地震动幅值沿深度变化研究

以美国加州强震观测计划(CSMIP)的6个土工台阵和日本Hosokura矿台阵为研究对象, 以323组三分量地表和地下地震动峰值数据为基础, 按照台阵场地的软硬和土层分布, 将其分为基岩、 土层和ldquo;土层/基岩rdquo;台阵. 对于同一类台阵记录的所有地震, 分别按照震级和地表地震动峰值的大小将其分类. 对于同一类台阵的各类地震, 分别对加速度、 速度和位移峰值沿深度的变化进行统计分析, 得到沿深度变化的峰值比, 并且用非线性最小平方法, 采用指数衰减模型, 对峰值比沿深度变化曲线进行拟合. 通过对各类场地的各类地震的分析, 得到了地震动峰值沿深度变化的初步规律.      

江淮地区地震动区划的研究

尝试性地提出了基于地震动参数背景值的确定性方法,将概率性地震危险性分析和确定性地震危险性分析相结合,对江淮地区这一中强震过渡区的地震动参数特征进行了研究,并把地震动参数背景值的计算结果绘制成平面等值线图和立体等高线图。为中强震过渡地区的地震动区划研究提供了一个实例。     

ANALYTICAL AND FIELD EVIDENCE OF THE DAMAGING EFFECT OF VERTICAL EARTHQUAKE GROUND MOTION

The paper is an attempt to collate field evidence and results from dynamic analysis on possible structural effects of strong vertical ground motion. Observational evidence from three earthquakes are presented and assessed with regard to failure modes of buildings and bridges attributable to high vertical earthquake forces. Analytical results from previous studies for the same structural types are reviewed. These collectively confirm that structural failure may ensue due to direct tension or compression as well as due to the effect of vertical motion on shear and flexural response.     

合成地震动方法用于研究强地震动长周期特性的探讨

合成地震动一直是地震学研究中一个非常跃的领域。针对２长周期结构物抗震设计缺少宽频带强震记录的现状,利用“反射率法”和“围道积分法”等合成地震动方法对地震动长周期特性进行了探讨。结果表明：合成地震动方法是研究地震动长周特性的一个有效方法;在地震动长周期成份中,面波起着重要作用。因此长周期结构物的抗震设计必须考虑面波的影响。     

超高层建筑设计地震动参数的研究

本文以沈阳市世纪华丰文化广场工程场地为例,在地震危险性分析的基础上,进行土层地震反应分析,对超高层建筑设计地震动参数的确定进行研究,为抗震设计提供可靠依据。     

最不利设计地震动研究

实际记录到的真实地震动在工程结构的抗震研究、分析和设计中往往作为一种施加到结构上使结构振动，直至破坏的地震荷载．如何合理选择真实的地震动记录作为研究结构地震反应的输入，一直是国内外抗震研究和设计中引人关注的重要问题．本文首先提出了最不利设计地震动的概念；然后在收集到的国内外5000余条被认为有重要意义的地震动记录基础上，利用综合估计地震动潜在破坏势的方法，对４种场地类型分别给出了长周期、短周期和中周期结构的国内外最不利设计地震动；最后通过几类不同结构的地震反应分析，初步验证了本文所确定的最不利设计地震动的可靠性和合理性．      

921台湾集集地震近断层强震记录的基线校正

分析了 92 1台湾集集地震近断层强震记录基线偏移的原因 ,指出强震仪的倾斜是导致近断层强震记录基线偏移的主要原因 ,并提出了相应的基线校正方法 ,比较好地消除了近断层强震记录的基线偏移。根据作者的研究 ,原始记录经基线初始化之后 ,基线偏移对反应谱在工程界最感兴趣的0 .1～ 6s周期范围内的影响是很小的 ,对PGA的影响也很小 ,但对PGV ,PGD和永久位移 (D -last)的影响则相当大。因此 ,对近断层强震记录进行基线校正具有重要的意义。文中所提出的基线校正方法 ,可应用于对 1999年土耳其地震及 92 1台湾集集地震余震产生的近断层强震记录和其他近断层强震记录的基线校正     

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.     

