断层破碎带对非发震断层场地地震动的影响

运用动接触单元对断层场地中的非发震断层的实际运动状态进行了模拟，并结合有限元模型分析了断层场地中非发震断层对场地地震动的影响。通过计算和比较无摩擦力、有摩擦力和无断层三种工况，探讨了动接触单元模拟非发震断层的合理性。计算中还考虑了断层破碎带及断层破碎带土的一些性质，结果表明考虑断层破碎带的存在对于地震动是有影响的。同时还指出，在研究实际非发震断层对场地地震动影响时，应具体考虑场地诸因素的复杂性。     

复杂场地条件下震源参数对断层附近长周期地震动的影响

基于显式有限元方法和运动学震源模型并利用昆明盆地三维地下构造模型,本文研究了震源参数对断层附近长周期地震动的影响.结果表明,断层的破裂方式、埋藏深度、破裂速度以及断层面上位错的不均匀分布对断层附近长周期地震动有重要影响.不同破裂方式下,破裂的方向性强的区域分布不同,由于破裂的方向性效应和复杂场地条件的共同作用,导致不同破裂方式的断层附近地震动分布差别很大.随着破裂速度的增加,方向性效应更加明显,断层附近的长周期地震动也随之增大;对于浅源地震,随着断层埋深的增加,地震动明显下降.对于埋藏深度很浅的断层,当Asperity靠近断层上沿时,会显著增大其在地表投影附近的长周期地震动.能否合理地估计这些基本震源参数,是预测未来发震断层周围地震动场的关键.     

断陷盆地及断层破碎带场地地震动效应

地震动输入场的确定一直是工程地震学界的主要研究内容之一,而除了发震断层的震源效应和地震动衰减规律影响着地震动输入场的确定以外,局部场地条件也是一个非常重要的影响因素。局部场地条件包括局部地基土、局部地形和局部构造,而局部断层构造对地震动     

近断层强地震动场预测

以1997年4月11日新疆伽师地震（Mw6.1）为例,详细介绍了近断层强地震动场的预测方法.首先,用有限断层震源建模方法建立了该次地震的震源模型;然后,基于动力学拐角频率的地震动随机模拟方法,模拟了该次地震仅有主震加速度记录、且位于巨厚土层上的三个台站的加速度时程,并用实际地震记录进行了验证.在此基础上,基于预测的近断层77个节点的加速度时程的峰值绘制了该次地震的加速度场.结果表明,上述方法模拟的加速度时程在0.5 Hz以上的高频段是可行的、实用的;预测的近断层加速度场具有非常明显的上盘效应.地表最大加速度的范围与断层面上最大凹凸体位置相对应,说明与断层面上凹凸体相对应的地面上的建（构）筑物将会遭受到较为严重的震害.     

非发震断层的地震效应问题

本文采用二维动态有限元分析的方法，排除了影响宏观震害的其它因素，建立非发震断层的场地地震反应分析模型。计算中较全面地考虑了断层破碎带的尺度及带内岩土物理力学性能、断面产状、断层错距、覆盖层厚度、基岩起伏、输入波动力特性等一系列因素对地面峰值加速度及相对加速度反应谱的影响，并结合有关宏观震害资料从不同的角度对这些问题进行了初步的分析和探讨，认为非发震断层所表现出来的实际地震效应具有很大的随机性，其随机程度受控于断层自身要素的组合型式及各种外部条件。     

汤西断裂的断层围陷波初步研究

作为断层围陷波方法在城市活断层探测中的首次尝试,我们针对太行山山前断裂带南段的汤西断裂开展了爆炸震源的观测试验。运用数字滤波和频谱分析等技术,由地震记录图分离出了断层围陷波。根据2横测线的观测结果,可确定断层的位置,并可推测断层在该处宽度为200～300m。破裂面较宽,可能与其张性特征有关。分频道地震图显示,断层围陷波具有正频散现象,其低频分量传播较快。这表明断层围陷波是一种面波,可利用其频散规律研究断裂带内介质的物理性质。这次的观测结果也表明,断层围陷波并不局限于新破裂带,在老断层中也能形成和传播。事实上,只要断层带内外的介质在物理性质上有较大的差异,均能产生沿断层传播的围陷波。在城市活断层探测中,断层围陷波的方法具有非常独特的优越性     

