的原因而具有很大的差異性，即使是相同地震臺(tái)站所觀測(cè)得到的兩個(gè)水平地震動(dòng)分量之間都會(huì)由于破裂的方向性效應(yīng)和傳播介質(zhì)的各向異性等因素而產(chǎn)生不同。因此，在地震動(dòng)時(shí)程之間差異性普遍存在的情況下，使用上述單一且具有絕對(duì)性的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)難免有失偏頗，亟需提出一種綜合性評(píng)價(jià)指標(biāo)和建立在區(qū)域地震動(dòng)統(tǒng)計(jì)特性之上的相對(duì)性判據(jù)來(lái)反映地震動(dòng)輸入的區(qū)域構(gòu)造信息反應(yīng)能力。

本文綜合考慮地震動(dòng)在幅值、頻譜和持時(shí)三要素的各類特征值，構(gòu)建總體一致度指標(biāo)SZ來(lái)表示代表地震動(dòng)時(shí)程兩兩之間的絕對(duì)相似程度；然后基于研究區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的地震動(dòng)觀測(cè)資料中相同臺(tái)站的兩個(gè)水平地震動(dòng)加速度分量之間的絕對(duì)相似程度的統(tǒng)計(jì)特性來(lái)給出一種表征區(qū)域構(gòu)造信息相對(duì)性判據(jù)；最后利用2012年5月28日唐山M4.7地震事件的地震動(dòng)模擬結(jié)果(孟慶筱等，2014a，b)，使用2000年以來(lái)國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)37個(gè)臺(tái)站觀測(cè)得到的5個(gè)M≥3.0地震事件的數(shù)據(jù)得到了唐山地區(qū)地震動(dòng)時(shí)程的一致度評(píng)價(jià)判據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并用近斷層陡河地震臺(tái)(DOH)和遠(yuǎn)場(chǎng)四座樓地震臺(tái)(SZL)模擬結(jié)果作為算例對(duì)本文和標(biāo)準(zhǔn)判據(jù)進(jìn)行了檢驗(yàn)，證實(shí)了該方法的可行性和實(shí)用性。值得注意的是，本文重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)方法構(gòu)建，因此可能在算例數(shù)據(jù)的充足程度方面有所欠缺。

1區(qū)域構(gòu)造信息反映能力綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建

地震動(dòng)參數(shù)往往具備幅值、頻譜和持時(shí)三大主要特性。我們將擬作為工程結(jié)構(gòu)地震動(dòng)輸入的地震動(dòng)加速度時(shí)程或者強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)模擬過(guò)程中所獲得的某一條加速度時(shí)程結(jié)果，稱為待評(píng)價(jià)加速度時(shí)程；同時(shí)將研究區(qū)域內(nèi)實(shí)際地震過(guò)程中觀測(cè)得到某一條波形，稱為目標(biāo)加速度時(shí)程。目標(biāo)加速度時(shí)程是研究區(qū)域內(nèi)實(shí)際得到的地震動(dòng)觀測(cè)結(jié)果，因此包含了震源特性、傳播路徑和場(chǎng)地效應(yīng)的影響，本文擬通過(guò)待評(píng)價(jià)加速度時(shí)程與目標(biāo)地震動(dòng)的一致性比較，提出區(qū)域構(gòu)造信息反映能力的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，即待評(píng)價(jià)地震動(dòng)加速度時(shí)程與目標(biāo)地震動(dòng)加速度時(shí)程一致性越好，則待評(píng)價(jià)地震動(dòng)加速度包含了越多的構(gòu)造信息。其具體步驟為：首先選擇可以有效表征地震動(dòng)特性的各類地震動(dòng)參數(shù)并計(jì)算待評(píng)價(jià)加速度時(shí)程與目標(biāo)加速度時(shí)程之間各地震動(dòng)參數(shù)的分項(xiàng)一致度Ci，然后構(gòu)建地震動(dòng)參數(shù)的總體一致度SZ來(lái)表征以上兩條地震動(dòng)時(shí)程之間的總體一致程度。最后，我們會(huì)進(jìn)一步說(shuō)明該指標(biāo)的實(shí)際使用方法，并給出算例。

