基于随机森林算法的相模湾区域海底地震动水平向衰减规律研究

陈宝魁; 叶宇飞; 李雨润; 王伟伟; 熊进刚

doi:10.19994/j.cnki.WEE.2026.0014

世界地震工程 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (1) : 143 -155. DOI: 10.19994/j.cnki.WEE.2026.0014

基于随机森林算法的相模湾区域海底地震动水平向衰减规律研究

陈宝魁, 叶宇飞, 李雨润, 王伟伟, 熊进刚

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摘要

由于对海底地震动特性的了解有限，目前海洋结构物的抗震设计仍沿用陆地强震记录，将较大影响结构地震反应分析的准确性。因此，针对震源机制和场地条件等因素对海底地震动衰减规律的影响展开分析。首先，研究基于K-NET台网中6个海底台站记录的1 335条海底地震动实测数据，通过引入随机森林算法来建立考虑场地条件和震源机制的水平向PGA（peak ground acceleration）、PGV（peak ground velocity）和加速度反应谱SA（spectral acceleration）的海底地震动衰减规律预测模型；其次，利用变量重要性评分程序，结合场地特征参数的重要性程度对海底台站的场地类型分组进行合理归并，并通过残差分析检验预测模型的合理性；最后，提出了相模湾区域海底地震动的预测方程并进行了相应的回归结果分析。结果表明：研究提出的海底地震动预测模型和预测方程均具有较高的拟合优度，其中，对长周期水平向加速度反应谱值的拟合优度均在0.9左右，并且拟合优度随周期增大而增加，残差分布呈现一致的优化趋势；地震动预测方程可在4.0～7.7M_W,17～390 km的震源距范围内合理预测海底地震动的反应谱值。