Study on Intensity Envelope Models for Offshore Ground Motion

ZHANG Chao; CHEN Long; WU Cheng; DU Xiuli; LAI Zhichao; WANG Piguang

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20231120003

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Study on Intensity Envelope Models for Offshore Ground Motion

更新时间：2024-06-26

- Study on Intensity Envelope Models for Offshore Ground Motion
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 44, Issue 3, Pages: 506-517(2024)
- 作者机构：
  
  1.福州大学先进制造学院，福建泉州 362200
  2.福州大学土木工程学院，福建福州 350108
  3.北京工业大学城建学部建筑工程学院，北京 100124
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20231120003
  CLC： P314.6
- Received：20 November 2023，
  
  Revised：2024-01-13，
  
  Published：25 June 2024
- 稿件说明：
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张超,陈昽,武程等.海域地震动强度包络模型研究[J].防灾减灾工程学报,2024,44(03):506-517.

ZHANG Chao,CHEN Long,WU Cheng,et al.Study on Intensity Envelope Models for Offshore Ground Motion[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(03):506-517.
张超,陈昽,武程等.海域地震动强度包络模型研究[J].防灾减灾工程学报,2024,44(03):506-517. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20231120003.

ZHANG Chao,CHEN Long,WU Cheng,et al.Study on Intensity Envelope Models for Offshore Ground Motion[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(03):506-517. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20231120003.

摘要

人工模拟地震动是目前开展海洋工程结构抗震分析的主要地震输入分析。强度包络函数是人工模拟地震动的重要参数，决定了地震动的强度非平稳性特性，并对地震动持时起控制作用。目前的地震动强度包络模型均是基于陆域地震动记录统计分析得出，无法准确反应海域地震动的强度特性。因此，基于日本 K‑Net 强震动观测台网的实测地震数据库，分析海域地震动在时域中强度分布特性；提出适用于海域地震动的三段式强度包络模型，回归得到震级

、震中距

及关键参数上升段

、强震平稳段

、下降段衰减率

（无量纲）的计算表达式；研究震级、震中距对海域地震动强度包络模型的影响规律，并探讨海域地震动与陆域地震动强度包络模型的异同。研究结果表明：海域地震动强度包络模型中关键参数上升段

、强震平稳段

、下降段衰减率

的取值范围分别为［13~52 s］，［12~79 s］，［0.037~0.173］；震级对关键参数（

、

）的影响要大于震中距；与陆域地震动相比，海域地震动的强度包络模型的下降段衰减率

相差显著，且各关键参数的分布范围更大。

Abstract

Artificially simulated earthquake motion is currently the main seismic input for seismic analysis of marine structures. The intensity envelope function

a crucial parameter for artificial simulation of ground motions (GMs)

determines the non-stationary intensity characteristics of GMs and controls the duration. Existing intensity envelope models

derived from a large amount of onshore earthquake GM records

cannot accurately reflect the intensity distribution characteristics of offshore GMs. Therefore

this study focuses on intensity envelope models for offshore GMs. Firstly

an offshore earthquake GM database was established based on the records selected from the K-Net strong motion observatory network in Japan. The intensity distribution characteristics of offshore ground motions in the time domain were studied. Secondly

this study proposed a three-stage intensity envelope model suitable for offshore GMs. Computational expressions for earthquake magnitude

epicentre distance

and key parameters including the rising segment

the steady segment

and the decay rate

of the descending segment c (dimensionless) were derived through regression analysis. Thirdly

the impact of earthquake magnitude and epicentre distance on the intensity envelope model for offshore GMs was investigated. At last

the similarities and differences between the intensity envelope models suitable for offshore and onshore GMs were compared. The research results indicate that: the key parameters

including the rising segment

the steady segment

and the decay rate of the descending segment

have ranges of [13 s~52 s

]

[12 s~79 s

]

and [0.037~0.173

]

respectively

for the intensity envelope model of offshore ground motions. The effect of magnitude on key parameters (

) is greater than that of epicentre distance. Compared with onshore ground motions

the intensity envelope model for offshore GMs differs significantly in the attenuation rate c in the descending segment

and the distribution range of each key parameter is larger.

关键词

Keywords

references

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