1.1　地震動(dòng)參數(shù)分項(xiàng)一致度Ci1.1.1　地震動(dòng)參數(shù)的選取

工程上所關(guān)心的強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)是由震源釋放出來(lái)的地震波引起的(近地表)地面運(yùn)動(dòng)，是由不同頻率、不同幅值在一個(gè)有限時(shí)間范圍內(nèi)組成的集合。而地震動(dòng)加速度時(shí)程作為一個(gè)不規(guī)則的時(shí)間函數(shù)，使用各種數(shù)學(xué)和力學(xué)處理方法可以獲得一系列表示地震動(dòng)特性的特征值，大致可以分為幅值、頻譜和持時(shí)三類。前人對(duì)地震動(dòng)反映地震環(huán)境的能力評(píng)價(jià)中，大多數(shù)使用較為單一的絕對(duì)指標(biāo)，往往選擇以上各類指標(biāo)中的一個(gè)或者幾個(gè)，難以全面的反映兩個(gè)地震動(dòng)時(shí)程之間的綜合一致程度。因此，本文選擇Arias持時(shí)、能量持時(shí)、Arias烈度、能量積分、峰值加速度、峰值速度、峰值位移、反應(yīng)譜、傅里葉譜共計(jì)9個(gè)地震動(dòng)參數(shù)來(lái)綜合表示地震動(dòng)特性，其具體表達(dá)式如表1所示。

對(duì)于所有的地震動(dòng)參數(shù)比較而言，考慮2條地震動(dòng)加速度時(shí)程a1(t)和a2(t)。令vi(t)和di(t)代表該地震動(dòng)的速度時(shí)程和位移時(shí)程。令SA(fi)為5%阻尼比情況下fi時(shí)的加速度反應(yīng)譜，令FSi(fi)為第i條地震動(dòng)時(shí)程在頻率fi時(shí)的傅里葉譜值。Arias積分為

(1)

Arias(1970)將Arias烈度定義為IA=IA(Td)，其中Td為加速度時(shí)程的完全持時(shí)。地面運(yùn)動(dòng)的能量與速度積分相關(guān)，而不是加速度積分相關(guān)，因此，我們將能量積分定義為

(2)

地震動(dòng)攜帶的全部能量與IE(Td)成線性相關(guān)，完整的關(guān)系式包含了波速和地面介質(zhì)密度。

表1　擬用地震動(dòng)參數(shù)表

注： ai(t)、 vi(t)和di(t)為第i條地震動(dòng)時(shí)程的相關(guān)速度和位移，其中0≤t≤Td，Td為地震動(dòng)的總持時(shí).

1.1.2　分項(xiàng)一致度Ci計(jì)算方法

為了評(píng)價(jià)特征地震動(dòng)時(shí)程反映實(shí)際工程地震環(huán)境和場(chǎng)地條件的能力，必須建立待評(píng)價(jià)的特征地震動(dòng)時(shí)程與代表地震環(huán)境和場(chǎng)地條件的目標(biāo)地震動(dòng)波組之間的一致程度的標(biāo)準(zhǔn)，即地震動(dòng)參數(shù)分項(xiàng)一致度Ci。

(1)首先定義一般化的單值參數(shù)的一致度指標(biāo)S，對(duì)于單值地震動(dòng)參數(shù)對(duì)(p1,p2)而言，兩者的一致程度為S(p1,p2)，有

(3)

