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。     

乌鲁木齐中强地震地震动特征分析

以乌鲁木齐烈度速报台网建成以来发生的乌鲁木齐M_S4.5以上中强地震强震动数据记录为依据,统计分析强震动加速度记录特征及对建筑物的影响。分析结果表明,乌鲁木齐区域地震动峰值加速度高于新疆区域土层衰减曲线;计算3个典型台站记录的5%阻尼比加速度反应谱,其周期在0.1～0.4 s范围内,高于规范设计反应谱谱值,且在周期0.4 s后迅速下降到规范设计谱值以下;同时拟合了乌鲁木齐地区PGA与PGV对数线性关系,为本区域中强地震PGA与PGV换算提供参考依据,通过PGA与PGV联合计算其仪器烈度。     

震动图快速生成系统研究

震动图（ShakeMap）是描绘地震发生之后地震动分布情况的一种工具,它显示的是地震产生的地面运动和可能的烈度破坏情况.本文的研究重点是如何实现用计算机自动绘制震动图,主要选择了峰值地面加速度等值图、仪器烈度分布图为研究对象.并对如何确定强震动质心、如何在台站稀疏地区估计地面运动加速度值、如何进行场地校正、如何将PGA/PGV转换为仪器烈度值做了深入的研究.     

近场水平地震动选取原则及脉冲型水平地震动弹性谱特性研究

以近40年来世界范围内发生的20次地震总计800条水平地震记录为基础,从加速度反应谱入手,研究震中距、PGV/PGA比值及震级对水平加速度反应谱特性的影响,提出了一种同时考虑震中距、PGV/PGA比值及震级3个指标的近场地震动选取方法。然后对选取的脉冲型水平地震记录作加速度反应谱研究场地类别、震级、PGV/PGA比值等因素对脉冲型水平地震动反应谱特性的影响。研究表明:(1)PGV/PGA>0.2、震中距D<20 km、6.50.2、震中距207.0作为中远场脉冲型地震动的选择原则需要进一步研究。(3)震级M_w>7.0时脉冲型地震动反应谱谱值在中长周期范围内明显增大。(4)PGV/PGA>0.2时脉冲型地震动平均谱谱值在中长周期范围内明显增大。     

地震烈度与峰值加速度、峰值速度相关性研究

为了研究地震烈度与峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)之间的定量关系,收集了中国28次地震、美国52次地震、伊朗9次地震、墨西哥8次地震中的强震动台站记录及其对应的震后调查烈度资料,采用箱线图检验基础数据中的离群值,通过层次分析法设置权重的加权最小二乘法回归得到Ⅴ≤I≤Ⅸ烈度区内,烈度与PGA、PGV的定量关系分别为:I=3.73log PGA-1.23;I=3.61log PGV+2.72。从Ⅴ度至Ⅸ度,其烈度与PGA的关系是烈度表中各值的1.5倍至1.1倍左右;与PGV的关系是烈度表中各值的1.3倍至1.1倍左右。本文统计的烈度与PGA、PGV之间的转换关系可供我国地震灾害评估以及抗震设计等参考。     

2020年7月12日唐山古冶MS5.1地震的强震动特征

首都圈强震动观测台相对密集,区域强震动观测能力较强。2020年7月12日6时38分在河北省唐山市古冶区发生M_S5.1地震,强震动台和烈度台共收集到三分量强震动记录363组。通过强震动记录数据处理绘制了PGA和PGV的空间分布图,初步认识到此次地震强烈的地震动主要集中于震中附近区域,远离震中的天津塘沽—宁河—宝坻三角区域也观测到“异常增大趋势”的地震动,这与1976年唐山地震的宏观烈度异常区较为一致。同时分析了强震动记录PGA、PGV随距离的衰减规律,通过与为第五代区划图编制建立的东部强震区衰减关系的计算值对比,可以看出与此次地震中PGA、PGV的衰减具有一致的趋势。      

粤西沿海震动图的生成和研究

震动图是描绘地震产生的地面运动和可能破坏情况的有效工具,主要包括峰值地面速度(PGV)等值线图、峰值地面加速度(PGA)等值线图和仪器烈度分布图等.基于华南数字地震台网记录到的2010年7月9日MS3.7级阳江地震的数据资料,利用SAC和GMT软件从记录到的地震波形数据提取地面运动参数,生成了PGV和PGA等值线图,并...     

