基于深度学习的平均剪切波速预测方法及其在加速度计记录中的应用

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内容提要

我们提出了一个使用GANO的数据驱动模型,能够根据震级、破裂距离、顶部30米时间平均剪切波速度以及构造环境或断层风格条件下生成振动加速度时间历程的算法。验证和评估结果显示该框架能够恢复震级、距离和VS30尺度,并产生一致的中位数尺度。该框架应用于生成风险定位地面运动的特定场地工程应用。

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关键要点

  • 提出了一个使用生成对抗神经运算器(GANO)和机器学习技术的数据驱动模型。
  • 该模型能够根据震级、破裂距离、顶部30米时间平均剪切波速度和构造环境生成振动加速度时间历程。
  • 介绍了条件地面运动合成算法(cGM-GANO)及其相较于以前工作的优势。
  • 使用南加州地震中心生成的模拟地面运动验证cGM-GANO框架。
  • 在日本KiK-net数据集上训练cGM-GANO,能够恢复傅里叶幅度和伪谱加速度的震级、距离和VS30尺度。
  • 通过残差分析和与传统地面运动模型的比较评估cGM-GANO,结果显示一致的中位数尺度。
  • 在训练数据稀缺的情况下,短距离上观察到最大误差,但响应谱序列的混合变异性能够很好捕捉。
  • 该框架的应用包括生成面向特定场地工程应用的风险定位地面运动。
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