基于小震经验格林函数研究中等地震破裂方向性:以2008年攀枝花M_(S)6.1地震为例

中小地震破裂方向性研究在确定实际发震面以及地震灾害评估中具有非常重要的意义.本文以2008年8月30日攀枝花M_(S)6.1地震为研究实例,以较小余震作为经验格林函数地震,利用表观震源时间函数随台站方位角变化特性,确定了主震的破裂方向、破裂尺度以及破裂速度,验证了该方法的适用性和可行性.研究结果表明,主震的破裂方向为几乎正南的184°,破裂长度8.05 km,破裂速度3.35 km·s^(-1),进一步确认了主震震源机制解其中沿南北向的节面是地震实际发震面,主震在水平方向沿着南北向元谋断裂从北往南破裂.攀枝花地震震源破裂速度接近地壳剪切波速度,这可能是造成此次地震虽然震级不大但破坏性严重的重要原因.本文综合分析主震的矩心深度、震源机制解、破裂方向性以及构造应力背景等信息,探讨了地震发生的破裂过程以及灾害严重的原因.

基于相对质心震中的地震破裂方向性测定方法研究:以2008年云南盈江M_S6.0地震为例

地震破裂方向性参数包含了断层几何形态、破裂长度等信息,对于地震灾害评估、孕震机理研究具有重要意义.但是基于点源近似的震源矩中心张量机制解(CMT)或断层面解(fault plane solution)只能给出两个节面,无法确定破裂断层面.本文提出一种基于质心与起始震中的差异确定发震断层的方法,该方法利用P波到时来测定主震与参考地震间相对起始震中,同时利用波形反演震源机制过程中的主震时移与参考地震时移之差测定相对质心震中,在假定单侧破裂的情形下,根据时移之差随方位角的变化推断破裂断层面.本文使用该方法研究了2008年云南盈江MS6.0走滑型地震,发现其破裂方向与其他方法结果一致.由于该方法基于相对起始震中和质心震中,可有效削弱速度结构模型不准确以及地震绝对位置误差带来的影响,应可适用于其他类似类型6级左右地震的破裂方向性研究,但仍需进一步工作对其进行验证.

2021年漾濞地震序列破裂方向性研究

基于2021年云南漾濞M_(S)6.4地震序列的强震动记录,建立了地震动参数预测方程,采用破裂方向性效应拟合方法估计了强震动记录丰富且空间分布均匀的九次地震的震源破裂方向性特征.结果表明:其中的四次地震(1号、4号、8号、9号)表现出破裂方向性效应,且均为不均匀双侧破裂,但优势破裂方向不同(4号和8号为东南向,1号西北向,9号西南向),说明2021年漾濞地震序列的地震破裂较为复杂;由于主震(4号地震)的破裂速度较慢(约为2.2 km/s),其破裂方向性效应较弱且主要对峰值速度有影响,其它三次地震破裂方向性效应十分显著,破裂速度大于主震;此外,四次地震的破裂方向性效应还存在一定的周期相关性.

基于区域地震波形的2017年新疆精河MS6.6地震破裂方向性及发震构造研究

2017年8月9日的新疆精河MS6.6地震是近年来天山北缘发生的最大地震,震中位于由多条逆冲断层组成的库松木契克断裂带内.由于震源较深、构造形变复杂、区域地震台站相对稀疏,仅根据震源机制解、余震分布和InSAR观测结果等难以直接判定发震构造.本文针对倾滑型地震发展了一种基于区域地震波形的破裂方向性测定方法,利用余震作为参考地震进行路径校正,根据主震和参考地震的波形时移差和Pn-Pg到时差分别确定主震在水平方向和深度方向的破裂尺度,进而推断同震破裂的延展方向和延伸尺度.本文在反演了主震的点源参数后,应用新发展的方法测定了地震的破裂方向性.点源反演结果显示,精河地震是一个发生在中地壳的高角度逆冲地震,矩震级约6.2,质心深度21km,震源持续时间5.5s,两个双力偶节面分别为102°/45°/106°(NP1)和259°/47°/74°(NP2).破裂方向性分析结果显示,地震的破裂面为南倾的NP1节面,地震沿着破裂起始点向西南方向、向下破裂,总破裂长度约11.5km,其中,沿深度的破裂范围约7km,沿水平的破裂范围约9km,平均破裂速度约2.1km·s-1.综合区域地质资料、卫星影像等判定本次地震的发震断层为精河南断层,地震可能只破裂了断层的下段(17~25km),并未破出地表.