熊本MW7.0地震近场地表与井下地震动对比研究

选取日本熊本M_W7.0地震断层距小于200 km的82个近场KiK-net台站记录到的三分量记录数据进行基线校正后,获得近场地面运动水平向的峰值加速度PGA、峰值速度PGV及周期为0.2,1,2,3,5和10 s的加速度反应谱数据,并与美国NGA-West2的地震动预测模型相比较,研究熊本地震地表和井下地震动峰值及反应谱的衰减特征,通过比较KiK-net台站地表与井下记录结果,探讨浅层场地放大效应的影响。研究结果表明:① 对于井下观测结果,NGA-West2的地震动模型对PGA和短周期0.2 s的反应谱的预测值与井下观测值相比整体偏高,而PGV和较长周期地震动（如1,2和3 s的反应谱）的预测值与井下观测值较为吻合;② 地表观测记录的PGA,PGV和周期为0.2—3 s的反应谱残差整体上随v_S30对数值的增大呈线性减小的趋势,而周期为5 s和10 s的长周期部分,其场地效应的影响很小;③ 相对于井下记录,地表记录的地震动PGA,PGV和周期为0.2,1和2 s的反应谱有明显的放大,这种放大作用随浅层场地剪切波速的增大而减小;周期为3,5和10 s时长周期地震动的放大效应很小。      

2013年7月22日岷县漳县6.6级地震强震记录及特征分析

2013年7月22日甘肃省定西市岷县漳县交界发生6.6级地震,国家强震动台网在甘肃、四川和陕西的64台强震仪触发并获得了主震加速度记录。本文对强震动记录进行了常规处理,统计了强震动记录数量随震中距的分布,绘制了空间地震动加速度等值线图;通过观测数据与霍俊荣和意大利新一代地震动衰减公式对比,分析了峰值加速度(PGA)及谱加速度衰减关系,发现此次地震观测数值远低于常用地震动预测值;利用渭河盆地的远场记录验证了远场地震动卓越周期变大的特点以及场地对记录的影响;参考岷县地区地质特点并通过分析宏观烈度及地震动的谱烈度,初步确定了地震震害与烈度的相关性。     

2021年5月21日云南漾濞MS6.4地震随机有限断层三维地震动模拟

2021年5月21日云南省大理州漾濞县发生MS6.4 地震,震中附近遭受了强烈地震破坏.为预测此次地震的地震动影响场,利用震源运动学破裂随机模型,基于随机有限断层三维地震动模拟方法,给出了此次地震中 28个触发强震动台站的三分量加速度时程模拟记录,并结合强震动观测记录,估计了此次地震的地震应力降及震源破裂过程,进一步模拟给出了此次地震中 2823 个虚拟观测点的三分量加速度时程.结果表明,模拟记录的峰值地面加速度(PGA)、峰值地面速度(PGV)与观测值接近,并体现了地震动峰值的衰减规律、近场饱和效应和破裂方向性效应;模拟与观测记录的 5%阻尼比拟加速度反应谱(PSA)的幅值接近、谱形相似,在0.05～10 s周期段,模拟记录可以很好地预测地震动.基于三分量模拟记录给出了漾濞MS 6.4 地震的仪器测定地震烈度图,与云南省地震局发布的烈度图接近,极震区烈度最高可达Ⅷ度,震源破裂方向性导致震中 SE方向的烈度普遍高于 NW方向,受局部场地条件影响沿洱海西侧出现高烈度异常区.     

