考虑震源不确定性的地震动多元概率分布模型研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51808514
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0810.工程防灾
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The quantitative evaluation of the ground-motion variability has always been a hot topic in the field of earthquake engineering. The seismic source, which exerts vital influences on ground motions, is one of the key reasons responsible for the ground-motion variability. This study aims to quantitatively evaluate the ground-motion variability, individually caused by the stress drop, rupture process, and rupture directivity. The sample sets of the target event are established to reflect the variability of stress drop, rupture process, and rupture directivity, respectively. An improvement of the two-stage stochastic empirical Green’s function method is proposed to extend its application for the events the predominantly unilateral rupture. In this study, this method is applied to simulate ground motions for the target events considered. According to the hypothesis test, the probabilistic distribution models of the simulated ground motions, which are produced respectively by the uncertain stress drop, random rupture process, and uncertain rupture directivity, are constructed. The characteristic parameters in the distribution model are calculated to quantitatively describe the variability of simulated ground motions. Then, we develop the quantitative relationships between the characteristic parameters and uncertain stress drop, complex and random rupture process, as well as rupture directivity following specific probability distribution, respectively. Finally, under these study results, we propose the multivariate probability distribution of the ground motion generated by complicated seismic source. The probability seismic hazard analysis is used to verify the reliability of the established model. The results from this study can be directly used in the probability seismic hazard analysis, city hazard evaluation from active fault, theory study and application on the source, and rapid generation of the ground motion filed.
地震动不确定性的定量评估一直是地震工程领域研究的热点问题,地震震源对地震动有至关重要的影响,是造成地震动不确定性的重要原因之一。本项目针对应力降、震源破裂过程及震源破裂方向性引起的地震动不确定性开展定量评估,分别建立体现应力降、震源破裂过程及震源破裂方向性的不确定性的目标地震样本集,提出适用于模拟不均匀破裂地震的改进的两步随机经验格林函数方法,模拟典型地震实例的地震动,利用假设检验提出不确定的应力降、震源破裂过程及震源破裂方向性分别产生的模拟地震动的概率分布模型,计算模拟地震动的概率模型的特征参数,建立应力降、震源破裂过程、震源破裂方向性的不确定性与这些特征参数的定量关系,最后构建不确定的震源产生的地震动的多元概率分布模型,并通过概率地震危险性分析检验模型可靠性。本研究可直接用于地震危险性分析、城市活动断层灾害评估、震源理论研究及地震动场快速产出等研究工作。

