鐘菊芳 袁峰 邱卓
摘要:利用隨機(jī)有限斷層時(shí)程模擬程序,模擬符合汶川地震區(qū)域特性的水平分量加速度時(shí)程,分析模擬加速度時(shí)程持時(shí)的空間分布和變化規(guī)律。結(jié)果表明:模擬加速度時(shí)程的各種持時(shí)分布均能很好地體現(xiàn)持時(shí)的破裂方向性效應(yīng),但未能清晰反映持時(shí)的上盤/下盤效應(yīng);模擬加速度時(shí)程的重要持時(shí)能反映近斷層區(qū)域持時(shí)明顯小于遠(yuǎn)場(chǎng)持時(shí)的特點(diǎn),但在總體空間分布上更為“單一”,未表現(xiàn)出明顯的區(qū)域“突變”現(xiàn)象;相較于重要持時(shí),模擬加速度時(shí)程與臺(tái)站記錄時(shí)程的Bolt持時(shí)之間存在更大差異;模擬加速度時(shí)程的重要持時(shí)與相對(duì)Bolt持時(shí)隨斷層距的變化趨勢(shì),總體上能反映水平分量記錄時(shí)程持時(shí)的空間變化特性。
關(guān)鍵詞:地震動(dòng)持時(shí);隨機(jī)有限斷層法;震源參數(shù);汶川地震;空間分布
中圖分類號(hào):P315.914?文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A?文章編號(hào):1000-0666(2019)04-0483-10
0?引言
地震動(dòng)持時(shí)(以下簡(jiǎn)稱持時(shí),記為Ts)是描述地震動(dòng)工程特性的重要參數(shù)之一,對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)具有重要影響。大量研究表明:地震動(dòng)持時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的最大延性位移和累積滯回耗能均有明顯影響,尤其對(duì)結(jié)構(gòu)積累破壞效應(yīng)的影響更為顯著(Hancock,Bommer,2007;Iervolino?et?al,2006;盛明強(qiáng)等,2007);地震動(dòng)持時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)非線性反應(yīng)的影響程度隨屈服強(qiáng)度系數(shù)的減小而增大(劉鳴等,1994)。持時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)抗倒塌能力有重要影響,長(zhǎng)持時(shí)的地震動(dòng)將可能產(chǎn)生較長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)荷載并導(dǎo)致更大的結(jié)構(gòu)響應(yīng)(Raghunandan,2013)。在長(zhǎng)持時(shí)的地震動(dòng)作用下,構(gòu)件抗疲勞強(qiáng)度和剛度的退化將大大降低結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力(Chandramohan?et?al,2013)。地震動(dòng)持時(shí)的重要性毋容置疑,但其在工程實(shí)際中并未像振幅和頻譜一樣得到廣泛應(yīng)用,因此對(duì)地震動(dòng)持時(shí)進(jìn)行更為深入的研究將有助于推動(dòng)其理論研究與工程應(yīng)用。
近年來(lái),不少學(xué)者對(duì)地震動(dòng)持時(shí)的空間分布和隨斷層距(R)的變化規(guī)律等進(jìn)行了研究。胡進(jìn)軍(2009)分析發(fā)現(xiàn),汶川地震中地震動(dòng)的峰值、反應(yīng)譜和持時(shí)均顯示出了明顯的方向性特征;破裂后方場(chǎng)點(diǎn)的地震動(dòng)持時(shí)明顯大于破裂前方的持時(shí),差別可達(dá)數(shù)倍;盧書楠等(2013)通過(guò)研究汶川地震臺(tái)站記錄,發(fā)現(xiàn)近斷層特征對(duì)地震動(dòng)持時(shí)有顯著影響;任葉飛等(2014)通過(guò)研究蘆山地震臺(tái)站記錄,得出蘆山地震重要持時(shí)和Bolt持時(shí)高于全球經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)方程估算值,且Bolt持時(shí)衰減顯著慢于全球平均水平的結(jié)論;王巧臨(2014)認(rèn)為重要持時(shí)的分布主要受發(fā)震斷層的控制,70%和90%重要持時(shí)均隨斷層距的增加而增大。