使用該指標(biāo)具有3個(gè)方面優(yōu)勢(shì)：(1)當(dāng)參數(shù)之間的差異性增大時(shí)，該指數(shù)將會(huì)單調(diào)遞減，因此該指標(biāo)可以用于遺傳算法等優(yōu)化類算法通過(guò)尋找最大相似度來(lái)獲得最優(yōu)指標(biāo)；(2)該指標(biāo)是對(duì)稱的，因此不論是加速度a1(t)和a2(t)哪個(gè)的PGA更大，該指標(biāo)都會(huì)給出相同的參考結(jié)果；(3)小的差異性不會(huì)導(dǎo)致該指標(biāo)迅速下降，當(dāng)差異僅僅為參數(shù)本身的0.5倍時(shí)，該指標(biāo)的評(píng)價(jià)值約為8，當(dāng)指標(biāo)大于2～3時(shí)，在工程應(yīng)用意義上認(rèn)為是不合適的。

(2)定義頻域內(nèi)的函數(shù)類地震動(dòng)參數(shù)的一致度指標(biāo)S。對(duì)于各種頻譜類地震動(dòng)參數(shù)，其表達(dá)形式一般為頻域內(nèi)的各種形式的函數(shù)。但是通常的觀測(cè)波和人工合成地震動(dòng)并不能覆蓋整個(gè)頻域。觀測(cè)值往往受限于儀器響應(yīng)和噪聲水平，而人工地震動(dòng)往往取決于其生成方法。因此必須考慮不同頻帶上的不同一致程度。因此本文將整個(gè)頻域劃分為表2中B1～B99個(gè)頻帶，同時(shí)令B10介于0.05～50.0Hz以代表整個(gè)頻域。根據(jù)地震動(dòng)各個(gè)頻段的重要性不同，我們?cè)O(shè)定各個(gè)頻帶的間距基本上在對(duì)數(shù)坐標(biāo)下線性增長(zhǎng)，有

(4)

其中，ki為頻帶權(quán)重系數(shù)，p(fi)為第i個(gè)頻帶上的相應(yīng)地震動(dòng)參數(shù)。

表2　頻帶劃分情況

進(jìn)一步的實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)地震環(huán)境和場(chǎng)地條件，調(diào)整相應(yīng)的頻帶權(quán)重。例如，當(dāng)廠址所在區(qū)域范圍內(nèi)存在遠(yuǎn)場(chǎng)大震或者深軟場(chǎng)地，且建筑結(jié)構(gòu)形式對(duì)長(zhǎng)周期分量反應(yīng)明顯時(shí)，可以適當(dāng)增加長(zhǎng)周期頻帶的權(quán)重，從而達(dá)到重點(diǎn)考慮長(zhǎng)周期分量的效果。在本文中，我們暫時(shí)不考慮ki的影響，在表3中將S統(tǒng)一取做各個(gè)頻帶的平均值。

因此，我們使用上述兩種分項(xiàng)一致度Ci的計(jì)算方法，得到擬選用的地震動(dòng)參數(shù)的分項(xiàng)一致度指標(biāo)C1～C9，如表3所示。

表3　一致度分項(xiàng)指標(biāo)Ci

注： ai(t)、 vi(t)和di(t)為第i條地震動(dòng)時(shí)程的相關(guān)速度和位移， 其中0≤t≤Td， Td為地震動(dòng)的總持時(shí).

1.2總體一致度SZ

我們已綜合考慮了地震動(dòng)在幅值、頻譜和持時(shí)三要素中的不同參數(shù)的分項(xiàng)一致系數(shù)。但是單一化的分項(xiàng)一致系數(shù)難以有效體現(xiàn)地震動(dòng)時(shí)程對(duì)的綜合一致程度，因此有必要構(gòu)建總體一致度SZ。對(duì)于需要進(jìn)行一致度評(píng)價(jià)的2條地震動(dòng)加速度時(shí)程a1(t)和a2(t)而言，我們選取并構(gòu)造了C1～C9共計(jì)9個(gè)一致度指標(biāo)，令這9個(gè)指標(biāo)的算術(shù)平均值作為總體一致度指標(biāo)，有

(5)

