中国汶川地区与美国中东部地区地震动衰减关系对比研究

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2008年5月12日,四川汶川Mw7.9级地震是近年来我国发生的破坏性最强、波及范围最广、救灾难度最大的一次地震灾害,给我国带来了巨大的灾难。但幸运的是,我国强震动台网在此次地震中获得了丰富的高质量强震记录,并且很多强震动台站具有完整的、可靠的地质资料,这为我们研究地震动衰减关系以及场地地震效应,提供了重要的基础资料。地震动衰减关系是地震动参数区划图编制和工程场地地震安全性评价的重要基础,历来为地震工程界所关注。美国太平洋地震研究中心(PEER)组织实施的合作研究计划项目——新一代地震动衰减模型(NextGeneration of Ground-Motion Attenuation Models-NGA)不仅带动了新一轮地震动衰减关系研究国际热潮,也促进了美国中东部地区地震动衰减关系的研究。但是,由于美国中东部地区缺乏强地震动记录,尤其缺少6.0级以上地震动记录,因此,该地区的地震动衰减关系的研究受到限制。汶川地震发生在位于四川盆地与青藏高原的分界线处的龙门山断裂带上。研究表明四川盆地与美国中东部地区在地壳结构上是相似的,即同属稳定内陆板块,因此,四川盆地与美国中东部地区地震动衰减关系也应该是相似的。本文就是利用汶川强震动记录对四川盆地与美国中东部地区地震动衰减关系进行对比研究,具体研究内容包括:1.收集了“5.12”汶川Mw7.9级地震震中附近500km范围内217个台站记录到的主震记录,矩震级范围为5.0~6.5的52次余震记录,以及美国中东部地区近年来的两次中小地震记录;并对收集到的强震动记录进行了处理,得到每条强震记录的峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)和不同周期的加速度反应谱(PSA);统计并建立了四川盆地地区的地震动衰减关系。2.根据台站的工程地质资料,依据我国及美国相关标准分别计算了平均剪切波速VS20和VS30,划分了场地类别并与美国中东部地区场地类型进行了对比;通过四川盆地与美国中东部地区地质地震构造和场地条件相似性类比分析表明,汶川地震强震动记录可用于美国中东部地区的地震动衰减关系研究。3.利用汶川地震余震和主震记录,验证了美国中东部地区的若干种衰减关系模型,说明了其衰减关系可由中小余震外推到中强地震动预测,得到了其与四川盆地地区地震动衰减关系相似的结论。本研究表明,四川盆地与美国中东部地区强地面运动衰减关系是相似的,汶川地震强震动记录可以用于美国中东部地区的地震工程研究中
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