结项摘要

定量评估地震动不确定性对地震危险性、地震风险区划等防震减灾工作具有至关重要的作用,地震震源是影响地震动的三个关键要素之一,可造成地震动大的不确定性。基于两步随机经验格林函数和随机有限断层方法的大量地震动模拟记录研究地震震源相关因素,包括地震应力降、震源随机破裂过程、震源破裂方向性对地震动不确定性的定量影响。应力降相关的地震动反应谱不确定性与应力降不确定性和谱周期相关,随谱周期增大地震动反应谱对数标准差与应力降对数标准差的比值逐渐减小,且减小速率逐渐增大,同时应力降对数标准差越大则该比值越小,当应力降对数标准差为0.3时该比值从0.05s的0.7逐渐降低至5.0s的0.5,最终建立了地震应力降相关的地震动不确定的定量模型。大量不同随机破裂过程的模拟地震动近似服从对数正态分布,地震动反应谱对数标准差整体上在0.05-0.15之间,且随谱周期增大而增大,距离对地震动反应谱对数标准差也有影响,随距离增大呈下降趋势,最终考虑谱周期和距离的影响,建立了随机破裂过程相关的地震动不确定性的定量模型。破裂方向性引起地震动在空间上具有显著的不确定性,破裂方向性相关的地震动不确定性与距离、方位角、谱周期相关,整体上随距离增大呈先增大后减小的趋势,随着方位角与破裂面走向之间夹角的增大整体上呈减小趋势,随谱周期增大而减小,沿破裂面走向的近场区域地震动短周期反应谱的加权对数标准差可达0.25,最终考虑谱周期、距离和方位角的影响,建立了破裂方向性相关的地震动不确定性的定量模型。本项目的研究结果可直接应用于地震危险性、地震风险区划等防震减灾工作。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(0)
Breakdown of earthquake self-similar scaling and source rupture directivity in the 2016-2017 central Italy seismic sequence
2016-2017年意大利中部地震序列地震自相似尺度和震源破裂方向性分解
  • DOI:
    10.1029/2018jb016543
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Geophysical Research: Solid Earth
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hongwei Wang;Yefei Ren;Ruizhi Wen;Peibin Xu
  • 通讯作者:
    Peibin Xu
Ground-motion simulation for the MW6.1 Ludian earthquake on 3 August 2014 using the stochastic finite-fault method
采用随机有限断层法对 2014 年 8 月 3 日鲁甸 6.1 级地震进行地震动模拟
  • DOI:
    10.29382/eqs-2019-0101-02
  • 发表时间:
    2019-01-01
  • 期刊:
    EARTHQUAKE SCIENCE
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Wang, Hongwei;Wen, Ruizhi
  • 通讯作者:
    Wen, Ruizhi
2021年5月21日云南漾濞MS6.4地震随机有限断层三维地震动模拟
  • DOI:
    10.6038/cjg2021p0404
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    地球物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    强生银;王宏伟;温瑞智;李春果;任叶飞
  • 通讯作者:
    任叶飞
考虑区域特征的地震动模拟——以2020年伽师MS 6.4地震为例
  • DOI:
    10.3969/j.issn.0253-4967.2021.02.01
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    地震地质
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王宏伟;温瑞智;任叶飞
  • 通讯作者:
    任叶飞
Attenuation and basin amplification revealed by the dense ground motions of the 12 July 2020 MS 5.1 Tangshan, China, earthquake
2020 年 7 月 12 日中国唐山 Ms5.1 地震的强烈地面运动揭示的衰减和盆地放大
  • DOI:
    10.1785/0220200400
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Seismological Research Letters
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Hongwei Wang;Ruizhi Wen
  • 通讯作者:
    Ruizhi Wen

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其他文献

Identification of fractional order Hammerstein models based on mixed signals
基于混合信号的分数阶 Hammerstein 模型辨识
  • DOI:
    10.1080/23307706.2022.2146007
  • 发表时间:
    2022-11
  • 期刊:
    Journal of Control and Decision
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    孙梦琪;王宏伟;张倩
  • 通讯作者:
    张倩
Transmutation of nuclear wastes using photonuclear reactions triggered by Compton backscattering photons at the Shanghai laser electron gamma source
上海激光电子伽马源康普顿背散射光子引发的光核反应对核废料的嬗变
  • DOI:
    10.1088/1674-1137/32/8/019
  • 发表时间:
    2008-08
  • 期刊:
    Chin. Phys. C
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈金根;王宏伟;郭威;徐望
  • 通讯作者:
    徐望
中国海洋红藻门新分类系统
  • DOI:
    10.13656/j.cnki.gxkx.20150429.002
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    广西科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁兰平;黄冰心;王宏伟
  • 通讯作者:
    王宏伟
地克珠利对柔嫩艾美耳球虫SAG4表达的影响
  • DOI:
    10.16656/j.issn.1673-4696.2017.07.021
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国兽医科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周变华;王宏伟;谭攀攀;谷振;张雪飞;赵文鹏
  • 通讯作者:
    赵文鹏
绿色工艺创新与制造业行业财务绩效关系研究
  • DOI:
    10.19571/j.cnki.1000-2995.2019.03.007
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    科研管理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    解学梅;霍佳阁;王宏伟
  • 通讯作者:
    王宏伟

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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