仪器地震烈度计算-中国地震局

ICS91.120.25P15备案号：DB中华人民共和国地震行业标准DB/TXXXXX—XXXX仪器地震烈度计算Calculationcodeforinsrumentalseismicintensity点击此处添加与国际标准一致性程度的标识（征求意见稿）（本稿完成日期：2016年10月19日）XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施中国地震局发布DB/TXXXXX—XXXXI目次前言................................................................................II引言...............................................................................III1范围...............................................................................12规范性引用文件.....................................................................13术语和定义.........................................................................14符号和缩略语.......................................................................25仪器地震烈度计算流程...............................................................26地震动记录选取和处理...............................................................37仪器地震烈度计算方法及等级划分.....................................................4参考文献.............................................................................7DB/TXXXXX—XXXXII前言本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由中国地震局提出。本标准由全国地震标准化技术委员会（SAC/TC225）归口。本标准起草单位：中国地震局工程力学研究所、福建省地震局、中国地震局地球物理研究所等。本标准主要起草人：DB/TXXXXX—XXXXIII引言地震烈度是地震引起的地面震动及其影响的强弱程度。随着地震观测技术的发展，目前已经能够利用地震观测仪器采集地震动记录，再按照一定的流程和方法对地震动记录数据进行选取、处理、计算后得到仪器地震烈度。仪器地震烈度计算是地震烈度速报的基础，可为灾情快速判断、地震应急救援决策和行动、工程抢险修复决策等提供科学依据。规范仪器地震烈度的计算流程和方法，对于科学有效地开展地震烈度速报相关工作具有重大意义。本标准为现行GB/T17742－2008《中国地震烈度表》中的地震烈度的定义的拓展。DB/TXXXXX—XXXX1仪器地震烈度计算1范围本标准规定了仪器地震烈度的计算流程、地震动记录的选取和处理、仪器地震烈度计算方法及等级划分。本规程适用于地震烈度速报中仪器地震烈度的计算。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。DB/T59-2015地震观测仪器进网技术要求地震烈度仪DB/T60-2015地震台站建设规范地震烈度速报与预警台站3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1地震烈度seismicintensity地震引起的地面震动及其影响的强弱程度。[GB/T17742-2008，定义2.1]3.2地震动groundmotion地震引起的地面运动。[GB/T18207.2-2005，定义6.1.1]3.3仪器地震烈度instrumentalseismicintensity由地震观测仪器获取的地震动记录计算得到的地震烈度。[DB/T59-2015，定义3.1.1]3.4地震动加速度峰值peakofgroundacceleration地震动过程中，质点运动加速度绝对值的最大值，用PGA表示。DB/TXXXXX—XXXX23.5地震动速度峰值peakofgroundvelocity地震动过程中，质点运动速度绝对值的最大值，用PGV表示。4符号和缩略语下列符号和缩略语适用于本文件。E-W——东西方向N-S——北南方向U-D——竖直方向PGA——三方向合成加速度、两水平方向合成加速度或单水平方向加速度记录地震动加速度峰值，单位为米每平方秒（m/s2）PGV——三方向合成速度、两水平方向合成速度或单水平方向速度记录的地震动速度峰值，单位为米每秒（m/s）II——仪器地震烈度计算值IPGA——应用加速度峰值得到的仪器地震烈度计算值IPGV——应用速度峰值得到的仪器地震烈度计算值5仪器地震烈度计算流程按照图1流程计算仪器地震烈度。积分或微商地震观测仪器记录数字滤波基线校正记录合成计算PGA和PGV计算IPGA和IPGVIPGA≥6.0且IPGV≥6.0否II=（IPGA+IPGV）/2II=IPGVII12.0否II=II是II=12.0II1.0否II=1.0是II=II是仪器地震烈度II值图1仪器地震烈度计算流程图DB/TXXXXX—XXXX36地震动记录的选取和处理6.1地震动记录选取6.1.1获取地震动记录所用观测仪器的技术要求应符合DB/T59的规定，仪器频带范围应满足：低频截止频率应小于0.1Hz，高频截止频率应大于10Hz。