文摘
在自然灾害评估结构完整性和可持续性,例如,地震,是一个有效的方法来减少甚至避免巨额亏损的生命和财产损失。与脆弱性之间的关系建立源参数和建筑破坏,地震后的弹性结构可以获得源参数估计地震的早期阶段。为此,我们提出一个方法,该方法使用波位移参数估计震级实时快速评估结构弹性。通过选择周期和振幅参数比较,大小估计公式推导,分别提出了P波的位移参数方法是最高的精度。通过进化的P波位移估计参数的函数使用的时间窗口,我们表明,现有的回归关系可以扩展到大型地震。因此,本文提供了一种快速震级估计方法,建立更加合理和准确的恢复力评估体系结构。
1。介绍
评估结构完整性和可持续性在自然灾害,例如,地震,是一个有效的方法来减少甚至避免巨大损失的生命和财产损失。与脆弱性之间的关系建立源参数和建筑损坏,如果我们能估计地震的震级高强度地震发生之前,地震的弹性结构可以获得。地震早期预警系统(1- - - - - -4)可以提供警告即将发生的地面运动后几秒到几十秒内地震发生,所以可以立即采取适当措施减轻地震的风险。
地震经常发生在中国大陆,500多6.0级以上地震发生在28个省从1900年到现在的一天。此外,地震发生的区域变大了,和事件发生在更大的强度和频率,这意味着地震活跃的时期已经到来。这些地震摧毁建筑物,造成严重的生命和财产的损失。例如,超过八万人死亡或失踪发生在2008年8.0汶川大地震,对中国人民来说是一个重大悲剧。因此,它具有重要意义通过科学研究寻求一种方法来减轻与地震相关的潜在威胁的危险。
在这篇文章中,P波位移参数方法,该方法使用数据从一个车站,然后提出。我们另外选择代表性的时期和振幅参数,我们比较这三个参数之间的关系和2008年的余震的大小8.0汶川大地震。此外,大小估计公式推导,探讨了这些公式的准确性比较估计大小和目录大小。此外,我们调查到什么程度的初始参数表明汶川主震震级和分析之间的关系扩大时间窗口,提出估计参数,和大小。与脆弱性之间的关系建立大小和建筑物损坏,通过快速预测估计的早期结构抗震的能力大小,本文可以提供科学依据建立更加合理和准确的恢复力评估体系结构。
2。数据集
一个健壮的输入数据库是必不可少的识别可靠的大小估计回归函数使用统计方法。据中国强烈运动网中心(CSMNC)后8.0汶川大地震在2008年5月12日,总共有383次余震记录2008年9月30日结束。这些事件生成的破裂长度约300公里,震源深度范围从2到20公里,是通过《强震动记录地震仪和±2 g的动态范围,这主要是安装在声波测井的网站。采样率是200 sps。
在这项研究中,我们选择2008年的43主震和余震8.0汶川大地震。作为标准,我们应该指定选择的地震震级大于 和震源距离不到150公里。此外,每个选定的事件需要有至少三条记录,确保好的电台报道,避免影响的路径。因此,我们使用306加速度波形从选中的事件,这表明一个大范围的焦深,从罢工推力滑动机制不同。
自P的正确选择移民的排斥和确保S波分析的先决条件准确计算特征参数,我们使用三步P相位检测方法提出的王,赵5),我们仔细检查每个波形的到达时间通过手工检查。加速度记录,执行基线误差修正后的信号集成速度记录。此外,综合位移记录速度记录,需要计算的参数值。然后,对于实时应用程序,一个高通递归巴特沃斯滤波器截止频率为0.075赫兹应用于垂直组件移除后发生的长周期漂移集成(6]。
3所示。源参数估计
3.1。级评估方法
提出了P波位移参数被定义为平方的积分高通过滤垂直分量地面运动的位移,其范围从0到3秒的初始P波。的定义表明这是一个平方的积分位移在选定的时间窗口,可以反映信息与不同时期由一个断层面推进破裂。级的估计量,是一个身体根本和属性对话框进行更多。尼尔森(7)得出的结论是,弹性能量的流量控制地震裂缝的发展和传播。骨折具有较高初始能量更容易继续长距离传播,成长为大震级的地震。
来验证该方法的有效性,我们选择两个特征参数,迄今为止最强大的,也就是说,和(8,9),进行比较。正确计算和值的影响距离,我们正常的参考距离80公里,震源距离的平均值的分析数据集,作为随后Zollo et al。10和节日等。11]。最后的值和被称为和 ,后,他们可以得到初步的位置是可用的。这样的位置可以确定使用实时过程和数据从一个站;例如,看到小高等提出的方法。12)和Horiuchi et al。13]。我们平均特征参数 , ,和从相关的多个观测记录每个事件和假设目录级之间的线性回归模型和平均参数 ,在那里一个和B是待定常数的回归分析。
3.2。大小和之间的关系 , ,和
使用当前的分析形式,得到的拟合回归关系和大小是由