以往研究往往是基于具體臺(tái)站記錄開(kāi)展的,利用模擬地震加速度時(shí)程分析地震動(dòng)持時(shí)特性的研究較少,因此,通過(guò)模擬時(shí)程分析地震動(dòng)持時(shí)的空間分布等特性,對(duì)于提升地震動(dòng)模擬的精確性具有一定意義。
為了揭示目前地震工程界常用的隨機(jī)有限斷層法模擬水平加速度時(shí)程地震動(dòng)持時(shí)的空間分布及變化規(guī)律,在已有汶川地震震源參數(shù)研究成果的基礎(chǔ)上,本文采用隨機(jī)有限斷層時(shí)程模擬程序,對(duì)已獲取的汶川地震記錄的87個(gè)自由地表臺(tái)站場(chǎng)點(diǎn)(R<300?km)進(jìn)行地震動(dòng)加速度時(shí)程模擬,每個(gè)臺(tái)站取50條模擬水平分量加速度時(shí)程(簡(jiǎn)稱模擬時(shí)程,用ES加以區(qū)分)的地震動(dòng)持時(shí)的平均值作為分析對(duì)象,對(duì)比分析模擬時(shí)程地震動(dòng)持時(shí)與汶川地震臺(tái)站記錄的兩水平分量(簡(jiǎn)稱記錄時(shí)程,分別用EW和NS表示東西和南北水平分量)地震動(dòng)持時(shí)的空間分布及變化規(guī)律,探討模擬地震動(dòng)持時(shí)的空間分布規(guī)律和變化特性,以及震源參數(shù)對(duì)地震動(dòng)持時(shí)空間分布的影響規(guī)律。
1?數(shù)據(jù)選取
汶川地震發(fā)生過(guò)程中,中國(guó)強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)網(wǎng)獲取了一大批高質(zhì)量的地震動(dòng)記錄,為研究近場(chǎng)地震動(dòng)特性提供了豐富的數(shù)據(jù)。選取汶川地震中斷層距R300?km的87個(gè)臺(tái)站的EW和NS分量的地震動(dòng)加速度記錄進(jìn)行分析。其中11個(gè)基巖臺(tái)站,其余為Ⅱ類土層場(chǎng)地臺(tái)站,臺(tái)站的基本信息見(jiàn)表1(萬(wàn)衛(wèi),2013)。
表1中R的計(jì)算是以汶川地震地表破裂帶為發(fā)震斷層在地表的投影位置,取多個(gè)地表破裂帶現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查點(diǎn)的經(jīng)緯度和臺(tái)站的經(jīng)緯度計(jì)算得到的最小距離(萬(wàn)衛(wèi),2013)。由于地震動(dòng)持時(shí)計(jì)算過(guò)程中只涉及到加速度時(shí)程,受基線漂移等影響較小,因此本文所選的原始記錄數(shù)據(jù)不進(jìn)行基線調(diào)整等數(shù)據(jù)處理。
2?參數(shù)選取及持時(shí)計(jì)算
國(guó)內(nèi)外學(xué)者將汶川地震斷層模型分為單斷層模型和雙斷層模型(趙翠萍等,2009;張勇等,2008;畢研磊等,2017;Nakamura?et?al,2010)。由于雙斷層模型中的青川斷裂的應(yīng)力釋放以及滑動(dòng)位移相對(duì)于整個(gè)斷層比重很小,喻畑(2012)認(rèn)為單斷層模型與雙斷層模型的選擇對(duì)有限斷層模型影響不大。為簡(jiǎn)易起見(jiàn),本文考慮使用單斷層模型進(jìn)行模擬,所選汶川地震震源參數(shù)取值見(jiàn)表2。由于汶川地震存在明顯的上/下盤效應(yīng),因此應(yīng)區(qū)分上/下盤影響對(duì)品質(zhì)因子進(jìn)行取值(喻畑,2012;華衛(wèi)等,2009);不同場(chǎng)地條件的平均場(chǎng)地放大系數(shù)見(jiàn)表3;震源模型滑動(dòng)分布選用王衛(wèi)民等(2008)反演汶川地震得到的有限斷層模型。
