Reconstructing a 3D model from geophysical data for local amplification modelling: The study case of the upper Rhone valley, Switzerland

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中文题名三维地球物理数据模型模拟局部地震放大效应:以瑞士罗纳河谷上游为例
作者Francesco Panzera
作者单位Swiss Seismological Service, ETH Zurich, Switzerland
刊名Soil Dynamics and Earthquake Engineering
2022
155
摘要
在高山峡谷中,地下三维结构的几何形状在确定局部地震场地效应时起着重要作用。对这些结构的详细了解是进行地震灾害和风险研究的基础。在这项研究中,我们调查了瑞士西南部维斯普市周围罗纳河谷上游中的一块地区。为了建立详细的地下三维模型,我们整理出了一个由地质和地球物理数据组成的大数据集,包含钻孔记录、微震水平与垂直(H/V)频谱比和横波速度测量资料。结合来自噪声记录和横波速度剖面的基频信息,识别出了三个主要的地球物理不连续体,并通过逐步分析摸清了它们的物理性质。首先估计基岩深度,其次定义了一个通用速度模型,最后综合所有可用的地质和地球物理信息,开发出了一个三维地球物理模型。该模型与局部三维地质模型和由重力数据建立的模型具有一定可比性。研究区是一个复杂的高山峡谷,在这里波的传播是二维或三维的。在这种情况下,纯粹的一维响应假设是无效的。为了测试该三维模型,我们模拟了不同的环境-振动波场,并对比了观察到的和合成的H/V频谱比值。根据比较结果,我们在某些地方稍微修改了我们的三维地球物理模型。最后,依据模拟的和经验的频谱比率之间的一致性,证实了该模型有效。这项结果表明,环境振动技术是重建地下三维模型的一种很有用且比较经济的工具。最后,我们利用该三维模型预测了盆地内发生地震时地面运动的放大效应。同样,在地震台站所在位置观测到的放大效应和模拟结果之间具有良好的一致性。这使得我们能够进一步对研究区内的地震动效应进行填图。
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