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随着我国社会经济的快速发展,核电站、高层、超高层建筑、海洋平台、大跨桥梁等中长周期结构越来越多。由于峰值速度（PGV）、峰值位移（PGD）表征了地震动的中低频信息,对中长周期结构的影响非常大。所以PGV和PGD衰减关系的研究对不同地区不同场地中长周期结构的地震危险性分析、工程抗震设防有非常重要的作用。目前NGA-West1和NGA-West2对美国西部PGA、PGV、PGD和Sa的衰减关系进行了多参数的研究,但国内对于PGA和Sa的衰减关系研究通常只包含震级项和距离项,对于PGV、PGD衰减关系的研究也很少。本论文基于强震数据处理、观测加速度和速度记录的可替代性,开展了NGA-West1和NGA-West2的PGA、PGV、PGD预测方程在中国西南地震区的适用性、建立了包含震级和距离饱和效应、震级相关几何衰减效应、断层类型效应、上盘效应、线性和非线性场地响应、非弹性衰减效应以及事件间和事件内变化性的多参数衰减关系模型。并以数据较丰富的美国西部为例,验证模型的合理可靠性。开展了中国西南地区水平向PGV、PGD衰减关系等相关问题的研究,为我国建立分区的水平向PGV、PGD衰减关系进行前期探索。研究内容和研究成果如下:1、系统研究了强震数据处理方法。针对远断层、PGA较小的加速度记录中存在的低频误差和基线漂移,提出了滤波处理流程并根据单拐点震源模型、双角震源模型、震源谱理论和记录信噪比不小于3等多重标准来选取滤波高通截止频率。针对近断层强震记录的基线漂移,提出了将时移斜率比、位移时程平坦度和均方根偏差相结合的基线校正改进方法,并以GPS台站记录的同震位移作为参考进行验证。分析了不同校正方法对PGA、PGV、PGD和永久位移的影响。结果表明:（1）运用震源模型、震源谱理论、记录信噪比等多重标准确定高通截止频率,将主观性影响降至了最低,为我国远断层、PGA较小强震数据处理提供了参考的处理流程、截止频率选取标准。（2）利用近断层强震记录基线校正改进方法获取的永久位移与强震台站附近的GPS台站观测的同震位移吻合较好。可以为近断层强震数据处理提供明确的确定强震段和结束段开始时间点以及拟合函数次数,减少了主观经验对基线校正结果带来的不确定性,提高了基线校正处理的自动化水平。（3）PGA和PGV受基线校正方法的影响较小,不同的基线校正方法对PGD和永久位移的影响非常大。2、为了弥补部分地区强震数据不足,开展了观测加速度和速度记录的可替代性研究。基于南加州地震数据中心同一台站加速度计和速度计共同记录的速度和加速度。分不同震级档、距离档对比分析了基于加速度积分与基于观测速度的速度/位移时程、傅里叶振幅谱、峰值速度/位移比和峰值速度/位移相对误差的分布特征,对比分析了基于加速度积分和基于观测速度得到的PGVACC和PGVVEL、PGDACC和PGDVEL的相关性。结果表明:（1）基于观测加速度积分和观测速度的速度时程十分吻合,傅里叶振幅谱在0.110Hz基本一致。（2）基于观测加速度二次积分和观测速度积分的位移时程十分吻合,傅里叶振幅谱在0.110Hz基本一致。（3）93.29%的峰值速度比和87.68%的峰值位移比分布在1附近20%范围内,均呈正态分布。（4）PGVACC和PGVVEL、PGDACC和PGDVEL的相关系数分别高于96.03%和96.26%,具有很好的相关性。（5）对于强震记录缺乏区域,可以从宽频带数字地震台网获得的未限幅的宽频带速度记录经过处理后获取的PGV和PGD作为PGV和PGD衰减关系研究数据库的有效补充。3、研究了NGA-West1、NGA-West2预测方程在汶川、芦山、鲁甸地震区的适用性。