采用隨機(jī)有限斷層法擬合得到了R<300?km的87個(gè)臺(tái)站的加速度時(shí)程,并計(jì)算得到模擬時(shí)程的70%和90%重要持時(shí)(分別記為Ts70和Ts90)以及絕對(duì)和相對(duì)Bolt持時(shí)(分別記為TsBA和TsBR),并統(tǒng)計(jì)得到87個(gè)臺(tái)站模擬與記錄時(shí)程持時(shí)比值的均值和標(biāo)準(zhǔn)差,如表4所示。
由表4可知,參數(shù)調(diào)整前除Ts70的持時(shí)比均值很接近1.00外,其余3種都小于0.90,其中TsBR的ES/NS持時(shí)比均值只有0.70。因此,需進(jìn)一步調(diào)整模擬汶川地震加速度時(shí)程的參數(shù)取值,使更多持時(shí)定義的模擬與記錄時(shí)程更為接近。
對(duì)于特定地震,Δσ、Q(f)和kappa值對(duì)Ts的影響較大,其中kappa值與相對(duì)持時(shí)成正相關(guān)而與絕對(duì)持時(shí)成負(fù)相關(guān),即kappa值對(duì)各種Ts的影響趨勢(shì)不一(袁峰,2017)。這里采取調(diào)整Δσ和區(qū)分上下盤影響的Q(f)中Q0和f值的方式。參考以往對(duì)四川地區(qū)Δσ和Q(f)的研究成果,經(jīng)反演確定用于模擬汶川地震的Δσ=?95?Pa,Q(f)上盤=?360f0.70,Q(f)下盤=315f0.92,由此得到參數(shù)調(diào)整后的87個(gè)臺(tái)站模擬時(shí)程與記錄時(shí)程比值的均值和標(biāo)準(zhǔn)差見(jiàn)表4。對(duì)比參數(shù)調(diào)整前后的4種持時(shí)比值均值和標(biāo)準(zhǔn)差可知,調(diào)整參數(shù)后的均值整體上有了明顯升高,除Ts70比值的均值與1.00差值更大外,其余3種持時(shí)比值的均值都更接近于1.00,且此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差仍較小,大都在0.30左右波動(dòng),最大也不超過(guò)0.65。調(diào)整參數(shù)后的Ts90及TsBR的持時(shí)比均值分別達(dá)到0.96和0.94以上,擬合結(jié)果能夠很好地滿足地震工程界對(duì)模擬時(shí)程持時(shí)的精度要求。
3?模型參數(shù)取值的合理性分析
以理縣桃坪(51LXT,R為23.0?km)和九寨白河(51JZB,R為114.2?km)2個(gè)臺(tái)站為例,從記錄時(shí)程和模擬時(shí)程的波形、峰值加速度(PGA)及加速度反應(yīng)譜(Sa)等方面進(jìn)行對(duì)比分析,說(shuō)明所選用模型參數(shù)的合理性。
3.1?加速度時(shí)程波形
51LXT和51JZB臺(tái)站記錄時(shí)程和模擬時(shí)程的波形見(jiàn)圖1。
(1)51LXT臺(tái)的模擬時(shí)程的波形整體上與記錄時(shí)程的波形很相近,能夠體現(xiàn)震動(dòng)最為強(qiáng)烈的波段;模擬時(shí)程的PGA值為316.43?cm/s2,而記錄的PGA值為339.73~379.58?cm/s2,模擬值稍小于記錄值;
(2)51JZB臺(tái)在0~5?s的模擬加速度值稍大于記錄值,其它時(shí)間點(diǎn)的模擬效果很好。模擬PGA值為94.32?cm/s2,而記錄的PGA值為70.84?~112.20?cm/s2,模擬PGA值位于記錄PGA值取值區(qū)間;模擬時(shí)程的波形與記錄時(shí)程波形很接近,較好地反映了主震持續(xù)時(shí)間。
3.2?PGA值