近断层地震破裂方向性效应对装配式混凝土桥墩抗震性能影响试验研究

为研究近断层地震破裂方向性效应对装配式混凝土桥墩抗震性能的影响规律,探究装配式混凝土桥墩在近断层地区的应用前景。设计制作了2个缩尺比为1:6且具有不同墩高的灌浆套筒连接装配式混凝土桥墩试件。选取位于破裂前区(forward region,FR)、破裂区(middle region,MR)和破裂后区(backward region,BR)等三类破裂带不同区域的近断层地震动,并对其进行频谱分析。在此基础上,分别沿水平单向和水平双向输入以开展2个试件的振动台试验。结果表明:FR地震动具有明显的长周期效应,BR地震动在高频段幅值较为显著;MR地震动作用下桥墩地震响应最为剧烈,BR地震动作用下其值最小;装配式桥墩构件的墩底塑性铰发展区域存在上移现象,与墩底装配式连接构造相比,墩身分多节段对装配式桥墩抗震性能影响不大;纵筋应变是套筒应变的1.70倍,纵筋有先于套筒屈服的可能,灌浆套筒内灌浆料与钢筋之间的黏接可靠性是影响灌浆套筒连接性能的关键因素;沿激励方向横截面外缘布置的预应力束,对试件沿该向的动力响应有削弱作用,合理布置预应力钢绞线可以降低桥墩试件的地震响应,增强装配式桥墩的恢复能力。

近场强地震动模拟中对破裂的方向性效应和上盘效应的表达

为了模拟近场强地震动,采用了基于有限断层模型的一种随机合成方法。震源破裂面被剖分成一定数量的子源,总的地震矩分成数量更多的子震的矩。一给定子源中一次子震引起的场地地震动的傅氏谱,通过考虑点源的谱、随着距离的衰减、能量耗散及近地表效应等导出。据此幅值谱和一个随机相位谱,并与一个时程包络函数结合,合成一个子震时程。将各子源中各个子震引起的所有时程叠加,得出场地的地震动时程。叠加中,各子震时程之间的时滞,据子震发震时差和子源至场地的距离差别引起的时差确定。对一个设定地震,选用4个断层面倾角,计算了近场21个地点的地震动。结果表明,本文方法可以很好地表达破裂的方向性效应和上盘效应。为了验证方法的可靠性,对1994年美国北岭地震中3个近断层台站MCN,LV3和PCD模拟的地震动与实际记录的加速度反应谱和时程作了比较。

2014年8月3日云南鲁甸M6.5地震破裂方向性研究

2014年8月3日云南鲁甸发生了M6.5地震,造成了严重的人员伤亡与经济损失.基于近震波形CAP方法反演得到的震源机制解表明此次地震主要为走滑型地震,两个断层节面的走向分别为70°及160°左右.由于震源区构造复杂,分布着不同尺度及走向的断层,仅根据地震断层面解难以确认发生破裂的实际断层.利用主震和参考地震之间的P波到时差及CAP反演过程中得到的时移信息,测量得到了鲁甸地震质心位置与破裂起始位置的差异,确定了地震断层面解中走向为160°的节面为真实破裂面.本文得到的鲁甸地震破裂方向性可为进一步研究该震发震成因提供参考.

