斷層場地對地震動影響研究.pdf

1、地震動輸入場的確定一直是工程地震學(xué)界的主要研究內(nèi)容之一，而除了發(fā)震斷層的震源效應(yīng)和地震動衰減規(guī)律影響著地震動輸入場的確定以外，局部場地條件也是一個非常重要的影響因素。局部場地條件包括局部地基土、局部地形和局部構(gòu)造，而局部斷層構(gòu)造對地震動輸入場的研究國內(nèi)外意見還不統(tǒng)一。
　　 九五、十五期間在中國西南的重點監(jiān)視防御區(qū)的鮮水河斷裂帶、安寧河斷裂帶周邊布設(shè)了大量臺站，盡管自臺站建設(shè)以來，這些區(qū)域的活斷層還沒有發(fā)生大規(guī)模的強震，但是處于

2、其周邊的龍門山斷裂帶上的汶川地震的發(fā)生，使這一地區(qū)的強震臺站獲得的記錄對于研究非發(fā)震斷層對場地地震動的影響提供了依據(jù)。
　　 本文就汶川地震中的非發(fā)震斷層鮮水河斷裂帶、安寧河斷裂帶、渭河斷裂帶周邊所獲取的加速度記錄為依據(jù)，研究了這些記錄在峰值、頻譜之間的差異，并通過這些地區(qū)的局部場地條件差異進行了合理解釋，在此基礎(chǔ)上通過數(shù)值試驗的方法，利用二維動力有限元對這幾個地區(qū)的地面運動進行了模擬，對出現(xiàn)這一地區(qū)地面運動差異的機理進行了解釋

3、，并就斷層參數(shù)對場地地震動影響方面進行了大量工作，得到了若干結(jié)論。
　　 通過西昌地區(qū)地震動記錄差異性結(jié)果揭示了由深部斷層構(gòu)造所控制的斷陷盆地對地震動影響顯著；通過對寶雞地區(qū)地震動記錄差異性結(jié)果揭示了由斷層控制的斷陷盆地及斷層陡坎地形對地震動影響顯著；通過對石棉地區(qū)地震動記錄差異性結(jié)果揭示了非發(fā)震斷層中的上下盤地震動的差異，指出了上下盤效應(yīng)不僅僅存在波源問題中，也存在于散射問題中；通過對石棉地區(qū)一次近場余震的地震動記錄差異性結(jié)果

4、揭示了近垂直斷層對斜入射的地震波具有阻隔作用。
　　 通過模型計算揭示了以斷層破碎帶為表征的斷層的各種參數(shù)對場地地震動的影響，研究結(jié)果表明：斷層低速度破碎帶的存在產(chǎn)生了大量的轉(zhuǎn)換波，包括Love面波；介質(zhì)波速差異較大時(3倍以上)斷層破碎帶中產(chǎn)生了斷層陷波；斷層低速度破碎帶的存在使輸入場地恒定的能量出現(xiàn)向低速度帶中集聚的特點；隨著破碎帶寬度增大，這種集聚效應(yīng)增大；傾滑斷層破碎帶模型對場地地震動影響分析表明，除震源問題中存在上下盤

5、效應(yīng)以外，散射問題中也存在上下盤效應(yīng)，且隨著斷層傾角變小，上下盤效應(yīng)越來越明顯；豎向斷層破碎帶能阻隔斜入射地震波，在入射角所指向的一側(cè)地面運動要更小，且隨著入射角度增加，這種阻隔效應(yīng)更明顯。
　　 通過對變寬度和變介質(zhì)波速模型研究表明，斷層場地對地震動的放大效應(yīng)是與頻率相關(guān)的，模型放大效應(yīng)對輸入不同頻段地震動具有選擇性，寬度較窄的模型和介質(zhì)波速較高的模型對頻率較高的地震動放大顯著，而寬度較寬的模型和介質(zhì)波速較低的模型對頻率較低的

6、地震動放大顯著，這說明放大效應(yīng)與由介質(zhì)波速和破碎帶寬度決定的場地卓越頻率有關(guān)，破碎帶寬度越寬，波速越低，則場地卓越頻率越低，所對應(yīng)的主要放大頻段的頻率就越低。
　　 通過對有覆蓋層斷層場地的地面運動規(guī)律的分析表明：隨著深度的增大，主運動和轉(zhuǎn)換運動分量在整體上逐漸變小，且振動頻率越來越低，主運動分量在大約70m深度后達到趨于平穩(wěn)的常值，這一數(shù)據(jù)可以界定為場地的影響范圍；覆蓋層厚度越大，對水平向地表峰值的影響范圍越大，地震動能量越分