每個(gè)臺(tái)站50條模擬時(shí)程的PGA期望值與記錄時(shí)程的PGA及其誤差值隨斷層距R變化對(duì)比見(jiàn)圖2。由圖中看出,模擬時(shí)程的PGA與記錄時(shí)程PGA吻合程度較好,衰減趨勢(shì)基本一致;相較于遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域(R>100?km),近場(chǎng)區(qū)域(R≤100?km)的模擬誤差更小,但大多數(shù)模擬誤差均在0.5范圍內(nèi),即觀測(cè)PGA值為模擬PGA值的0.6~1.6倍。由于臺(tái)站記錄的PGA值受場(chǎng)地效應(yīng)和地形條件的影響較大,而我國(guó)西南地區(qū)大都是山區(qū)地形,因此很難模擬得到符合所有臺(tái)站的PGA值。
3.3?加速度反應(yīng)譜
模擬時(shí)程與記錄時(shí)程的加速度反應(yīng)譜Sa的對(duì)比見(jiàn)圖3,圖中灰色線條為50條模擬時(shí)程的加速度反應(yīng)譜,加粗線條為50條模擬時(shí)程的加速度反應(yīng)譜的均值。
由圖3可知,51LXT臺(tái)的模擬時(shí)程的加速度反應(yīng)譜值,無(wú)論是在高頻還是低頻部分,都與臺(tái)站記錄時(shí)程的加速度反應(yīng)譜值很接近;51JZB臺(tái)在0.8~5?s范圍內(nèi)的模擬時(shí)程的加速度反應(yīng)譜值較記錄時(shí)程偏大,其它頻率點(diǎn)的模擬效果很好。
式中:Saj(Ti)?和Saj′(Ti)?分別為第j個(gè)臺(tái)站記錄的EW或NS分量時(shí)程和模擬時(shí)程在周期Ti的反應(yīng)譜值。
加速度反應(yīng)譜Sa比值的對(duì)數(shù)值的均值與方差可表示為(李亞楠,2016):
式中:N為臺(tái)站的數(shù)量,本文N取87。
使用式(2)、(3)計(jì)算87個(gè)臺(tái)站加速度反應(yīng)譜比值的對(duì)數(shù)值的均值與方差,隨周期的變化如圖4所示。
由圖4可知,所有臺(tái)站的模擬值在2~5?s范圍內(nèi)與觀測(cè)值吻合較好,平均誤差接近于0,表示模擬值與觀測(cè)值很相近。但在0.05~2?s范圍內(nèi),平均誤差較大,由負(fù)值逐漸增大為正值,具體表現(xiàn)為:模擬值先是高估了觀測(cè)值,而后兩者差異逐漸減小;在0.1?s左右時(shí),模擬值低于觀測(cè)值,且隨周期增大誤差進(jìn)一步增加,在0.5?s左右達(dá)到峰值??傮w來(lái)說(shuō),模擬時(shí)程的加速度反應(yīng)譜稍小于臺(tái)站記錄時(shí)程,但基本上能夠滿足大多數(shù)工程結(jié)構(gòu)的要求。出現(xiàn)模擬值低估觀測(cè)值的原因可能主要有以下2個(gè)方面:一是所取臺(tái)站的R較大,超過(guò)一半的臺(tái)站R>100?km,最大的R接近300?km,而以往研究表明隨機(jī)有限斷層法在近斷層區(qū)域擬合效果較好,在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域較差;二是考慮到Δσ與持時(shí)成負(fù)相關(guān),且以往研究模擬加速度時(shí)程的持時(shí)往往低估水平分量時(shí)程的持時(shí),因此所取Δσ較張勇等(2008)關(guān)于汶川地震的研究成果偏小(李亞楠,2016)。
由上面的分析可知,2個(gè)臺(tái)站的模擬時(shí)程在波形、PGA以及Sa都與臺(tái)站記錄比較接近,說(shuō)明所采用的隨機(jī)有限斷層模型參數(shù)是合理的。
4?模擬時(shí)程持時(shí)的空間分布特征
為分析模擬時(shí)程持時(shí)的空間分布特征,利用調(diào)整后的模型參數(shù),每個(gè)臺(tái)站50條模擬時(shí)程的持時(shí)平均值及記錄時(shí)程持時(shí)的分布如圖5所示。從圖中可以看出:
(1)模擬時(shí)程的各種持時(shí)分布均能很好地體現(xiàn)持時(shí)的破裂方向性效應(yīng),即斷層破裂前方區(qū)域的持時(shí)較后方小;相較于記錄時(shí)程持時(shí)分布體現(xiàn)出的顯著上/下盤效應(yīng),即上盤區(qū)域持時(shí)較下盤小,模擬時(shí)程持時(shí)的分布并未很明顯地表明持時(shí)的上/下盤效應(yīng),但從斷層的左下方區(qū)域的持時(shí)分布仍可看出上下盤持時(shí)分布存在差異,表現(xiàn)為斷層左下方持時(shí)較左上方持時(shí)更大。模擬時(shí)程的持時(shí)并沒(méi)有將汶川地震記錄時(shí)程的持時(shí)的上/下盤效應(yīng)很好地體現(xiàn)出來(lái),可能是受到各種因素例如地形、場(chǎng)地效應(yīng)等影響,而模擬參數(shù)只在Q(f)取值方面考慮了上/下盤區(qū)域的差異,未從其他方面考慮上下盤區(qū)域存在的差異。
(2)模擬時(shí)程的Ts70和Ts90均能體現(xiàn)近斷層區(qū)域持時(shí)明顯比遠(yuǎn)場(chǎng)持時(shí)小的特點(diǎn),即在斷層附近出現(xiàn)了明顯的持時(shí)較周圍小的現(xiàn)象。從重要持時(shí)的總體分布而言,模擬時(shí)程持時(shí)基本上能夠反映記錄時(shí)程持時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的特征,但在一些小區(qū)域的持時(shí)分布上仍存在差異,表現(xiàn)為記錄時(shí)程持時(shí)在某些區(qū)域存在“突變”,如臺(tái)站記錄時(shí)程的Ts90在(103°E,30°N)附近出現(xiàn)的“綠色”區(qū)域,而模擬時(shí)程持時(shí)在總體空間分布上更為“單一”,
未表現(xiàn)出明顯的區(qū)域“突變”現(xiàn)象。這可能是由于持時(shí)受局部場(chǎng)地條件的影響較大,而模擬時(shí)程往往只是在整體上對(duì)場(chǎng)地條件進(jìn)行模擬,很難反映小區(qū)域的場(chǎng)地條件變化。模擬時(shí)程與臺(tái)站記錄時(shí)程的這一差異在Bolt持時(shí)中也有體現(xiàn)。
(3)相較于重要持時(shí),模擬時(shí)程與臺(tái)站記錄時(shí)程的Bolt持時(shí)之間存在更大的差異。首先,臺(tái)站記錄時(shí)程的Bolt持時(shí)表現(xiàn)出上/下盤效應(yīng)明顯而破裂方向性效應(yīng)較弱的特點(diǎn),而模擬時(shí)程持時(shí)則剛好相反,表現(xiàn)出明顯的上/下盤效應(yīng)和較弱的破裂方向性效應(yīng)。以TsBR為例,由于汶川地震上盤區(qū)域峰值加速度和脈沖加速度均強(qiáng)于下盤區(qū)域,而TsBR的閾值取決于與峰值加速度的相對(duì)大小,使得上盤區(qū)域的TsBR閾值大于下盤,即計(jì)算持時(shí)的“準(zhǔn)入門檻”更高,因此上盤區(qū)域的TsBR更小。
5?模擬時(shí)程持時(shí)的空間變化性
模擬時(shí)程持時(shí)Ts70、Ts90及TsBR隨斷層距R的空間變化特性可以采用式(4)(王倩,2015)進(jìn)行擬合分析:
Ts=a+bR+clgR+ε(4)
式中:a,b,c均為回歸系數(shù);ε為誤差。
TsBA則采用式(5)(王倩,2015)進(jìn)行擬合分析:
TsBA=aebR+ε(5)
表5和圖6同時(shí)給出了模擬時(shí)程和記錄時(shí)程的各種持時(shí)隨R變化的回歸結(jié)果。從圖6和表5可知:
(1)Ts70,Ts90,TsBA和TsBR隨R的變化趨勢(shì),總體上能夠反映記錄時(shí)程持時(shí)的空間變化特性。具體來(lái)說(shuō),R>100?km時(shí),ES向的TsBA隨R變化較為平緩,但從擬合參數(shù)b值可知,其確實(shí)是隨著R增加而增加的。相較于Ts70,ES向R<100?km的Ts90更能夠反映記錄時(shí)程持時(shí)的空間變化特性,表現(xiàn)為該范圍內(nèi)Ts90的記錄值與擬合值曲線更為接近。這可能是由于閾值為5%~95%時(shí),重要持時(shí)能夠體現(xiàn)更多的地震動(dòng)能量范圍,受局部脈沖加速度影響較小。