近断层地震动破裂向前方向性与滑冲效应对典型地铁车站结构动力响应的影响

以台湾集集地震的近断层地震动记录TCU051-EW、TCU052-EW、TCU054-EW、TCU068-EW、TCU068-NS、TCU082-EW作为输入,使用有限差分程序FLAC对北京市拱形断面结构形式的单层三跨典型地铁车站进行了水平向弹塑性动力时程分析,研究了近断层地震动破裂向前方向性与滑冲效应引起的两种不同形式地震动对典型地铁车站结构动力响应的影响。计算结果表明:虽然破裂向前方向性效应与滑冲效应的输入地震动峰值加速度设置相同,但由滑冲效应地震动引起的结构相对水平位移差、峰值加速度及地震应力明显大于由破裂向前方向性效应地震动引起的结构相对水平位移差、加速度及地震应力,滑冲效应地震动较向前方向性效应地震动对地下结构的破坏更具危害性;输入破裂向前方向性效应近断层地震动时,拱形中跨顶板中部、边跨拱形顶板中部及中柱上端的水平方向加速度峰值均大于结构底板及中柱下端、底板中心等部位水平方向加速度峰值,即破裂向前方向效应地震动对结构上端的加速度反应特性具有放大作用,而输入滑冲效应近断层地震动时,结构上端水平方向加速度峰值却均小于结构下端水平方向加速度峰值,即滑冲效应地震动对结构上端的加速度反应特性具有减小作用,意味破裂向前方向性效应地震动造成结构上端动力响应较大,而滑冲效应地震动会使得结构底部动力响应较大。

近断层地震动破裂向前方向性与滑冲效应对隔震建筑结构抗震性能的影响

选择台湾集集地震和美国北岭地震的近断层地震动记录作为输入,考察了近断层地震动破裂向前方向性与滑冲效应引起的两种不同速度脉冲运动对单自由度体系和长周期橡胶支座隔震建筑结构抗震性能的影响.反应谱分析表明,破裂向前方向性与滑冲效应对工程结构地震响应的影响是随结构周期变化的.在中短周期段,含破裂向前方向性效应地震动的谱加速度值大于含滑冲效应地震动的谱加速度值;而在长周期段,含滑冲效应地震动的谱加速度大于含破裂向前方向性效应的谱加速度值.并且,与无脉冲地震动作用相比,含破裂向前方向性与滑冲效应脉冲的近断层地震动作用下隔震建筑的地震响应显著增大.滑冲效应引起的速度脉冲使隔震建筑底部的层间变形和楼层剪力明显增大,这意味着滑冲效应脉冲比向前方向性效应脉冲对长周期建筑结构的破坏更具危害性.

中强地震破裂方向性测定方法及其在发震断层判定中的应用

中强地震(M 5.5~7)数量多,复发周期短,空间分布广,有时会造成严重的灾害,因此快速准确地测定中强地震的震源参数是防震减灾研究的重要内容之一.基于点源近似的矩张量解是常用的震源描述方式,然而,在此理论框架下,断层面与辅助面是等效的、无法区分.引入破裂方向性(Rupture directivity),可以描述地震的破裂过程有限性(包括破裂面、破裂方向、破裂长度、破裂速度等),区分发震断层面.确定地震破裂方向性主要有野外地质调查、大地测量观测及反演、地震学观测及反演等三大类方法;前两种方法更为直观,而地震学方法的数据获取更为迅速、时间分辨率更高.通过余震空间分布、地面震动强度分布、震源时间函数的时频特征、破裂起始点与质心点的相对位置以及地震波形反演等,可以确定地震的破裂面、破裂方向等破裂方向性参数.对于大地震或者浅震,对地表破裂的野外地质调查以及大地测量观测反演提供了对发震断层的直观约束.台站密集地区的精定位余震分布、场地效应已知地区的地面震动强度分布可以用于推测破裂面、破裂方向等.基于不同方位角震源时间函数的持续时间或频谱特征差异的方法,一般适用于有比较密集地震观测台网的地区,能够较好约束地震的双侧破裂特征.基于破裂起始点与质心点的相对位置差异的方法,在稀疏台网下仍有较好的适用性,但是主要适用于单侧破裂的地震.利用地震波形直接反演,对于较大的地震或者三维速度结构较好地区,可以获取更丰富的破裂过程信息.需要综合不同测定方法使之流程化,并在重点研究区建立历史地震及噪声互相关函数等数据库,快速提供三维速度结构路径校正.在此基础上,仍然需要继续发展方法利用地震的早期波形确定破裂面、破裂方向等,为地震预警提供关键信息.结合密集经济型的地震观测、连续GNSS观测等数据,对中强地震的破裂方向性参数提供更好的约束.

