四川汶川8．0级地震山西数字强震动记录特征与分析

对2008年5月12日四川汶川8．0级地震,山西数字强震动台网27个台的地震加速度记录,进行了处理和分析,包括对加速度波形数据的基线校正,滤波,加速度傅立叶和反应谱计算,以及速度和位移计算。结果表明：局部场地的介质特性对地震动特征有相当大的影响,较厚的覆盖土层对较长周期的地震波有明显的放大作用。厚覆盖土层场地的强震动观测对自振周期较长建筑物的抗震设计具有重要的意义。     

基于汶川地震远场强震动记录的厚覆盖土层对长周期地震动影响分析

利用2008年5月12日汶川8．0级地震的远场强震动记录,研究太原盆地厚覆盖土层对长周期地震动的影响,并将其结果与地震安全性评价工作中的土层反应分析结果进行比较。结果表明：厚覆盖土层对长周期地震动有很强的放大作用,覆盖层厚度越厚,峰值出现的周期越大,而相对于基岩最大放大可达9倍左右。另外,对于厚覆盖层的场地,观测结果与场地地震安全性评价计算结果在一定的长周期范围内差别相当大,相对于基岩,观测结果的放大系数至少高于场地地震安全性评价计算结果的2倍以上,最大达到近9倍。     

汶川8.0级地震强震动特征初步分析

本文对国家强震动台网中心收集的2008年5月12日14时28分04秒汶川8．0级地震中获取的420组三分量加速度记录进行了处理和初步分析。在这次地震中布设在龙门山断裂带及其周围地区的50多个台站获得了大于100gal的加速度记录,有46组三分量加速度记录的断层距小于100km,使中国大陆近断层区域所获得的强震动加速度记录的数量成倍增加。本文依据这批数据,对汶川大地震强震动特性进行了初步分析,给出了此次地震断层附近地区的PGA衰减规律,并利用此规律模拟了断层附近的加速度峰值,绘制了PGA分布图、竖向PGA与水平向PGA比值图;给出了汶川地震断层附近的加速度反应谱、上盘效应、竖向效应、速度大脉冲效应等地震动特征,这些特征可作为抗震设计规范修订的依据并供灾区重建时参考。     

汶川8.0级地震强震动加速度记录的初步分析

本文对国家强震动台网中心收集的2008年5月12目14时28分04秒汶川8．0级地震中获取的420组三分量加速度记录进行了处理和初步分析。在分析前对原始加速度记录进行整理、转换数据格式、零线校正、录入原数据,形成标准格式的未校正加速度数据;在这次地震中布设在龙门山断裂带及其周围地区有50多个台站获得了大于100 Gal的加速度记录,有46组三分量加速度记录的断层距小于100km,使中国大陆近断层区域所获得的强震动加速度记录的数量成倍增加。本文依据这批数据对汶川大地震强震动特性进行了初步分析,给出了此次地震断层附近地区的PGA衰减规律,并利用此规律模拟断层附近的加速度峰值,绘制了PGA分布图;给出了汶川地震断层附近的加速度反应谱、上盘效应、速度大脉冲效应等地震动特征,这些特征可作为抗震设计规范修订的依据及灾区重建时参考;最后展望了这批强震动加速度记录的应用前景。     

强震动记录自适应基线校正方法:汶川地震应用

基线校正是强震动记录数据处理非常关键的环节之一。现有方法大都依赖主观经验,得到的永久位移值存在较大的不确定性,不能实现自动化处理。为此,提出一种自适应的强震动记录基线校正方法,以汶川地震中汶川卧龙台站(051WCW)获取的强震动记录为例叙述新方法的每个环节,并与已有方法进行比较,验证了新方法的计算准确性。最后,将新方法运用于汶川地震主震中,得到了37个强震动台站的永久位移场。通过与Wang等的研究结果比较,发现除3个台站由于数据不全无法比较外,新方法给出的24个台站的最大永久位移无论是数值还是对应方位角都与其一致。表明新方法具有一定的可靠性,同时通过对比也发现新方法存在一定的局限性,还有待进一步改进。     