利用残差分析方法和对比分析采用不同的有限断层模型在不同场地条件下汶川、芦山、鲁甸地震的NGA-West1、NGA-West2模型与简单模型的PGA、PGV、PGD衰减曲线的方法来验证NGA-West1、NGA-West2预测方程估计中国西南地震区的PGA、PGV、PGD的可行性,分析了有限断层模型的选取和场地条件对适用性结果的影响。结果表明:（1）无论是上盘场地还是下盘场地,随着场地VS30的增大,汶川、芦山、鲁甸地震的NGA-West1和NGA-West2模型与简单模型的PGA、PGV、PGD衰减曲线越来越接近,差别也越来越小。（2）NGA-West1模型总体上高估了汶川地震区整个距离范围内的PGA、PGV、PGD;NGA-West2模型整体上轻微低估了芦山地震的PGA,而较大的高估了芦山地震区的PGV;NGA-West2模型整体上严重高估了鲁甸地震2（27）Rrup（27）300km范围内的PGA和PGV。（3）不同学者给出的有限断层模型差别很小,对适用性结果影响不大。（4）地震动参数衰减关系存在区域性差异,将NGA-West1、NGA-West2模型直接用来估计我国中强震的PGV和PGD并不可靠。4、建立了包含震级和距离饱和效应、震级相关几何衰减效应、断层类型效应、上盘效应、线性和非线性场地响应、非弹性衰减效应以及事件间和事件内变化性的多参数衰减关系模型。以数据较丰富的美国西部为例,开展了美国西部水平向PGA、PGV、PGD衰减关系研究,进行模型分析和事件间残差和事件内残差分析,并与CB08模型进行对比来验证建立的多参数衰减关系模型的可靠性。分析了随机效应回归方法的原理和步骤。结果表明:（1）PGA、PGV、PGD的事件间残差和事件内残差随自变量参数在零值附近-22之间均匀分布,均未表现出系统的趋势或偏差,表明本文模型的预测值与实际观测值基本一致,结果是可靠的。（2）随机效应回归方法可以消除了来自同一地震的各记录之间的相关性,同时对于只有少量记录的事件,避免了数据的事件内变化和事件的不良采样造成的事件均值变化。避免了某次拥有大量记录或只有少量记录的地震对回归结果的控制。（3）本文建立的美国西部水平向PGA、PGV、PGD衰减关系在大震近场表现出更显著的震级和距离饱和效应,消除了CB08模型在小震远场对PGA、PGV、PGD的高估。5、开展了中国西南地区水平向PGA、PGV、PGD衰减关系研究。研究了中小地震确定有限断层模型的方法,进而确定了每个地震每个台站的震源参数和距离参数。对比分析了不同速度梯度延拓方法获取云南、四川地区强震台站场地VS30值的合理性。利用残差分析法研究了上一章建立的多参数衰减关系模型应用于中国西南地区的可行性。基于我国西南地区2008-2019年发生的4.5?MW（27）8的主震共2274条水平向强震加速度记录,应用随机效应回归方法建立了中国西南地区水平向PGA、PGV、PGD衰减关系。结果表明:（1）提出的中小地震有限断层模型确定方法可以有效的确定发震断层面走向、倾角、滑动角,断层破裂面尺寸、断层类型、震源在断层破裂面中的相对位置。（2）四川和云南地区强震台站钻孔数据分别采用喻畑和李小军（2015）的速度梯度延拓模型和Boore（2004）速度梯度延拓模型获得的场地VS30更可靠。（3）PGA、PGV、PGD的事件间残差和事件内残差随自变量参数在零值附近-22之间均匀分布,均未表现出系统的趋势或偏差,表明本文建立的中国西南地区PGA、PGV、PGD衰减关系的预测值与实际观测值基本一致,结果是可靠的。（4）在大震近场表现出更显著的震级和距离饱和效应。进一步验证了本文的水平向PGV和PGD衰减关系研究方法的可行性。