2016年1月21日青海门源MS6.4地震破裂方向性研究

2016年1月21日青海省门源县发生MS 6.4级地震,震中及周围地区震感明显,大量房屋损坏.虽然地震发生在人烟稀少地区但仍有9人受伤.本文开展了门源地震震源参数及破裂过程参数的研究,以期为理解门源地震的发震机理,完善震中区域震后灾害评估体系,进一步探究中等强度逆冲地震的破坏程度空间分布等提供基础信息.首先,利用青海、甘肃省固定台站和部分青海省流动台站记录的地震波形数据,拾取近震震相Pg、Pn、Sg到时,并使用HYPOINVERSE-2000和Pn/Pg相对定位方法,以2016年8月13日门源MS 4.7余震作为参考事件对主震进行重新定位.然后,结合两次地震CAP方法反演过程中的质心深度和时移信息,利用最小二乘法拟合得到门源地震沿走向和倾向的破裂方向性特征.结果显示主震沿断层走向破裂长度为9.6 km,呈现单侧破裂特征;主震质心深度和起始破裂深度分别为9 km和10 km,沿断层倾向方向上属于双侧破裂.对于门源地震的深部孕震过程,推测可能是青藏高原东北缘受到印度板块与欧亚板块碰撞和阿拉善地块与鄂尔多斯地块刚性阻挡作用下,经过长期应力积累导致地震的发生.

震源破裂方式和断层性质对近场强地震动特征的影响

基于数值格林函数法的近场强地震动数值模拟方法,以1994年Northridge地震断层面上位错量的不均匀分布模式和该地区的地层剪切波速度结构为震源模型和计算模型,做了两个方面的模拟研究:(1)直立走滑断层(断层倾角为90°)情况下,模拟分析了有限断层单侧破裂模式和双侧破裂模式对强地震动特征——破裂方向性和上盘效应的影响;(2)对于倾斜断层(倾角为45°),模拟分析了正断层、逆断层和走滑断层情况下,单侧破裂模式对其强地震动主要特征——破裂方向性效应和上盘效应的影响。结果表明:断层的破裂方式直接影响着地表地震动峰值和矢量分布;在近场区无论直立断层还是倾斜断层,其地表地震动峰值分布所表达的破裂方向性效应显著,位于破裂传播前方的地震动强度大,反映了波前被压缩的趋势,破裂后方地震强度明显变小;倾斜断层引起的上盘效应明显,NS向分量和竖向分量的地表地震动峰值的最大值出现在上盘靠近断层迹线处,EW向分量的峰值在断层迹线两侧呈不对称分布,且逆断层引起的地震动峰值最大,走滑断层的次之,正断层的最小。

1976年M_S7.8唐山地震断层动态破裂及近断层强地面运动特征

采用美国南加州地震委员会(SCEC)Steven Day博士提供的三维有限差分断层瞬态破裂动力学模型(3DFDM),以1976年唐山Ms 7.8地震为例,从简化的断层双侧破裂模式出发,对该地震发震断层的动态破裂过程及近断层地表运动特征进行了仿真模拟和计算.研究区域为围绕发震断层200 km×140 km×40 km(深度)的长方形块体组成,模拟计算的空间分辨率和时间分辨率分别为200 m和0.012 s,形成的空间网格节点数为1051×701×201.在DELL小型工作站上,我们实现了对源程序的移植和并行计算.同时,通过引进计算机可视化技术,对模拟数据进行了3D/4D解释分析.另外,在对源程序修改过程中,实现了对京津唐地区三维地壳速度结构的嵌入,在一定程度上增强了对地震波传播以及地面运动模拟的真实性,并讨论了地震破裂的方向性对近断层地表运动的影响.最后根据初步研究结果结合京津唐地区活动断层构造特征,对唐山M_S7.8级主震后随之而来的1976滦县M_S7.1级余震及宁河Ms6.9级余震的动态触发机制提出了新的解释.由于受主震破裂方向性作用的影响,使得主震对后续两个较大余震产生的动态应力变化的峰值在断层的走滑方向上较大,为2～3 MPa,在逆冲方向上较小,为0.1～0.2 MPa.即唐山主震的发生使得其周边的应力场有一个瞬态的应力调整,唐山主震对后续余震的发生有促发作用.