基于强震动记录的汶川地震场地效应研究

场地效应一直以来是地震工程领域研究的热点。利用数值模拟和理论计算的方法进行这方面的研究已极为普遍。由于不需要太多的假设和简单的计算过程,基于强震动记录的场地效应分析方法越来越得到认可而被广泛应用。2008年汶川地震中,我国强震动观测网络(NSMONS)在主震和余震中分别获得了大量高质量的自由场加速度记录。这些记录为研究汶川地震场地效应提供了良好契机。本文以此为基础数据,从场地类别划分、场地反应广义反演和场地反应非线性识别3方面开展研究,旨在拓宽强震动记录在我国科学研究和工程实践领域的应用范围,推进强震观测事业的发展。主要工作如下:(1)在总结了目前国内外3种常用的HVSR场地分类方法优缺点的基础上,提出了一种新的分类方法——谱比熵权决策法,改进了现有方法。采用这4种方法划分了汶川地震中54个强震动固定台站和66个流动台站的场地类别。通过比较不同分类结果的差异,验证了新方法较以往方法更具合理性。(2)提出了一种新的基于HVSR形状的场地分类标准。在汶川地震强震动流动台站的场地分类中,证实了新标准可提高分类准确率,有效地解决了以往方法当HVSR曲线出现多个峰值或没有峰值的情况下无法适用的局限性。另外分类结果还表明,HVSR方法识别的场地自振周期TG与台站高程存在一定的相关性,总体上,高海拔地区的台站场地TG相对较小。(3)选取了28个强震动台站在汶川地震余震中的96个地震中获取的602组记录,采用广义反演法(GIT法)分离了其震源、路径、场地3项因素。针对台站062WUD,采用标准谱比法(SSR法)估计其场地反应并与GIT法的结果进行比较,显示两者较为一致,验证了广义反演结果的可靠性。将GIT法获得的28个台站的场地反应与HVSR法获得的结果进行比较,发现HVSR法计算的台站场地卓越频率与GIT法较一致,但场地反应幅值大都低于GIT法,验证了HVSR法能很好地估计场地卓越频率但会低估场地反应幅值的已有认识。在对数刻度下回归了1.0~5.0Hz、5.0~10.0Hz及1.0~10.0Hz频率段内的平均场地放大因子与上地表土层20m深度的等效剪切波速VS20值的线性关系,结果显示两者具有较好的相关性。(4)在运用广义反演法对汶川地震场地非线性反应进行识别与分析的过程中,定义了一种新的表示场地至地震源(site-to-source)距离的形式——凹凸体距,并验证了其相比目前常用的破裂距、断层距和震源距更能科学近似地表示大震中场地至地震源的距离,解决了广义反演方法不适用于大地震的局限性。(5)提出了将S变换应用于场地地震反应的非线性识别与分析的研究思路,与GIT法和HVSR法分别对33个强震动台站在汶川地震主震中的场地地震反应进行非线性识别与分析。结果表明,当地震动PGA300cm/s2或PGV20cm/s时,场地地震反应出现明显的非线性现象,对应台站051AXT、051GYS、051GYZ、051JYC、051JYD、051JYH、051JZW、051MXN、051SFB和062WUD,在汶川地震主震中产生了显著的场地非线性反应。通过与GIT法和HVSR法的研究结果进行比较,证实S变换在时域内可有效地进行场地反应的非线性识别,并且较频域方法具有能识别非线性发生的具体时间的优点。(6)在对汶川地震场地地震反应进行非线性识别过程中,分析了GIT法和HVSR法获得的弱、强地面运动作用下的场地卓越频率之比RFp与地震动水平PGA、PGV以及场地系数VS20、VS30之间的相关性。结果显示,RFp与PGA、PGV存在较强的正相关性,却与VS20、VS30弱相关。提出了一种新的定义场地反应非线性程度的参数——ADNL,计算了各台站的ADNL值以及其他类似参数fNL、DNL和PNL,并与地震动参数PGA进行经验回归分析,结果显示,各参数与PGA都存在强烈相关性。     

跨断层水准与汶川8.0级地震强余震监视

汶川8.0级地震后,根据中国地震局和四川省地震局的安排,四川省地震局测绘工程院完成了龙门山断裂带及附近的5个跨断层短水准测点的应急观测任务,其中双河是汶川地震后复测次数最多的场地。通过对双河跨断层短水准应急观测资料的分析,提取汶川余震监视期内出现的异常情况及与中强余震的关系进行讨论,为今后强余震的预报总结经验。分析结果认为:双河跨断层短水准定点观测反映了强震发生后断层的蠕滑特性,较好地描述了中强余震发生前跨断层垂直形变异常形态,为余震的监测预报积累了一些经验。     

汶川M_S8.0地震兰州烈度速报强震动记录与初步分析

2008年汶川MS8.0地震有感地区范围大于1 000km。甘肃省十五期间在兰州市架设了50个强震台站用于实现市区范围内的强震动烈度速报,在本次地震中大多数台站都记录到了相应的强震动记录,其中最大单道加速度峰值记录为40.4cm/s2。本文展示了43个兰州烈度速报台站记录到的共129道本次地震强震动记录信息,并初步分析了兰州市加速度峰值分布和加速度峰值与土层厚度的对应情况。     

汶川8.0级地震陕西灾区震害特征分析

分析了汶川8.0级地震对陕西造成的灾害损失及震害特点。结合陕西灾区地震地质构造与区域环境背景,研究了陕西不同烈度区的震害特征和汶川地震在宝鸡市陈仓区和西安市市区形成的烈度异常破坏现象,并进一步探讨了防震减灾的相关问题。     

