傅里叶谱和反应谱之间的关系及其对经验地震动预测方程(GMPE)调整的影响研究(Ⅰ)

作     者：Sanjay Singh Bora Frank Scherbaum Nicolas Kuehn Peter Stafford 

出 版 物：《国际地震动态》 (Recent Developments in World Seismology)

年 卷 期：2017年第38卷第3期

页      面：25-32页

学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

主　　题：反应谱 GMPE 地震动 谱模 随机振动理论 振幅谱 标度值 速度谱 峰值加速度 调整反应 

摘      要：经验反应谱地震动预测方程(GMPEs)的函数形式通常由地震动傅里叶谱模拟的概念导出,随后这些GMPEs由经验观测数据校准,所以,对特定地震场景的地震动预测不会构成重大问题。然而,当调整反应谱GMPEs来计算未被原始经验数据集覆盖的条件时,傅里叶谱模拟导出反应谱的假设可能会产生意想不到的结果。因此,几个问题出现了。例如,地震动傅里叶谱和反应谱的区别和相似之处是什么?如果它们是不同的,什么机制可以解释这样的差异?对傅里叶振幅谱(FAS)所做的调整在反应谱中怎么表示?本文利用随机振动理论(RVT)探讨了地震动傅里叶谱和反应谱之间的关系。借助简单的Brune震源模型^([1-2]),在固定震级和距离的情况下,用RVT生成了加速度谱。RVT分析表明,反应谱低频谱值标定可以视为与相应傅里叶谱标度值等同。然而,反应谱高频谱值受到了带宽很大的傅里叶谱的控制。实际上,地震动峰值加速度不能反映高频地震动特征,它受到了整个地震动傅里叶谱的控制。此外,本文说明了对FAS做的调整如何相似或区别于对反应谱坐标所做的相同的调整。为此,我们研究了调整应力参数(Δσ)(震源项)和调整反应场地响应的属性(V_S-κ_0)这两种情况。