关于2021年5月滇西漾濞M_(S)6.4地震序列特征及成因的初步研究

2021年5月21日21时48分在滇西苍山西麓漾濞地区发生M_(S)6.4(MW6.1)强震,相关地震活动表现为一个典型的前震-主震-余震序列。本研究分别就该地震序列的构造背景、M1.0以上地震的双差定位、主要地震的矩张量反演和破裂传播方向、应力场反演及断层滑动趋势以及潮汐作用等方面进行了初步分析。矩张量反演结果表明,矩心深度为6.0 km。根据断层破裂传播方向分析结果及精定位余震分布判定,主震震源断层产状为走向137°,倾角75°,滑动角-167°,破裂沿南东向单侧扩展,右旋走滑含正断层分量。漾濞地震序列发生在红河断裂带北段延伸方向上的乔后—巍山断裂附近,但主震震源断层及主要余震的分布在走向和位置上均明显偏离已知的乔后—巍山断裂。地震序列受一个发育程度不高、含多级雁列构造的北西向为主、北东向为次的共轭走滑断层系统(本文称为"漾濞断层")所控制,整体上沿北西向断层展布,主震与部分强余震为北西向断层活动所致,但中强前震和多数余震为北东向断层活动所致。中强震的断层破裂均为单侧扩展,北西向断层主要表现为南东向破裂扩展,而北东向断层沿两个方向破裂扩展,相邻地震还存在往返破裂现象。对截至5月23日所发生的M>4.0前震和余震进行了全矩张量反演。利用漾濞地震震中15 km范围内20多个MW>3.4余震的比较可靠的震源机制解反演了该区的应力场,结果显示:主应力形状比φ=(σ_(2)-σ_(3))/(σ_(1)-σ_(3))为0.46±0.17;最大主应力轴的方位角为188.0°±9.0°,倾伏角为12.4°±7.0°;中间主应力轴近直立,倾伏角为72.1°±11.3°;最小主应力轴的方位角为280.3°±7.0°,倾伏角为10.4°±12.0°。本文还对理论潮汐应变及应力进行了分析,结果表明,该地震序列受潮汐调制作用十分明显。5月18日18时及19日20时开始的两组前震群的首个主要地震以及5月21日晚发生的主震均发生在潮汐体应变和库仑应力的峰值附近,余震活动也与潮汐有明显的相关性。综合主要地震震源机制解、前震及余震分布、潮汐调制特征、基于应力场反演的断层滑动趋势分析以及滇西北地区以往类似地震活动研究结果,本文初步推断:漾濞地震受深部流体作用的影响明显,5月18日18时开始的第一次前震活动高潮从北西向断层的一个拉张性断层阶区开始,最大前震的震源断层为北东向断层,随后向北西方向迁移;19日20时开始的第二次前震活动高潮集中在主震震源附近。这些地震的触发及深部流体作用共同促进了北西向断层的活动,但主震的发生受深部流体作用为主。