地表岩土层对地震动特性的影响分析

利用日本强震观测网KiK-Net中两个基岩台站、两个Ⅲ类场地台站中数百条强震记录,对比基岩场地和Ⅲ类场地的地震动特性,分析傅里叶谱卓越频率与震级和距离的关系,以及上覆岩土层对地震动的影响。分析结果表明:基岩场地上,地下和地表各分量傅里叶谱卓越频率随震级增大或距离增大而减小,大小及分布规律基本一致;Ⅲ类场地上,地下记录各分量傅里叶谱卓越频率随震级增大或距离增大而减小,而地表记录的这一规律则不明显,且地下、地表卓越频率大小及分布明显不同,对于同为Ⅲ类场地但土层条件不同的台站其变化也不同。说明坚硬的基岩场地对地震动影响较小,而基岩上覆土层对地震动有明显的影响且其影响具不确定性。     

震源参数对强地面震动模拟结果的影响

基于运动学震源模型,进行了不同震源参数情形下强地面震动数值模拟.结果表明,不同的破裂过程会产生差别甚大的强地面运动分布,一次确定性震源参数的模拟结果不能作为活动断层地震危害性评价的指标,只有通过大量三维地震动场模拟计算,给出地面震动评估的统计结果,才是比较合理的发展方向.由于一次三维地震动场计算耗时很大,因此解决问题的关键是如何考虑合理的震源参数.     

含断层破碎带场地对平面SH波的放大作用

借助wolf的土层和半空间精确动力刚度矩阵和斜线荷载格林函数,采用间接边界元法在频域内求解了含断层破碎带场地对SH波的放大作用,着重分析了破碎带较窄断层两侧围岩动力响应的基本规律及场地动力特性对散射的影响.结果表明,断层破碎带对SH波有显著的影响,即使破碎带很窄,也可对SH波产生很大的放大作用;层状场地动力特性对放大作用有显著的影响.     

汶川地震中鲜水河断裂带的隔震效应1

本文以汶川地震中的非发震断层鲜水河断裂带周边石棉地区所获取的加速度记录为依据,研究了这些记录在峰值、频谱间的差异。结果表明,以鲜水河断裂带为界,近震源侧地震动强度更大且高频更丰富。对该地区区域构造特征初步分析表明,鲜水河断裂带对汶川地震产生的地震动具有隔震效应。基于显式有限元和局部透射人工边界的二维有限元断层场地模型,对该地区的地面运动模拟结果表明,入射波动所指向的一侧地面运动更小,说明较陡的断层破碎带对斜入射地震波具有一定的隔震效应。     

利用断层围陷波资料研究汶川M_S8.0地震构造特征

利用汶川地震区不同地段的断层围陷波记录,分析了该地震断层的分段性特征。对断层北东段的关庄测线分析研究结果表明：地壳内破碎带的宽度大约160~180m,地下破碎带的中间与地表破裂的位置对应,并且地下破碎带在断层的两盘边缘较均匀地分布,反映了北东段的断层倾角较陡,近似直立断层。对断层南西段的虹口测线研究结果表明：地壳内破碎带的宽度大约180~200m,地下破碎带主要分布在地表断层陡坎上盘所对应的地壳内,反映了南西段断层倾角比北东段断层倾角小。本文的研究结果可以为汶川8.0级地震的构造背景研究提供依据。     

地震动模拟过程中断层参数的敏感性分析

地震发生后通常无法快速获取较准确的断层参数,这可能会对采用地震动模拟方法进行地震动强度快速评估产生影响。选取美国西部两次地震,采用两种地震动模拟方法,通过改变断层走向、滑移角、倾角和震源深度等主要断层参数进行模拟计算,分析不同参数对地震动参数和反应谱值的影响以及不同方法计算结果的准确性。结果表明:GP方法模拟的结果比EXSIM方法更接近观测值;在参数误差范围内,相比于模拟方法本身的误差,各参数对模拟结果的影响较小,地震动强度快速评估时可以利用较合理的快速反演断层参数进行地震动模拟。     

