强地面运动数值模拟方法研究进展
申文豪1
刘少林1
李孟洋2
1.应急管理部国家自然灾害防治研究院,北京 1000852.应急管理部国家自然灾害防治研究院,北京 100085;中国科学院大学地球与行星科学学院,北京 100049
摘要：地震产生破坏作用的根源是断层突然错动激发地震波造成地表强烈振动,即强地面运动.强地面运动数值模拟可系统揭示震源、地球介质及场地条件等因素对地震动的影响机制,是地震工程与地球物理交叉领域的重要研究方向,对于降低地震风险、保护人民生命财产安全具有重要作用.从发展历程看,强地面运动数值模拟已从单一方法走向多方法融合,从低频解析迈向宽频高精度.本文系统总结了强地面运动数值模拟方法的分类及应用情况,各种方法均存在自身优势及不足:确定性方法可直接求解波动方程,适用于复杂介质和低频地震波的计算,但存在计算效率低的问题.随机性方法适用于计算高频地震波且计算高效,但是缺乏明确物理意义.确定-随机混合模拟方法则存在高频低频地震波叠加难以物理自洽的缺点.震源编码技术可通过频率域编码减少波动方程求解次数,大幅提升大规模模拟效率.人工智能技术可获取断层破裂、介质影响和地震波传播之间的复杂非线性关系,无需显式构建物理方程,更高效模拟强地面运动.虽然目前仍存在强震数据稀缺及计算资源限制等短板,随着计算机技术、人工智能和跨学科合作的发展,强地面运动数值模拟将更高效、更准确,在震害风险评估、抗震设计优化及震后应急救援等方面发挥更大作用.
关键词：强地面运动数值模拟地震波模拟震源模型
分类号：P631(天文学、地球科学)
论文发表日期：2025-09-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：21( 475-495 )
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