2.1 数据处理
强震动记录数据库是研究强震动记录选取及放缩方法的基础。PGMD强震动记录数据库是最具全面性的数据库之一。20世纪90年代,PEER为改善强震动记录的应用现状,开始搭建强震动记录的网络搜索数据库[15]。PEER收集世界范围内重要的强震动记录,并采取统一的处理方式保证数据的一致性和可靠性,整理相关记录的地震参数,如震级、各种震源距、断层类型、台站场址类型及工程相关参数,最终于2000年建成并在PEER网站上发布了第一版NGA-WEST1数据库。该数据库包含来自地质活跃区的143次地震的1557条记录,并按震源机制、震级及距离等参数进行列表和排序。2001年7月,数据库新增了1999年9月中国台湾集集的M=7.6级地震,同年8月土耳其科贾埃利的M=7.4级地震,11月土耳其迪兹杰的M=7.1级地震,共计474条记录。2007年,结合了意大利地震记录及相关数据库。2010年,PEER经校核又发布了最新的PGMD(2010)数据库,包括来自104个浅源地震、1000多个台站的3182条三分量记录。新数据库以网络用户交互软件的形式发布,可供工程设计人员搜索、选取、下载及放缩匹配基于用户需求的目标反应谱。在PGMD(2010)数据库的基础上,本书收集、整理了四川汶川地震和新西兰地震。2008年四川汶川M=8.0级地震的震源深度为14km,经整理获得129组地震主震强震动记录时程,其断层距的范围为10~552km,台站所在场地地面以下30m等效剪切波速为221~660m/s。2010年新西兰M=7.1级地震的震源深度为11km,经整理获得44组强震动记录时程,其断层距的范围为3.6~194km,台站所在场地地面以下30m等效剪切波速为128~760m/s。
2013年,PEER发布了NGA-WEST2强震动记录数据库,增加了两万多余中小震级记录。新增记录是从2003年以来世界范围内的地震记录,包括2003年巴姆(伊朗)M=6.6级地震记录、2004年帕克菲尔德(美国加利福尼亚州)M=6.0级地震记录、2008年汶川(中国)M=8.0级地震记录、2009年拉奎拉(意大利)M=6.3级地震记录、2010年达菲尔德(新西兰)M=7.0级地震记录、2011年基督城(新西兰)M=6.2级地震记录及日本的浅源地震等。新发布数据库的震级M从3.0到7.9不等,断层距的范围为0.05~1533km,地面以下30m等效平均剪切波速为94~2100m/s。
本章基于NGA-WEST2强震动记录数据库,对地震及地震动参数的统计特征及其相关性进行分析。在NGA文档的基础上,以.mat文件的形式建立本书的强震动记录数据库。采用David Boore提出的强震动记录数据处理方法及TSPP程序对强震动记录数据进行处理。采用阻尼比为5%、有效周期范围为0.01~10s的弹性加速度反应谱,反应谱按对数均匀分布,共有105个周期点。强震动记录数据库的信息参数包括垂直方向和两个任意的水平方向的强震动记录时程名称、强震动记录的加速度反应谱Sa(Ti)、最大峰值加速度(PGA)、最大速度(PGV)、最大位移(PGD)、断层距、震中距、震源距、震级、震源机制、剪切波速VS30等。在此基础上,结合我国抗震设计规范中关于地震作用的相关参数规则,在地震动参数中增加了有效峰值加速度(EPA)、有效速度(EPV)、特征周期(Tg)及场地类别等信息参数。