(2)當(dāng)R<300?km時(shí),ES向的Ts70總體上大于臺(tái)站記錄時(shí)程的Ts70,且隨著R的增加,這種差異逐漸減小,表現(xiàn)為Ts70的記錄值與擬合值曲線隨R的增加逐漸靠近。而Ts90和TsBR則與Ts70的情況剛好相反,二者的模擬加速度時(shí)程持時(shí)都小于相應(yīng)的臺(tái)站記錄時(shí)程持時(shí),且隨著R的增加這種差異逐漸增大。不同閾值的重要持時(shí)出現(xiàn)差異可能是由于:相較于臺(tái)站記錄時(shí)程,模擬時(shí)程在整個(gè)時(shí)域上分布的時(shí)間范圍較小;且隨著R的增加,實(shí)際地震波傳播過(guò)程中受到傳播路徑及復(fù)雜地形等影響越大,而模擬過(guò)程中很難將這些影響因素原本地反映在模擬參數(shù)中,這導(dǎo)致時(shí)域上的時(shí)間范圍差異逐漸增加;又考慮到臺(tái)站記錄時(shí)程的Ts70往往反映的是震動(dòng)最為強(qiáng)烈、加速度脈沖最集中的時(shí)間部分,其受R增大的影響較Ts90小。因此,隨R增加,模擬時(shí)程與記錄時(shí)程的Ts70差異逐漸減小,而Ts90差異逐漸增大。
(3)當(dāng)Ts90<60?s時(shí),絕大多數(shù)臺(tái)站的模擬時(shí)程持時(shí)與臺(tái)站記錄時(shí)程持時(shí)相差很小,且隨著R的增加,二者逐漸接近;當(dāng)Ts90>100?s時(shí),模擬時(shí)程與記錄時(shí)程的持時(shí)之間差異較大,即很少有臺(tái)站的模擬時(shí)程Ts90>100?s,此時(shí)持時(shí)似乎達(dá)到一種“飽和”狀態(tài),其他持時(shí)定義下的持時(shí)也有類似現(xiàn)象,表現(xiàn)在圖中即為模擬時(shí)程持時(shí)的較大值大小相當(dāng)。這可能是由于模擬時(shí)程的過(guò)程中設(shè)定的模擬參數(shù)過(guò)于單一,很少體現(xiàn)地震發(fā)生、傳播過(guò)程和場(chǎng)地條件等會(huì)出現(xiàn)的復(fù)雜“特殊”情況,而在實(shí)際地震中這些因素往往對(duì)持時(shí)的大小產(chǎn)生較大影響。
模擬時(shí)程和臺(tái)站記錄時(shí)程的TsBA隨R的變化趨勢(shì)不一致,即臺(tái)站記錄時(shí)程的TsBA隨R的增大而減小,而此時(shí)模擬時(shí)程的TsBA與R成正相關(guān),表現(xiàn)在擬合系數(shù)上即為記錄時(shí)程Ts曲線的b值為負(fù)數(shù),而擬合值曲線的b值為正數(shù)。這可能是由于模擬時(shí)程在整個(gè)時(shí)域上分布的時(shí)間范圍較記錄記錄時(shí)程小,而TsBA是根據(jù)固定的加速度閾值進(jìn)行計(jì)算,導(dǎo)致模擬時(shí)程的TsBA總體較測(cè)點(diǎn)記錄時(shí)程的持時(shí)小。
6?結(jié)論
基于隨機(jī)有限斷層法,參考現(xiàn)有汶川地震震源參數(shù)的研究成果,經(jīng)反演確定了汶川地震的模型參數(shù),并從模擬時(shí)程的波形、PGA幾何衰減和Sa誤差等方面檢驗(yàn)了該模型參數(shù)的合理性,利用模擬得到的R<300?km的87個(gè)臺(tái)站加速度時(shí)程,分析了模擬時(shí)程的持時(shí)特征。結(jié)果表明:
(1)模擬時(shí)程的各種持時(shí)分布均能很好地體現(xiàn)持時(shí)的破裂方向性效應(yīng),但并未很明顯地表明持時(shí)的上/下盤效應(yīng),然而從部分區(qū)域的持時(shí)分布仍可看出上、下盤持時(shí)分布存在一定差異。
(2)模擬時(shí)程的重要持時(shí)能夠體現(xiàn)近斷層區(qū)域的持時(shí)明顯比遠(yuǎn)場(chǎng)持時(shí)小的特點(diǎn),相較于重要持時(shí),模擬時(shí)程與記錄時(shí)程的Bolt持時(shí)之間存在更大差異,且模擬時(shí)程的Bolt持時(shí)表現(xiàn)出明顯的上/下盤效應(yīng)和較弱的破裂方向性效應(yīng)。
(3)模擬時(shí)程的相對(duì)持時(shí)隨R的變化趨勢(shì),總體上能夠反映記錄時(shí)程持時(shí)的空間變化特性,而模擬時(shí)程和記錄時(shí)程的絕對(duì)Bolt持時(shí)隨R的變化趨勢(shì)并不一致。