6.1.2获取地震动记录所用观测仪器的选址应符合DB/T60的规定。6.1.3获取地震动记录所用观测仪器应为三方向（E-W、N-S、U-D），条件不具备时可为两水平方向（E-W、N-S）或单水平方向。6.2地震动记录处理6.2.1基线校正选取的记录应进行基线校正处理，宜采用记录时间过程减去地震事件前记录的平均值，事前记录时间长度宜为10s。6.2.2积分或微商6.2.2.1地震动记录为加速度时应采用对时间进行积分等方法得到速度记录。6.2.2.2地震动记录为速度时应采用对时间进行微商等方法得到加速度记录。6.2.3数字滤波6.2.3.1地震动加速度和速度记录的每个分向均应采用数字滤波器进行0.1Hz~10Hz带通滤波。6.2.3.2滤波器通带波纹应小于0.5dB，滤波器带外衰减应大于12dB每倍频程。6.2.4记录合成6.2.4.1采用公式（1）计算三方向合成加速度记录。222DUiSNiWEiitatatata)()()()(..........................(1)式中：)(ita——it时刻点合成加速度记录，单位为米每平方秒（m/s2）；WEita)(——it时刻点滤波后东西向加速度记录，单位为米每平方秒（m/s2）；SNita)(——it时刻点滤波后东西向加速度记录，单位为米每平方秒（m/s2）；DUita)(——it时刻点滤波后垂直向加速度记录，单位为米每平方秒（m/s2）。6.2.4.2采用公式（2）计算三方向合成速度记录。222DUiSNiWEiitvtvtvtv)()()()(..........................(2)式中：)(itv——it时刻点合成速度记录，单位为米每秒（m/s）；WEitv)(——it时刻点滤波后东西向速度记录，单位为米每秒（m/s）；SNitv)(——it时刻点滤波后东西向速度记录，单位为米每秒（m/s）；DUitv)(——it时刻点滤波后垂直向加速度记录，单位为米每秒（m/s）。DB/TXXXXX—XXXX46.2.4.3如记录仅为两水平方向记录，公式（1）中DUita)(及公式（2）中DUitv)(均应设置为零。6.2.4.4如记录仅为单水平方向记录，取记录的绝对值。6.2.5计算PGA和PGV采用公式（3）计算地震动加速度峰值，采用公式（4）计算地震动速度峰值。)](max[itaPGA....................................(3))](max[itvPGV....................................(4)式中：)(ita——it时刻点合成加速度记录，单位为米每平方秒（m/s2）；)(itv——it时刻点合成速度记录，单位为米每秒（m/s）。7仪器地震烈度计算方法及等级划分7.1计算IPGA和IPGV采用公式（5）计算IPGA，采用公式（6）计算IPGV。PGAPGAPGAPGAPGAPGAIPGA单水平方向二水平方向合成三方向合成826233596203596173101010.)(log..)(log..)(log.....................(5)PGVPGVPGVPGVPGVPGVIPGV单水平方向二水平方向合成三方向合成2110233789203779173101010.)(log..)(log..)(log......................(6)7.2计算II采用公式（7）计算II，计算结果取小数点后一位有效数字，如II小于1.0时取1.0，如II大于12.0取12.0。060620606../)(..PGVPGAPGVPGAPGVPGAPGVIIIIIIIII或且......................(7)7.3仪器地震烈度等级划分7.3.1仪器地震烈度用I表示，共分12级，每级分别用阿拉伯数字1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12表示。7.3.2仪器地震烈度I为地震仪器烈度计算值II四舍五入取整后的数值。7.3.3仪器地震烈度等级划分方法见表1。DB/TXXXXX—XXXX5表1仪器地震烈度表与地震动峰值对应表仪器地震烈度I仪器地震烈度计算值II数值及范围PGA数值及范围（m/s2）PGV数值及范围（m/s）三方向合成二水平方向合成单水平方向三方向合成二水平方向合成单水平方向10II1.51.80×10-2（2.57×10-2）1.80×10-2（2.57×10-2）1.57×10-2（2.24×10-2）1.21×10-3(1.77×10-31.10×10-3(1.60×10-3)1.10×10-3(1.59×10-3)21.5≤II2.53.69×10-2（2.58×10-2～5.28×10-2）3.69×10-2（2.58×10-2～5.28×10-2）3.20×10-2（2.25×10-2～4.58×10-2）2.59×10-3(1.78×10-3～3.81×10-3)2.37×10-3(1.61×10-3～3.49×10-3)2.30×10-3(1.60×10-3～3.33×10-3)32.5≤II3.57.57×10-2（5.29×10-2～1.08×10-1）7.57×10-2（5.29×10-2～1.08×10-1）6.54×10-2（4.59×10-2～9.34×10-2）5.58×10-3（3.82×10-3～8.19×10-3）5.15×10-3（3.50×10-3～7.59×10-3）4.82×10-3(3.34×10-3～6.97×10-3)43.5≤II4.51.55×10-1（1.09×10-1～2.22×10-1）1.55×10-1（1.09×10-1～2.22×10-1）1.33×10-1（9.35×10-2～1.91×10-1）1.20×10-2（8.20×10-3～1.76×10-2）1.1