其中，SZ為總體一致度指標(biāo)；Ci為特征值一致度指標(biāo)(表3)。

在時(shí)域方面，峰值速度PGV、峰值位移PGD、Aria烈度和能量積分在指標(biāo)構(gòu)建過(guò)程中使用了相同的表達(dá)式。Arias烈度和能量積分指標(biāo)可用來(lái)評(píng)價(jià)地震動(dòng)持時(shí)特征，因此我們提出使用C1和C2兩個(gè)指標(biāo)來(lái)靈敏的評(píng)價(jià)地震動(dòng)時(shí)程標(biāo)準(zhǔn)化之后的積分特征差異性，如表3所示。

在頻域方面，C8和C9是兩個(gè)頻域指標(biāo)，分別考慮5%阻尼比情況下的反應(yīng)譜和傅里葉譜。雖然兩者在某些程度上具有一定的相似性，但是在概念上卻完全不同。反應(yīng)譜在高頻和低頻段上具有漸近線性質(zhì)，但是傅里葉卻沒(méi)有，同時(shí)反應(yīng)譜更為平滑。因此，有必要同時(shí)使用以上兩個(gè)頻域指標(biāo)。本文使用地震動(dòng)時(shí)程不同頻段內(nèi)分量計(jì)算得到的反應(yīng)譜和傅里葉譜對(duì)地震動(dòng)頻域相似性進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體來(lái)講，本文使用不同頻段內(nèi)分量評(píng)價(jià)值的均值作為反應(yīng)譜和傅里葉譜形狀的總體評(píng)價(jià)值。由于地震動(dòng)時(shí)程的重新構(gòu)建需要每一個(gè)頻率點(diǎn)上的傅里葉譜值都正確，因此使用C9指標(biāo)一一對(duì)其標(biāo)定。

2判據(jù)構(gòu)建方法和應(yīng)用算例

在本文的以上部分，我們構(gòu)建了一個(gè)待評(píng)價(jià)地震動(dòng)加速度時(shí)程與目標(biāo)地震動(dòng)加速度時(shí)程之間的構(gòu)造信息反映能力的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。需要明確的是，不管是通過(guò)相似地區(qū)天然地震動(dòng)選波、工程學(xué)方法還是地震學(xué)方法獲得的地震動(dòng)加速度時(shí)程最終都會(huì)給出一組波進(jìn)行備選，因此面臨評(píng)價(jià)這些備選波或者待評(píng)價(jià)波的區(qū)域構(gòu)造信息反映能力的問(wèn)題。然而上文給出的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)只能給出一對(duì)加速度時(shí)程之間的一致性程度，但是一致性程度指標(biāo)達(dá)到什么范圍才算是可以充分反映區(qū)域構(gòu)造信息，或者說(shuō)一致性程度指標(biāo)達(dá)到什么范圍強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)模擬結(jié)果效果良好，解決這些問(wèn)題有必要給出相對(duì)性判據(jù)的構(gòu)建方法。

2.1目標(biāo)地震波組總體一致度判據(jù)構(gòu)建方法

地震事件中相同臺(tái)站觀測(cè)到的兩個(gè)水平方向分量的一致性是良好的，我們將研究區(qū)內(nèi)所有地震事件過(guò)程中的所有相同臺(tái)站觀測(cè)得到的加速度時(shí)程水平方向內(nèi)兩個(gè)分量的集合稱之為研究區(qū)內(nèi)的目標(biāo)地震動(dòng)組，其中共計(jì)N對(duì)地震動(dòng)加速度時(shí)程。通過(guò)計(jì)算目標(biāo)地震動(dòng)組中各個(gè)地震動(dòng)對(duì)的總體一致度SZ，則可以求得該研究區(qū)內(nèi)SZ的取值區(qū)間[SZmin，SZmax]。 假設(shè)存在一條待評(píng)價(jià)加速度時(shí)程a(t)與目標(biāo)地震動(dòng)組中的第i條目標(biāo)地震動(dòng)加速度時(shí)程Acci(t)的總體一致度SZi屬于[SZmin，SZmax]， 則a(t)與Acci(t)之間的一致性要比目標(biāo)地震動(dòng)組中至少1個(gè)臺(tái)站的水平面內(nèi)地震動(dòng)加速度時(shí)程的兩分量之間的一致性要高， 此時(shí)我們認(rèn)為a(t)可以充分反映該區(qū)域內(nèi)的構(gòu)造信息。為了進(jìn)一步獲得量化的相對(duì)判據(jù)，我們建議給出如下的目標(biāo)地震動(dòng)組中所有地震動(dòng)對(duì)總體一致度SZ的累積概率分布曲線，有

F(x)=P(SZ≤x).