山谷地形对入射SV波地震反应分析

基于黏弹性人工边界的显式动力有限元方法,研究了突出平台状山谷地形场地的地形效应,分析了山谷地形对地表地震动的影响.结果表明:(1)沿着地震动输入方向地表反应较其他方向上的反应强烈;(2)与单一凸起山体地形对地表地震动的放大效应相比,相邻地形的存在对地表地震动位移傅里叶谱谱比曲线的形状影响不大,但是对PGD有着较大的影响...     

断层围陷波观测和应用

断层围陷波的观测特点是利用密集的地震台阵,横跨断层布设测线。可以利用爆炸震源也可以利用余震进行观测,本文分别介绍了实际观测的例子。对大地震破裂带内部的观测,测线位置通常布设在地表破裂带明显、已开挖了地震探槽、断层陡坎出露等地震地质的典型地段。利用爆炸震源激发观测断层围陷波,震源位置应尽量选择在断层带上,震源炸药量大约500kg,测线位置与震源的距离大约5—15km。断层围陷波在新破裂带和老的断层中都能形成和传播,因此该方法可以用于大震破裂带研究,也可以用于城市活断层探测。     

局部地形对入射P波谱特性的影响分析

利用显式有限元有限差分方法研究了局部突出平台状粘弹性场地的地形影响,比较了高宽比不同、体波入射角度不同时谱特性的差异,分析了相邻地形的存在对地面运动谱特性的影响。研究结果表明,对于局部突出地形,高宽比和体波入射角度对地震动的谱特性有较大影响,入射角度的影响更为显著;相邻地形的存在使地面运动进一步放大。     

地震体波斜入射下的断层台阶地震反应分析

应用显式有限元法对倾斜断层台阶在地震体波斜入射下的地震反应进行了数值模拟。模拟结果表明，P波入射时的竖向运动分量和SV波入射时的水平向运动分量在台阶上角点处存在极大值、在台阶下角点处存在极小值，同时在上下台面还出现由角点激发、向台阶外传播的转换体波与面波。这一结果说明，在断层台阶场地建设重大工程时应离开上角点一定距离，并考虑上下水平表面地面运动的差异性。     

垂直和倾斜断层围陷波的谱元法数值模拟及其波场特征对比

Fault zone trapped waves( F ZTWs) m ainly travel along the fractured fault zone( F Z)which is of low velocity and high attenuation. FZTWs often carry significant information about a fault  s internal structure,so it is important to understand their wave field characteristics for FZ structure inversion. Most previous simulations are based on vertical faults,while in this paper we implement the FZTW simulations on vertical or inclined faults and compare their wave fields in both time and frequency domains. The results show that the existence of fault zone and inclined angle of fault can significantly influence the features of waves near faults. In amplitude,a fault zone can generate a larger amplitude of waves. The velocity contrast between two walls of fault may lead to amplification of amplitudes in the low velocity fault wall. In frequency,a fault zone tends to influence the waves in the low frequency range. In a pattern of particle polarization of FZTWs,it tends to be single direction for vertical faults but fork to multiple directions for inclined faults,which might provide a new way to study the fault zone with FZTWs. These conclusions may be valuable for FZ structure inversion,and will enhance the knowledge on near-fault strong ground motions.     

断裂带首波研究进展

断裂带首波是沿着存在物性差异界面传播的一种地震折射波,在传播过程中携带了断裂带的重要信息,对分析和研究断裂带以及附近区域的精细结构提供了一种新的分析方法。本文主要阐述断裂带首波的产生原理、波形特征、识别及分析方法等,介绍目前国际上识别及利用断裂带首波开展断裂带特征方面的研究现状,并针对地震危险区域存在物性差异的断裂带,提出可结合密集台阵观测技术,利用断裂带首波进行断裂带精细结构探测及其变化监测研究,提高潜在孕震环境及发生机理的认识水平。     

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.