单个数据点的平均值级的函数如图1(一),关闭阀意味着标准差和R代表的相关系数(下同)。P波位移参数的对数显示了显著的线性相关性与震级大小范围内考虑 。
(一)
(b)
(c)
地面运动的平均周期是一个测量的平均周期内的P波前几秒,这是常用的估计(级1]。根据数据集之间的回归关系和大小是所描述的
自大约代表了P波脉冲宽度,有一个良好的地面运动的平均周期之间的关系和最终的震级在图1 (b)。
至于峰值位移振幅方法、线性回归的对数之间的关系和地震震级建立了如下:
图的回归曲线1 (c)显示,与地震震级有关。
3.3。估计的比较级
我们可以在(逆回归结果1)- (3)获得方程估算震级从上面的三个特征参数如下:
我们称这些3估计大小值P波位移参数大小 ,地面运动的平均周期大小 ,和峰值位移振幅大小 。图2表明,值计算(4)显示大约1:1与目录大小的关系使用选定的数据。
(一)
(b)
(c)
在45°线, ,虚线说明一个标准差信封。大多数的估计大小值属于一个标准差的回归直线。被提议的与最小的偏差有关,也就是说,0.328,而相应的值和分别是0.603和0.502。
基于预测方程(4),我们计算的差异估计和目录大小值为每一个记录(例如, ),它服从正态分布。图3显示了反映相应的频率分布直方图。根据概率密度曲线,计算标准偏差与提出相关参数是最低的有效估计范围内证明方法显示最高的可靠性和明显的优势和方法。
(一)
(b)
(c)
4所示。大地震的震级估计
上述结果表明参数决定同意第一个3 P波与目录级在考虑范围内 ;因此,回归方程是可行可靠地估计地震的震级在6.5。然而,对于大地震,使用有限的一部分信号允许捕获只有滑的贡献有限断层部分,这可能最终导致低估地震震级(即。,饱和的问题)11,14]。
2008年8.0汶川主震,有32个记录中可用的标准(震源距离不到150公里),这为我们提供了一个独特的机会来研究方法到大地震。我们首先检查在多大程度上这些特征参数可以链接使用初始的主震震级3 P波。然后,我们分析时间窗口的增加之间的关系,提出了 ,并预测大小。
一起主震和余震记录,我们建立之间的关系 , , ,和大小(见图4),使用上面讨论的过程。根据回归,主震的特征参数提取使用大约3 P波都位于一个标准差和没有预期的大小值计算 , , ,分别。尽管这三个参数都表现出一个饱和的问题,提出了参数相对更精确和最低的标准差,这意味着它可能是一个可靠和健壮的大小估计地震的早期阶段。
(一)
(b)
(c)
预测大地震的饱和问题,从理论上讲,时间和准确性之间的权衡策略可以被认为是更好的估计可以通过扩大获得观测时间窗口更新特征参数(15- - - - - -17]。因为我们的提议最准确的估计了主震的3 P波比和 ,我们进一步调查使用不同的时间窗口从3到10秒,所有可用的记录。
时避免S波污染增加的时间窗口,我们计算理论S波到达时间,从我们的分析排除所有的电台估计地震横波到来发生在考虑时间窗内。图5表明,级为汶川主震的长度增加而在决定使用的P波记录 。的增长模式意味着决定从第一个6 - 7秒的P波数据可能足以估计8.0级地震的大小。随着窗口长度继续增长,收敛在8.2级。自从大小估计只有最初的P波,结果说明以上参数可能是一种准确、快速的估计下的地震震级6.5级。此外,它也能提供稳定、准确的估计大地震如果适当增加使用时间窗口。
5。讨论和结论
我们提出一个方法的P波位移参数实时预测级为了快速评估结构的抗震弹性。的 , ,和值43 2008汶川大地震的余震震级计算和估算公式从这3个参数,分别。我们的结果表明,从获得的大小3初始P波同意目录大小,最小的不确定性在哪里获得相比或 。与脆弱性之间的关系建立大小和建筑物损坏,通过快速预测估计的早期结构抗震的能力大小,本文可以提供科学依据建立更加合理和准确的恢复力评估体系结构。
只使用一小部分初始P波的信号可能会导致在预测大地震(饱和问题18]。在汶川的情况下8.0主震,使用第一个3 P波可能低估了约0.8到1.0级单位调查的参数( , , );然而,拟议的是最好的性能。为了缓解这个问题,几个方法使用P波的时间窗口更新大小估计(17,19]。进化的估计作为时间的函数窗口显示,现有的方法可以扩展到大地震和回归关系,和饱和效应可以通过使用大约6 - 7秒的时间窗口参数。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
这项研究一直是国家重点支持的项目中国国家自然科学基金(批准号U1434210),中国国家自然科学基金(授予号。51778046和51778046),和深圳地铁集团有限公司的项目(没有。SZ-CGM-KY001/2014)。