跨断层桥梁地震响应特性研究

为了解跨断层桥梁地震响应规律,为桥梁抗震设计与研究提供参考,以一座跨越走滑断层梁桥为研究对象,利用混合模拟法合成了跨断层桥梁地面运动时程,基于地震动位移输入模型,采用非线性时程分析法计算了该桥的结构地震响应,并从内力和位移响应方面与对应近断层桥梁进行了对比分析。结果表明:跨断层梁桥的桥墩承受较大扭矩;在断层错动方向,断层两侧主梁、支座及桥墩的内力、位移响应方向相反,地震动结束后,存在显著的残余内力和位移,具有较大的结构破坏风险。建议设计时应基于跨断层桥梁的地震响应特性,进行针对性的抗震设防,以减轻或避免结构破坏带来的不利影响。

近断层地震动作用下双层隔震体系的地震响应分析

提出了采用基础隔震和层间隔震并用的双层隔震体系,输入近断层地震记录,考察了破裂向前方向性和滑冲效应脉冲对隔震结构的影响。研究表明,采用双层隔震体系可比单独采用基础隔震体系取得更好的减震效果,滑冲效应脉冲比破裂向前方向性脉冲对双层隔震结构更具有破坏性。中间隔震层的位移幅值通常要比基础隔震层的位移幅值大,应注意控制中间隔震层的最大位移不超过容许位移。在破裂向前方向性和滑冲效应脉冲地震作用下,中间隔震层宜分别设置在结构的中下部和结构的中部左右方可取得较好的减震效果。

近断层地震动运动特征对组合隔震体系减震性能的影响

输入近断层地震记录,考察了破裂向前方向性和滑冲效应脉冲对组合隔震体系减震性能的影响.研究表明,滑冲效应脉冲比破裂向前方向性脉冲对组合隔震结构更具有破坏性,在破裂向前方向性脉冲地震作用下,LRB隔震体系的隔震效果比组合隔震体系的效果稍好.在滑冲效应脉冲地震作用下,采用组合隔震体系可有效减小隔震层的位移幅值,但隔震结构的顶层加速度峰值和基底剪力略有增大.