渭河盆地中土层场地对地震动的放大作用

土层场地对地震动的影响较大,建(构)筑物的选址及其抗震设防必须考虑土层场地的放大作用,以避免或减轻其震害.汶川地震中,布设在渭河盆地中的数字强震动台网共有27个台站(包括2个基岩台站和25个土层台站)获得良好的主震加速度时程.利用这些加速度时程,选择汤峪台做为参考场地,基于考虑几何衰减的传统谱比法分析研究了25个土层场...     

基于实测记录分析场地因素对海底地震动特性影响

目前基于海底实测记录的分析发现海底与陆地地震动特性存在明显差异,但难以进一步确定海底地震动特性的影响因素。在以往研究的基础上对比同次地震中相邻海底台站间地震动特性的差异,并分析造成差异的原因。以日本K-NET地震台网中6个海底强震台站及其相邻不同场地条件陆地台站监测的8次强震记录为研究对象,通过分析强震记录的峰值加速度、水平放大系数谱、竖向与水平反应谱的比谱等,对比分析不同海底台站地震动的特性,以及海底台站与相邻不同场地条件陆地台站地震动特性的差别。研究发现：（1）海底与陆地竖向地震动存在明显差异;（2）不同海底台站间地震动特性亦存在较大差异和明显的规律性,海底场地条件、地形等场地因素对海底地震动特性的影响较大;（3）海底水平向地震动反应谱的特征周期较大,谱特性介于陆地中硬土与软土场地间。     

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。     

Characteristics of amplitude and duration for near fault strong ground motion from the 1999 Chi-Chi, Taiwan Earthquake

A great number of free-field ground motion records are obtained during the 1999 Chi-Chi, Taiwan, earthquake. Records from 130 near fault free-field stations within 55 km to the causative fault surface are used as database, and characteristics of earthquake peak ground acceleration, velocity, displacement and duration are analyzed. According to this study, near fault ground motions are strongly affected by distance to fault, fault rupture directivity, site condition, as well as thrust of hanging wall. Compared with empirical strong ground motion attenuation relations used in China, US and Japan, the PGAs and PGVs recorded in this earthquake are not as large as what we have expected for a large earthquake as magnitude 7.6. However, the largest PGV and PGD worldwide were recorded in this event, which are 292 cm/s and 867 cm, respectively. Caused by nonlinear site effects of soil, peaks and corresponding ratios on E-class site were markedly different from those on other sites. Just as observed in historic earthquakes, fault rupture directivity effects caused significant differences between peaks of ground motion of two horizontal components, but took very slight effects on the duration of ground motion. The significant velocity pulses associated with large PGVs and PGDs, as well as large permanent displacements, which may result from the large thrust of the hanging wall, became the outstanding character of this event. Based on this study, we point out that 3D waveform modeling is needed to understand and predict near fault ground motion of large earthquakes.     

2017年九寨沟MS7.0地震场地特征分析

场地条件对地震动具有较大影响, 研究不同场地条件下的地震动特征对地震动的校正具有重要意义。 本文以九寨沟地震为例, 收集了66个台站的198条三分量强震观测记录和SRTM(Shuttle Radar Topography Mission)公里格网的DEM(Digital Elevation Model)数据, 从多个角度对场地特征进行分析。 首先根据坡度法使用DEM数据对九寨沟特征进行了场地分类, 然后讨论了不同场地类型下的加速度时程、 加速度反应谱、 地震动衰减等地震动特征。 研究表明, 缺少实测资料的情况下, 地形坡度可以作为Vs30(地表以下30 m范围的平均剪切波速度)的一种替代指标, 利用坡度法可以较快速地对场地进行分类; 利用强震观测记录能够从多角度对台站的场地特征进行分析, 不同场地类型对地震动影响不同, 其中, 土层对地震动具有明显的放大效应。 该结论可以为地震动结果的校正提供依据。     

