用于地震工程的基于物理的地震动模拟：跨多种强度指标的地震学验证

《Scientific Reports》：Physics-based ground motion simulations for earthquake engineering: seismological validation across multiple intensity measures

　　

摘要

本研究评估了一种基于物理的地面运动模拟方法的地震学可靠性，该方法将地震破裂的扩展源表示与水平分层非弹性介质中的离散波数（DWN）波传播相结合。验证通过多强度度量程序进行，该程序利用标准化残差分析和残差分解，将模拟的强度度量与基于记录地震数据集的经验地面运动模型（GMM）预测进行比较。该程序应用于一个专门构建的模拟地面运动信号数据库，该数据库通过系统地改变控制地面运动生成的主要震源、传播路径和场地参数来生成，包括震源机制、矩震级、破裂变异性、地壳结构、局部场地条件、震源至场地距离以及震源至接收器方位角。结果表明，在研究的震级—距离—场地域内，相对于所采用的经验参考模型和模拟方法假设，模拟运动能够捕捉GMM的主要中位数趋势和变异性成分，且标准化残差通常处于经验不确定度范围之内。残差分解突出了若干可解释的趋势，包括与V₃₀相关的场地效应、在约束较少的范围内与距离相关的偏差，以及与所采用的深部地壳模型相关的偏移。本研究代表了迈向未来在基于性能的地震评估工作流程中使用模拟加速度图的地震学验证步骤，但需经过专门的工程验证。