(6)

其中， F(x)為累計(jì)概率分布函數(shù)，即隨機(jī)變量SZ小于或者等于某個(gè)數(shù)值x的概率。

2.22012年唐山M4.7地震算例

2012年5月唐山發(fā)生M4.7地震，孟慶筱等(2014a，b)使用基于有限單元法的非連續(xù)數(shù)值模擬給出了該地震事件過(guò)程中的強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)結(jié)果。這對(duì)本文所提出的地震動(dòng)加速度時(shí)程區(qū)域構(gòu)造信息反映能力評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用提供了一次寶貴的機(jī)會(huì)。為了進(jìn)行目標(biāo)地震波組總體一致度判據(jù)的構(gòu)建，我們獲得了該區(qū)域內(nèi)2000年1月至今的M≥3.0地震動(dòng)觀測(cè)資料，包含5次M≥3.0地震事件，其地震目錄及其簡(jiǎn)單情況如表4所示。其中國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)在研究區(qū)域內(nèi)共有37個(gè)測(cè)震臺(tái)站(鄭秀芬等，2009)，臺(tái)站分布見(jiàn)圖1。將以上實(shí)際觀測(cè)得到的地震動(dòng)加速度時(shí)程作為目標(biāo)地震動(dòng)組，將孟慶筱等(2014b)所得到的陡河地震臺(tái)(DOH)和四座樓地震臺(tái)(SZL)的數(shù)值模擬結(jié)果作為待評(píng)價(jià)地震動(dòng)。需要注意的是，本文重點(diǎn)考慮一致度的評(píng)價(jià)方法且只使用了唐山地區(qū)5次地震事件過(guò)程中的37個(gè)測(cè)震臺(tái)站的數(shù)據(jù)，因此以下判據(jù)不宜直接推廣，但可以作為今后提出判據(jù)的一個(gè)參考范例。

表4　2000年1月以來(lái)唐山地區(qū)M≥3.0地震目錄

圖2為4.7級(jí)地震情況下地震動(dòng)時(shí)程對(duì)總體一致度SZ的累積概率分布，由圖2可見(jiàn)：該情況下，總體一致度指標(biāo)SZ的取值區(qū)間為[2.1，8.4]，說(shuō)明該區(qū)域內(nèi)相同臺(tái)站觀測(cè)得到的地震動(dòng)時(shí)程的兩個(gè)水平分量的之間差異性分布較為分散。于此同時(shí)，我們獲得了研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造信息反映能力的判據(jù)，即當(dāng)待評(píng)價(jià)地震動(dòng)與目標(biāo)地震動(dòng)的總體一致性指標(biāo)SZ介于[2.1，8.4]區(qū)間內(nèi)時(shí)，我們認(rèn)為待評(píng)價(jià)地震動(dòng)初步具備反映構(gòu)造信息的能力，模擬結(jié)果較好，可以滿足構(gòu)成工程結(jié)構(gòu)地震動(dòng)輸入對(duì)區(qū)域構(gòu)造信息的要求。