ANALYSIS ON THE CHARACTERISTICS OF DURATION AND PERIOD OF GROUND MOTION OF THE LUSHAN EARTHQUAKE BASED ON THE STATION RECORDS

Based on 60 records from the 20 stations within 100km to the epicenter of Lushan earthquake, the predominant period, period of peak response spectrum, duration of ground motion, and source duration are investigated. By the study, we conclude that within 100km to the epicenter, the scope of predominant period is 0.013~0. 275s in EW, NS and UD direction; the scope of period of peak response spectrum for 5% damping ratio is 0.03~0.65s; the scope of 90% ground motion durations is 5. 1~35. 9s; the scope of averaging source duration is 6.41 (EW), 6.05 (NS) and 5.47s (UD). Furthermore, based on the ground motion duration calculated by 20 stations dada, the predictive curve and equation of ground motion duration is regressed and compared with the recent equation of ground motion duration by Bommer (2009). We find that the ground motion durations of most stations are larger than predictively mean value by Bommer (2009), which means that the source effect of Lushan earthquake is relatively larger. Lastly, by the contour figure of ground motion duration and source duration, we conclude that the directivity character of duration is relatively apparent in NE direction. The relatively larger source duration and ground motion duration in NE direction indicate more energy release in the main shock of Lushan earthquake, which perhaps causes the relatively less aftershocks in this direction. The duration has no hanging wall effect, which perhaps results from the blind-reverse fault structure of Lushan earthquake.     

一种利用单台强震记录计算任意场地三分量地面运动的方法

本文利用近场理论格林函数反褶积的方法计算土层的地震反应.解答中包含了产生地面运动的各种反射、透射和转换波震相,也计入了土层与基底介质的相互作用.将计算的土层响应与已获得的近场加速度记录褶积,可算出不同土层场地上垂直向和水平向三分量的地面运动.文中利用1982年卢龙地震的近场加速度记录,检验了方法的可行性.     

一种利用单台强震记录计算任意场地三分量地面运动的方法

本文利用近场理论格林函数反褶积的方法计算土层的地震反应.解答中包含了产生地面运动的各种反射、透射和转换波震相,也计入了土层与基底介质的相互作用.将计算的土层响应与已获得的近场加速度记录褶积,可算出不同土层场地上垂直向和水平向三分量的地面运动.文中利用1982年卢龙地震的近场加速度记录,检验了方法的可行性.     

唐山近场地震动的半经验拟合

本文针对半经验方法存在的一个关键问题,即如何校正构成大震的各子震与小震波谱的差异,提出了解决办法．其中包括：用随机模拟某些震源模型参数的方式体现震源过程的不均匀性、地震动高频分量的随机性及模型参数选择的不确定性;考虑大震的高频饱和特性;扣除小震震源函数的中、低频特性对合成结果的影响;指出合成地面运动加速度时不用做方向性因子校正．利用这一方法得到的唐山主震（Ｍｓ＝７．８）两个场址的地面运动加速度拟合结果与观测记录对照比较表明,本文方法合理,所得结果可靠．     

地震动衰减关系的全对称变换

基于几何映射原理，对两个不同地区之间的“震级距离对”进行等烈度条件下的全对称变换。所得结果，可以直接用于研究地区地震动衰减关系的外推。文中最后给出了一个算例，并对三种不同变换方法的“截止域”进行了讨论。     

一种利用单台强震记录计算任意场地三分量地面运动的方法

本文利用近场理论格林函数反褶积的方法计算土层的地震反应.解答中包含了产生地面运动的各种反射、透射和转换波震相,也计入了土层与基底介质的相互作用.将计算的土层响应与已获得的近场加速度记录褶积,可算出不同土层场地上垂直向和水平向三分量的地面运动.文中利用1982年卢龙地震的近场加速度记录,检验了方法的可行性.     

