22 / 2025-03-11 14:41:25

SMSIM参数全局敏感性分析

SMSIM模型；Sobol序列；Sobol全局敏感性分析；参数优先级排序

SMSIM（Stochastic Method Simulation of Ground Motion）是一种常用的地震动模拟方法。大量实际应用表明，该方法具有较宽的参数取值范围和较大的不确定性，且模拟结果易受到参数间耦合效应的影响，这使得基于局部敏感性分析的结果受限。引入全局敏感性分析可以有效解决这一问题，但相关研究尚未见报道。本研究以Sobol方法在美国加州地区SMSIM的应用为例，探讨SMSIM中各参数对伪加速度反应谱(Pseudo Spectral Acceleration, PSA)输出的影响程度及其交互作用，结果表明：①在各参数均进行800次以上Sobol序列采样的情况下，Sobol一阶、总敏感性指数值结果趋于稳定。②本研究Sobol分析中的一阶敏感性指数结果再现了Christian Molkenthin（2014）等人在M=6∨7下R=10km&100km下对应力降\({\Delta\sigma}\)、品质因子\( {Q_0}\)的局部敏感性分析结果，实现了单个震级、距离、周期下的SMSIM中参数的优先级排序，同时揭示了\({b_1}\)、\({\Delta\sigma}\)等参数耦合作用强，小震、远距离事件路径效应明显等特征，分析结果为SMSIM模型的简化、优化和不确定性评估提供了支持③Sobol方法在SMSIM中具备良好的适用性，但该方法对参数空间的均匀采样依赖较强，高维条件下需要大量的样本以确保收敛性将耗费大量的计算资源，高维条件下其可能面临计算效率下降的问题。因此，未来在实际应用中，需权衡计算精度与效率，并结合其它方法以优化计算过程。