根據(jù)孟慶筱等(2014b)對(duì)2012年唐山M4.7地震陡河臺(tái)(DOH)和四座樓(SZL)水平面內(nèi)東西分量的模擬結(jié)果和該地震事件中相應(yīng)臺(tái)站的觀測(cè)結(jié)果，計(jì)算得到2組地震動(dòng)對(duì)的總體一致度指標(biāo)SZDOH=7.23，SZSZL=2.07。說(shuō)明孟慶筱等(2014a，b)對(duì)陡河地震臺(tái)的模擬結(jié)果與四座樓地震臺(tái)模擬結(jié)果相比具有更好的效果，或者說(shuō)對(duì)于該地區(qū)的構(gòu)造信息具有更為充分的反映能力。同時(shí)，如圖3可見(jiàn)，SZSZL=2.07明顯小于2.1，不屬于[2.1，8.4]區(qū)間，其積累概率為0，說(shuō)明四座樓地震臺(tái)的模擬結(jié)果未能達(dá)到現(xiàn)有觀測(cè)資料中相同臺(tái)站相同地震事件中兩個(gè)水平地震動(dòng)分量之間的一致度，因?yàn)楸疚恼J(rèn)為四座樓地震臺(tái)的模擬結(jié)果較差，缺乏對(duì)區(qū)域構(gòu)造信息的反映能力，是一個(gè)較為失敗的強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)模擬結(jié)果；同時(shí)陡河地震臺(tái)的模擬結(jié)果則明顯較好，其積累概率為0.87，說(shuō)明該模擬結(jié)果與87%的觀測(cè)結(jié)果相比一致性更好。

3結(jié)論

本文通過(guò)分項(xiàng)地震動(dòng)參數(shù)一致度Ci構(gòu)建了能夠考慮地震動(dòng)時(shí)程時(shí)頻特性的總體一致度指標(biāo)SZ，同時(shí)給出了判據(jù)的構(gòu)建方法。使用唐山地區(qū)2000年1月以來(lái)觀測(cè)得到的M≥3.0的5次地震事件觀測(cè)波形給出了唐山地區(qū)小震情況下的區(qū)域構(gòu)造信息反映能力判據(jù)。在此基礎(chǔ)之上，使用孟慶筱等(2014a)的二維有限元方法模擬得到的陡河地震臺(tái)(DOH)和四座樓地震臺(tái)(SZL)的模擬結(jié)果作為待評(píng)價(jià)地震動(dòng)時(shí)程給出了實(shí)用化的范例，并對(duì)結(jié)論進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，檢驗(yàn)并證明了區(qū)域構(gòu)造信息反映能力指標(biāo)體系構(gòu)建方法的有效性。

唐山地區(qū)5次地震事件的觀測(cè)波形數(shù)據(jù)由中國(guó)地震局地球物理研究所“國(guó)家數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)備份中心”提供，在此表示感謝。同時(shí)感謝鄭秀芬研究員對(duì)本文的悉心指導(dǎo)以及寶貴意見(jiàn)。

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Toevaluatetheconsistenceoftheseismicgroundaccelerationtimehistorybetweenbyuseofdifferentmethodandregionalobservation，weputforwardakindofassessmentindexoftheconsistenceoftheseismicgroundtimehistorywhichcouldsynthesizethetime-frequencycharacteristicsanditsrelativeconsistencycriterion.Thismethodcouldquantitativelyanalyzethereflectionabilityofevaluatedseismicgroundtimehistoryontheregionaltectonicinformation.WecomparedthesimulationresultwiththerealisticobservationresultofTangshanM4.7earthquakein2012recordedbyDouheStationandSizuoluoStationinTangshanarea，andgaveapracticalexample.

Keywords：seismicgroundaccelerationtimehistory；evaluationmethodoftheconsistence；tectonicinformation；Tianjinearthquake；Tangshanarea

*收稿日期：2013-09-16. 基金項(xiàng)目：中國(guó)地震局地震科技星火基金青年項(xiàng)目(XH14067Y)、中國(guó)地震局地震研究所所長(zhǎng)基金(IS201266113)和中國(guó)地震局震情跟蹤專項(xiàng)工作任務(wù)(2014020212)聯(lián)合資助.

中圖分類號(hào)：P315.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-0666(2015)02-0285-07

ResearchonEvaluationMethodoftheConsistenceofSeismic
GroundAccelerationTimeHistory

LIUWei，SONGCheng-ke，XIAFeng，ZHENGYu，DANGXue-hui

(FirstCrustMonitoringandApplicationCenter，CEA，Tianjin300180，China)

Abstract