唐山近场地震动的半经验拟合

本文针对半经验方法存在的一个关键问题，即如何校正构成大震的各子震与小震波谱的差异，提出了解决办法．其中包括：用随机模拟某些震源模型参数的方式体现震源过程的不均匀性、地震动高频分量的随机性及模型参数选择的不确定性；考虑大震的高频饱和特性；扣除小震震源函数的中、低频特性对合成结果的影响；指出合成地面运动加速度时不用做方向性因子校正．利用这一方法得到的唐山主震（Ｍ_ｓ＝７．８）两个场址的地面运动加速度拟合结果与观测记录对照比较表明，本文方法合理，所得结果可靠．     

水震波异常与中期强震危险性关系初探

近年来在我国井网中发现某些强震之前井水位记震特性的异常现象。本文根据理论分析、试验研究与井网中统计结果提出水震波异常与区域应力状态的变化之间可能存在着一定关系,然后广泛收集了华北地区15口井水位1985—1991年间的水震波资料并系统分析了1989年10月19日大同—阳高M_s6.1地震前后井水位记震特性的变化,确认强震前存在着水震波异常。     

考虑地面差动的相邻结构—地基—土相互作用

本文按地质条件在竖直方向将地基分为若干层，在每层只和样条有限元和半解析无限元分析建筑物下的有限区域和外围的无限区域，并引入了地面差动的概念，对地基－土系统上相邻结构的相互作用进行了分析，得到了结构之间间距变化对相邻结构相互作用影响的一些规律。     

1679年三河-平谷8级地震近断层强地震动的有限元模拟

文中通过收集整理三河-平谷8级地震的历史记录、野外地质调查和区域地震等资料,建立了该地震的震源模型;以穿过研究区的12条测线和区域第四纪、新近纪、古近纪沉积等厚度图等资料为基础,建立了北京地区的传播介质模型;利用哈尔滨工程力学研究所的近断层强地震动有限元程序和40节点的高性能并行计算机计算了北京地区震后60s内地表各点的地震动速度时程和峰值速度。为检验模拟结果的质量,我们取2排测点的速度时程和水平向峰值速度等值线图进行了分析,发现计算结果与历史地震记录及实际地震观测资料吻合良好,说明了我们的模拟结果的可信性和模拟方法的客观性     

基于有限断层模型的芦山“4·20”7.0级强烈地震强地面运动特征

基于芦山地震的震源破裂过程反演结果,利用有限断层模型,以芦山地区三维地壳速率结构模型为基础,对芦山“4·20”7.0级强烈地震引起的强地面运动进行了模拟.对这次地震中由典型盲断层引起的强地面运动数值模拟结果反映了与实际震害相近的分布特征:断层上盘的宝盛、龙门及芦山以北位于极震区,也是强地面运动的高强度集中区,特别是垂向分量的速度、加速度峰值均在该地区达到了最大值,最能反映地表震害特征的竖向地震加速度在龙门一带达到了350gal,与极震区Ⅸ度的烈度相当,而在芦山以北龙门一带,瞬时竖向位移峰值高达110cm,这些特征与实际震害分布是非常相近的.综合分析认为,这次地震强地面运动表现出了明显的逆冲断层引起的强地面运动的分布特征,同时在强地震动传播过程中,由于高陡峭地形地貌特征及四川盆地内山间盆地的影响,地形地貌和盆地效应对地震波的反射和放大作用明显加强,也是该地区地震破坏强度增大的重要因素.     

CORRELATION PATTERNS IN CHARACTERISTICS OF SPATIALLY VARIABLE SEISMIC GROUND MOTIONS

A methodology for the investigation of the spatial variation of seismic ground motions is presented; data recorded at the SMART-1 dense instrument array in Lotung, Taiwan, during Events 5 and 39 are used in the analysis. The seismic motions are modeled as superpositions of sinusoidal functions, described by their amplitude, frequency, wavenumber and phase. For each event and direction (horizontal or vertical) analysed, the approach identifies a coherent, common component in the seismic motions at all recording stations, and variabilities in amplitudes and phases around the common component sinusoidal characteristics, that are particular for each recording station. It is shown that the variations in both the amplitudes and the phases of the motions at the station locations around the common component characteristics contribute significantly to the spatially variable nature of the motions, and, furthermore, they are correlated: increase in the variability of the amplitudes of the motions recorded at individual stations around the common amplitude implies increase in the variability of the phases around the common phase. The dispersion range of the amplitude and phase variability around their corresponding common components appear also to be associated with physical parameters. The spatially variable arrival time delays of the waveforms at the stations due to their upward travelling through the site topography, in addition to the wave passage delays identified from signal processing techniques, constitute another important cause for the spatial variation of the motions; their consideration in the approach facilitates also the identification of the correlation patterns in the amplitudes and phases. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.