地震动空间变化相干函数模型的分析与比较

【摘要】：地震动的空间变化是指不同场点的地震记录的振幅和相位都存在差异。通过相干函数模型来模拟空间变化的地震动是很常见的一种方法。本文主要针对以下两个问题进行了研究:(1)一般根据回归给出的地震动相干函数模型都是通过可用台站对记录得到的,但参数d并没有分段考虑,这样得到的模型是否能够合理反映距离d的影响有必要进行分析。(2)不同研究者采用不同的模型,即便由相同台阵的相同地震记录统计得到的相干函数曲线也存在着差别,导致在实际运用中,模型的选取很难确定。得到如下结果:1.针对不同距离台站对的不足对相干函数模型拟合参数的影响进行了对比分析。选取了SMART-1台阵第45号和第5号地震的水平分量加速度作为分析数据,计算了d等于200m,1000m和2000m等3个台站间距的相干系数,并对3个距离的所有相干系数进行了拟合,得到了第一组拟合参数;另外又增加计算了d等于400m,800m和1200m等3个台站间距的相干系数,并对所有6个距离的计算结果进行了拟合参数。结果表明,第二组拟合参数的离散性优于第一组拟合参数,且根据第二组拟合参数计算得到的相干系数曲线更合理。因此建议,当采用统计方法获得地震动空间相干函数时,应尽量多地考虑不同距离台站对的强震记录。2.根据上述常用的Abrahamson、Loh、Hao、Harichandran等四个相干函数模型得到的拟合参数,分别计算了不同台站对距离d时的相干系数,并与原始相干系数计算结果进行了统计分析,分别得到了四种模型的残差平方和SSE、均方误差MSE、均方根误差RMSE、以及确定系数R-square四个精度评价指标,发现在不同台站对距离d范围内,各模型的精度是不同的,从而给出了不同距离d条件下的相对最优相干模型,可为工程应用提供参考。