Site response to multi-directional earthquake loading: A practical procedure

Site response to earthquake loading is one of the fundamental problems in geotechnical earthquake engineering. Most site response analyses assume vertically propagating shear waves in a horizontally layered soil–rock system and simply ignore the effect of site response to vertical earthquake motion, although actual ground motions are comprised of both horizontal and vertical components. In several recent earthquakes very strong vertical ground motions have been recorded, raising great concern over the potential effect of vertical motion on engineering structures. Being a step toward addressing this concern, this paper presents a simple and practical procedure for analysis of site response to both horizontal and vertical earthquake motions. The procedure involves the use of the dynamic stiffness matrix method and equivalent-linear approach, and is built in the modern MATLAB environment to take full advantages of the matrix operations in MATLAB. The input motions can be specified at the soil–bedrock interface or at a rock outcropping. A detailed assessment of the procedure is given, which shows that the procedure is able to produce acceptable predictions of both vertical and horizontal site responses.     

汶川地震远场地震动场地相关性与分析方法评价

为考查远场地震动的场地相关性并评价一些场地特性分析方法的适用性,采用不同方法对汶川地震山东省12个远场台站的强震记录进行了分析.选取台站分别位于按建筑抗震设计规范(CBC)场地划分中的Ⅰ—Ⅲ类场地上.地震动记录的分析方法包括傅里叶幅值谱法,地震反应谱法,水平与竖向谱比率法,参考点谱比率法,以及尾波分析等.结果表明,按傅里叶幅值谱法,地震反应谱法,水平与竖向谱比法计算得到的卓越周期均远大于台站场地的卓越周期,不同方法得到的结果之间也有较大差别,且主要反映长周期地震动的卓越频率;参考点谱比率法的结果未反映地震动的卓越周期,也与场地的卓越周期差别较大;对完整记录尾波分析所得的结果比较接近场地的卓越周期.希望本文能为考虑远场地震作用时设计谱的建立,以及场地特性估计时地震动分析方法的选取提供参考依据.     

汶川地震强地面运动模拟

基于确定性震源模型的方法主要用于计算低频(11 Hz)地震动常用经验格林函数法或随机方法,对低频地震动模拟不够准确．本文在确定性震源模型方法基础上,尝试采用分解给定的震源模型的方法来模拟宽频带(0.1——10 Hz)强地面运动,即采用分级离散断层面和分解断层面破裂单元上升时间的方法,增加震源时间函数中的高频信号,从而避免了对地震记录丰富程度和准确性的依赖．文中模拟计算了汶川MS8.0地震在8个地震观测台的地震动,将模拟结果和观测记录进行了加速度时程曲线和傅里叶振幅谱的对比分析．对比结果显示,模拟估计的地震动峰值加速度和持续时间与观测记录的数据基本在plusmn;50%的精度范围内相同,傅里叶振幅谱显示模拟结果有得到10 Hz左右的高频成分. 四川盆地中的台站模拟结果高频衰减比观测记录要快,原因是模拟过程没有考虑场地效应.对强地震动模拟还是要综合考虑震源、传播路径和场地的影响．研究结果表明,此改变震源输入的确定性方法可应用于模拟近断层宽频强地面运动．      

Site response in the Qionghai Basin in the Wenchuan earthquake

Amplification effects of soil site response can significantly impact ground motions, and must be considered in the seismic fortification of buildings/structures to prevent or mitigate this potential seismic hazard. Utilizing acceleration time histories from the main shock of the Wenchuan earthquake recorded at four stations (i.e., one on bedrock and three on soil) in the Qionghai Basin, the site responses from three soil sites are studied by using the traditional spectral ratio method. The bedrock site is selected as a reference site. This study found that peak ground accelerations (PGAs) on the soil sites are much larger than on bedrock, with EW, NS and UD components of 3.96–6.58, 6.27–10.98, and 3.17–6.66 times those of the bedrock site, respectively. The amplification effects of the soil sites on ground motions in the frequency range of 0.1 Hz to 10 Hz are significant, depending on the thickness of the soil layer and the frequency content of the site. A significant amplification occurs with high frequency components of ground motion at shallow soil sites, and low and high frequency components of ground motion at intermediate soil sites.