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研究亮點(diǎn)
基于地形特征的中國區域VS30預測模型
發(fā)布時(shí)間： 2023-09-21 點(diǎn)擊數量：7845研究背景：
局部場(chǎng)地對地震動(dòng)的放大作用在近年發(fā)生的許多破壞性地震中都有充分體現，許多研究發(fā)現VS30（地表以下30m范圍內土層的平均剪切波速值）與場(chǎng)地放大具有很好的相關(guān)性。因此，VS30作為典型的場(chǎng)地參數在工程地震領(lǐng)域得到廣泛應用。例如，在地震動(dòng)模擬工作中被用于衡量淺層地表放大幅值的指標，用以評估土壤的地震液化程度（等。獲取場(chǎng)地VS30值最直接和精確的做法是現場(chǎng)鉆孔勘察和剪切波速測試，然而部分場(chǎng)地由于工作條件限制以及經(jīng)濟性考量，這種方式難以實(shí)現。因此，近年來(lái)發(fā)展了基于地形特征的VS30估計方法。較典型的應用案例是，在美國NGA項目開(kāi)發(fā)強震動(dòng)Flatfile時(shí)確定臺站的場(chǎng)地參數過(guò)程中得到有效應用。另外，震后震動(dòng)圖（ShakeMap）的快速生成以及地震保險費率厘定等工作中由于對區域場(chǎng)地分類(lèi)圖有重要需求也需要采用該方法。因此，基于地形特征的場(chǎng)地參數VS30估計方法具有重要應用需求和前景。
研究方法及結果：
發(fā)展基于地形特征的場(chǎng)地參數VS30估計方法因其具有重要應用需求而成為研究熱點(diǎn)。以我國新疆維吾爾自治區和河北省的DEM數據和工程鉆孔資料驗證一種基于決策樹(shù)理論考慮地形特征的VS30估計方法在我國的適用性，檢驗方法的準確性和對DEM數據精度的敏感性。并在此基礎上應用來(lái)自四川、云南、北京等七個(gè)?。ɑ蛑陛犑校┑你@孔數據，劃分為3個(gè)研究區域，分析各地區的地形特征參數閾值的差異及VS30預測模型的差異，建立基于地形特征的中國區域VS30模型，并通過(guò)對模型殘差進(jìn)行空間插值分析，對區域原始VS30模型預測結果進(jìn)行了更新。
該成果發(fā)表在國際權威期刊《地球物理學(xué)報》和《Earth，Planet and Space》（張雨婷,任葉飛*,溫瑞智,王大任，冀昆. 基于決策樹(shù)考慮地形特征的場(chǎng)地參數估計方法[J].地球物理學(xué)報,2022,65(02):698-710；Yuting Zhang, Yefei Ren*, Ruizhi Wen, Hongwei Wang, Kun Ji. Regional terrain-based VS30 prediction models for China, 2023,. doi: 10.1186/s40623-023-01826-3.（*通訊作者）。
圖1 基于三項地形特征的場(chǎng)地地形類(lèi)別劃分流程
圖2 新疆與河北地區16個(gè)地形類(lèi)別的VS30最佳預測值及與Yong等（2012）結果的比較
圖3三項地形特征參數（坡度、紋理及凸度）的閾值：（a）首都圈、川滇及兩廣地區；（b）新疆、河北省及全球
圖4首都圈、川滇及兩廣地區殘差的空間變化趨勢及更新后的區域VS30預測結果