地震动模拟的两步随机经验格林函数方法研究

合理预测未来可能发生的地震中工程场地的地震动是地震危险性分析的关键,近年来提出的两步随机经验格林函数方法得到了广泛应用并成功模拟了一些地震的地震动,但是该方法仍然存在一些亟待解决的问题。本文基于两步随机经验格林函数方法开展地震动模拟的相关研究,重点解决该方法目前存在的一些问题,包括:地震应力降的表示、模拟地震动不确定性的定量分析、震源破裂方向性的模拟、缺乏经验格林函数的处理,本文旨在为两步随机经验格林函数方法在地震危险性分析中的应用打下基础。本文主要工作如下:(1)给出了用于地震动模拟的应力降估计模型并检验了模拟结果的有效性。基于地震应力降的研究结果,将地震应力降表示为服从对数正态分布的数据集,标准差(log10)确定为0.2—0.6,平均应力降根据地震平均滑动位错与破裂面纵横比的关系近似估计。基于两步随机经验格林函数方法模拟了2013年MW6.6芦山地震、2008年MW6.9岩手宫城内陆地震和2016年MW7.1熊本地震的地震动,震源模型只考虑高应力降的凹凸体区域。模拟结果发现,短周期(<2.0 s)模拟地震动与观测记录较为一致或相差不大,长周期(>2.0 s)模拟地震动则明显偏低,这可能与经验格林函数缺乏长周期信号有关,凹凸体之外的低应力降破裂区域对模拟地震动的贡献很小。(2)定量给出了两步随机经验格林函数方法模拟地震动的不确定性。首先采用不同应力降比值(0.5—8.0,固定间隔1.5)分别模拟芦山、熊本和岩手宫城内陆地震的地震动,发现模拟地震动随应力降比值的增大而增大,模拟地震动的残差与应力降比值的自然对数有明显的线性负相关,据此建立了模拟地震动与应力降比值的定量关系。其次,采用蒙特卡罗随机抽样方法随机给出服从对数正态分布的目标地震应力降,其中应力降标准差(log10)分别为0.2—0.6,分别模拟上述3次地震的地震动,建立了模拟地震动标准差与应力降标准差的定量关系,结果发现应力降标准差越大则模拟记录的标准差相对越小,长周期模拟地震动的不确定性更小;当应力降标准差为0.2—0.6时,模拟记录的标准差约为0.11—0.37。最后,讨论了随机破裂过程引起的模拟地震动的不确定性,根据K-S检验证实多次随机过程模拟地震动服从对数正态分布,200次随机过程模拟地震动的对数标准差约为0.05—0.15,且随周期(0.05—2.0 s)增大而增大。(3)提出了利用两步随机经验格林函数方法模拟震源破裂方向性的技术思路。首先,选取两次震源破裂方向性显著的芦山地震余震(EQⅡ和EQⅢ)作为经验格林函数模拟主震地震动,模拟结果发现模拟地震动表现出显著的方向性效应,且与小震方向性特性一致,说明经验格林函数的选取有必要考虑小震震源破裂方向性的影响。其次,提出以视拐角频率替代拐角频率改进现有的两步随机经验格林函数方法,基于改进方法采用EQⅢ的记录再次模拟芦山地震,结果显示模拟地震动并未表现出明显的方向性效应,且与实际观测记录较为一致,证实改进方法有效地表示(消除)了小震震源破裂方向性的影响。最后,基于改进方法模拟了一系列震源破裂方向性特征不同的地震,模拟地震动表现出相应的破裂方向性效应,主破裂前方的模拟地震动普遍高于主破裂后方,验证了改进方法实现地震动方向性效应模拟的可行性。(4)探索性地提出了广义经验格林函数的概念,并将其应用于唐山地震的地震动模拟。为弥补小震记录缺乏对经验格林函数方法的限制,提出了不考虑大小地震震源位置差异的广义经验格林函数的概念。分析日本强震动记录与中国地震动衰减关系的事件内残差,结果表明中国东部强震区和青藏地震区与日本地区传播路径差异对震中距<150 km的地震动PGA的影响可近似忽略,对PSA有很小的影响,说明日本地区的强震动记录可近似作为中国地区目标地震的广义经验格林函数。选取K-NET台站及KiK-net井下基岩台站记录分别模拟芦山地震具体台站的地震动及地震动场,结果表明,观测记录大体上位于模拟地震动平均值加减一倍标准差范围内,初步检验了广义经验格林函数的可靠性。最后,选取KiK-net井下基岩台站的记录作为模拟1976年MS7.8唐山地震基岩面地震动的广义经验格林函数,模拟地震动(<3.0 s)与地震动预测方程预测值较为一致,且模拟地震动PGA等值线与宏观烈度较为一致。

近断层地震动的基本特征

本文对近断层地震动的基本特征作了详细分析,这些基本特征主要包括近断层强地震动的集中性、地表破裂、地面永久变形、破裂的方向性效应、近断层速度大脉冲和上盘效应。这些特征虽然在一次地震中不一定同时出现,但它们是已经被强震观测资料和数值模拟证实了的,在模拟和预测近断层地震动时,必须充分考虑这些特点,合理的近断层地震动模拟或预测模型和方法应当在结果中再现这些特点。

特征地震强地面运动参数衰减公式拟合

计算机仿真模拟设定地震断层动态破裂传播和近断层强地表运动响应的结果表明，对于特征地震而言，近断层附近的地表运动特征与断层破裂传播的方向性有着强烈的依赖关系．当场地（观测点）至断层的距离给定时，正向于破裂传播方向的场地（场地A）的地表质点运动（位移、速度、加速度），远远大于震中附近（场地B）和反向于破裂传播方向的场地（场地C）的地表质点运动，而且沿断层垂直分量所辐射的SH波的传播起到了主导作用．对应于场地A，B和C，统计分析结果表明，峰值加速度的几何平均值之比为2．15：1．5：1，而且各自的均方差分别为0．12，0．11和0．13．如果将所得的研究结果应用于概率地震危险性分析中，对于较低的年超越频度，近断层附近的地表峰值加速度的估算值可下降15％～30％．因此，考虑到断层破裂传播方向性对地表运动的影响，区域衰减曲线的回归分析模型应该给予恰当的修正．