本文開(kāi)展的模擬時(shí)程持時(shí)的空間分布和空間變化規(guī)律分析,對(duì)隨機(jī)有限斷層模型參數(shù)的選取具有參考意義,為地震動(dòng)時(shí)程模擬和結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析中地震動(dòng)持時(shí)的確定提供了理論依據(jù)和計(jì)算方法。
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Study?on??Spatial?Distribution?of?Simulated?Acceleration?Ground?Motion?Duration?of??Wenchuan?Earthquake
ZHONG?Jufang1,?YUAN?Feng1,2,?QIU?Zhuo1
(1.College?of?Civil?Engineering,?Nanchang?Hangkong?University,?Nanchang?330063,?Jiangxi,?China)
(2.Urban?Planning?Design?Institute?of?Ganzhou,Ganzhou?341000,?Jiangxi,?China)
Abstract
Using?the?stochastic?finite?fault?time?history?simulation?program,?we?simulated?the?horizontal?component?acceleration?time?history?in?accordance?with?the?regional?characteristics?of?Wenchuan?earthquake,?and?analyze?the?spatial?distribution?and?variation?law?of?simulated?acceleration?time?duration.?The?results?show?that?the?distributions?of?each?time?duration?of?simulated?acceleration?time?history?can?reflect?the?rupture?directivity?effect?of?time?duration,?but?can?not?clearly?reflect?the?upper/lower?disk?effect.?Moreover,?the?significant?duration?of?simulated?acceleration?time?history?can?reflect?the?characteristics?that?the?duration?in?near?fault?area?is?obviously?smaller?than?that?in?far?field,?but?it?is?more?“single”?in?the?overall?spatial?distribution?and?does?not?show?obvious?regional?“mutation”?phenomenon.?Compared?with?the?significant?duration,?there?is?a?greater?difference?between?the?simulated?acceleration?duration?and?the?Bolt?holding?time?recorded?by?the?station.?The?changing?trend?of?these?two?durations?could?generally?reflect?the?spatial?variation?characteristics?of?the?horizontal?component?recording?with?the?fault?distance.
Keywords:?ground?motion?duration;?stochastic?finite-fault?method;?source?parameters;?Wenchuan?earthquake;?spatial?distribution