山西原平4．2级地震山西数字强震动记录分析

对2009年3月28日山西原平4．2级地震山西数字强震动台网7个台的地震加速度记录进行了处理和分析,包括对加速度波形数据的基线校正、滤波、水平分向矢量合成以及部分台站速度计算（包括水平向速度矢量合成）和加速度付氏谱、反应谱计算。结果表明：记录的最大单分向（水平）加速度峰值为27．5cm／s^2,水平合成最大加速度PGAn为28．5cm／s^2,其折合地震烈度为5度。多数台站的垂直向加速度峰值大约为水平向的1／2。最大速度峰值PGVH为0．51cm／s。原平台加速度记录的谱分析表明,对于4～5级这样强度的地震,因为震源本身产生的地震波中的长周期成分很少,所以,厚覆盖土层对长周期地震波的影响在工程的意义上可以忽略。     

Analysis of Digital Strong Motion Records of the M_S 8.0 Wenchuan Earthquake by the Network of Shaanxi Province

Records of the May 12,2008 MS8.0 Wenchuan,Sichuan,earthquake from 27 stations of Shaanxi Digital Strong Motion Network are processed and analyzed,including baseline adjustment of acceleration traces,filtering,and calculations of velocities,displacements and acceleration response spectra.The results show that direction energy radiation of the large earthquake and horizontal inhomogeneous medium along the wave traveling path might both have some effect on the scattering degree of the attenuation of PGAH,besides influence of local site conditions.For the same intensity,the ratios of PGA /PGV are commonly small,on average about 5,which indicates that long period components are rich in ground motion.Intensities for most sites of the stations are within Ⅴ～Ⅶ.The larger one among PGAE-W and PGAN-S is quite close to their PGAH,which is less than 10% in relative deviation.The dominated waves are surface waves.The thicker the soil overburden is,the stronger the surface wave will be and the longer the shaking will last.Local site conditions have strong effects on ground motion,especially those of thick sediment filled-in basins,as they can significantly amplify long-period components.     

兰州观象台存放台阵汶川M_S8.0强震动记录与分析

兰州观象台存放台阵在汶川特大地震中获取了10组三分量数字强震动加速度记录.本文依据这些实际观测资料研究了黄土场地在地震发生后的自由场地面运动加速度过程及其特征.结果表明在震源、场地和震中距相同情况下,场地上不同测点记录的加速度峰值存在一定程度的差异,较明显地反映了场地地形对EW分向地面自由场加速度的影响.10个测点的峰值加速度(PGA)均显示EW向大于NS向,而垂直向最小;各测点的傅里叶谱值,尤其是在小于1 Hz频段范围内,差异极小.     

2008年5月12日汶川M_S8.0地震甘肃强震记录与初步分析

2008年5月12日四川汶川发生MS8.0地震,甘肃省甘东南地区也成为地震的受灾区."十五"期间在甘东南地区共架设了20个固定强震台站,大多数台站都记录到了这次地震,其中最大加速度峰值为184.9 cm/s2.本文展示了全省20个台站所记录的共60道强震记录信息,并初步分析了加速度的衰减规律.     

唐山丰南M4.1级地震强震记录分析

2010年4月9日唐山丰南发生M4.1级地震,津冀地区共有36个强震台站获取到强震记录,记录的最大加速度为58.92cm/s2,通过对比强震记录的峰值,发现该地震竖向峰值比水平向大,在三个分量上加速度傅氏谱谱型以多峰为主。通过对强震记录频谱特征进行分析,得出随着震中距的增大,反应谱高频成分衰减快于低频成分,竖向与水平向加速度比值与常规认为的1/2—2/3差别较大。通过对本次强震动记录反应谱标定并结合唐山地区3.5级以上地震记录,获得唐山地区土层场地反应谱谱型参数。     

从汶川8级地震探讨地震应急基础数据在现场工作中的作用

“十五”期间国家和各省建立的地震应急指挥技术系统在汶川8．0级地震中得到全面的检验,其中包含地震应急基础数据库。通过汶川8．0级地震应急工作中的实践,对陕西地震应急基础数据库的功能、作用及问题等进行初步的探讨。     

四川汶川8．0级地震及未来地震趋势分析

本文介绍了四川省汶川县8.0级地震前给出的趋势异常,即中国大陆M≥7.7级地震活动成组性和苏门答腊—中蒙交界地区M≥7.7级地震震中南北往返迁移等。文中根据中国大陆M≥7.7级地震活动成组性特点,指出2008年5月12日汶川8.0级地震的发生可能标志着自2001年至今形成的M≥7.7级地震活动组结束。但是,中国大陆未来3年有发生7级地震的可能。鉴于特定区内的地震活动特点,文中指出2006年7月4日河北文安5.1级地震可能是华北地区未来发生大震的震兆。     

汶川地震后的几点思考

本文认真思考了汶川地震对防震减灾各环节的影响,主要观点有:(1)地震预报很难,但不能不搞。(2)搞好建筑物的抗震设防、避让活断层与山地灾害隐患,或适当治理山地灾害隐患是震前防御减灾的有效途径。(3)汶川地震的紧急救援绩效卓著,但还有提升潜力。