基于强震动观测记录的新疆南天山地区地震动特性统计分析

文章编号:１００１￣８９５６(２０２１)０１￣００４８￣１２中图分类号:Ｐ３１５.９㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀
基于强震动观测记录的新疆南天山地区
地震动特性统计分析①
阿布都瓦里斯 阿布都瓦衣提ꎬ唐丽华
(新疆维吾尔自治区地震局ꎬ新疆乌鲁木齐８３００１１)
摘要:将布置在南天山地区的７１个强震动台站从２００７~２０１８年记录到的７３２组强震动加速度记录按照不同震级㊁震中距和场地类别分组ꎬ对加速度水平向分量和垂直向分量的加速度峰值(ＰＧＡ)和放大倍数谱(β谱)及其特征周期(Ｔｓ)和持时进行了统计分析ꎮ结果表明:(１)三分量ＰＧＡ随震中距的变化规律符合已有的衰减关系ꎮ地震波的传播规律和特殊的地壳构造会影响同类震级和场地条件下的ＰＧＡ大小ꎮ场地条件对水平向不同分量的ＰＧＡ的影响有不同的特点或规律ꎻ(２)地震动垂直向分量Ｔｓ总体上小于水平向分量Ｔｓꎮ随场地依次变软ꎬ水平向分量Ｔｓ逐渐增大ꎻ而垂直向分量Ｔｓ随场地类别的变化规律不明显ꎮ随震级和震中距的增大ꎬＴｓ有逐渐增大的趋势ꎻ(３)场地类别对地震动水平向分量的持时有一定的影响ꎬ随着场地依次变软ꎬ持时会有些增大ꎬ对于垂直向分量ꎬ则没有明显的规律ꎮ
关键词:场地类别ꎻ地震动加速度峰值(ＰＧＡ)ꎻ放大倍数谱(β谱)ꎻ特征周期(Ｔｓ)ꎻ持时ｄｏｉ:１０.１６２５６/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１￣８９５６.２０２１.０１.００６
㊀㊀地震震害调查资料和强震观测结果表明ꎬ不同类别场地土层的地震动特性具有很大的差别ꎬ其特征参数对地震动ＰＧＡ㊁反应谱和持时有很大的影响ꎮ目前ꎬ场地的地震动特性研究主要有２种分析方法:第１种方法是针对不同类别的场地ꎬ采用不同的理论计算模型来分析场地的地震动特性ꎬ但由于各种计算模型的理论基础不同ꎬ其对于场地的地震动特性的认识也不相同ꎮ另１种方法是利用不同场地类别场地的强震观测记录ꎬ对场地的地震动特性进行统计分析ꎬ这种方法与理论计算的分析方法相比更具有客观性ꎮ自１９３２年美国在加州长滩地震中获得第１条地震加速度记录以来ꎬ美国㊁日本㊁中国和欧洲等许多国家在不同的场地上获得了大量的强震观测资料ꎬ并针对场地的地震动特性进行了大量的研究ꎮ研究结果表明ꎬ场地条件对地震动的影响不仅表现在地震动幅值的变化上[１]ꎬ也表现在地震动频谱特性的变化方面[２]ꎮ随着研究的深入ꎬ人们开始利用强震观测资料对场地分类方法进行研究并给出不同场地上地震动参数变化的经验公式[３￣４]ꎮ新疆强震动观测的起点为１９８５年乌恰７.１级地震ꎬ观测历史不长ꎬ直到 十五 末期才建立了由９７个强震台和５０个烈度速报台组成的强震动观测网ꎮ虽然新疆地震频繁ꎬ也有不少第３５卷㊀第１期２０２１年㊀㊀３月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀内陆地震ＩＮＬＡＮＤ㊀ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.３５㊀Ｎｏ.１Ｍａｒ.㊀２０２１①收稿日期:２０１９￣１０￣２５ꎻ修回日期:２０２０￣１２￣３０.课题项目:地震科技星火项目(ＸＨ１９０５１).作者简介:阿布都瓦里斯 阿布都瓦衣提(１９８７~)ꎬ男ꎬ工程师ꎬ硕士ꎬ２０１３年毕业于中国地震局地球物理研究所防灾减灾工程及防护工程专业ꎬ主要从事工程地震研究.Ｅ￣ｍａｉｌ:ｗａｒｉｓ２ｔ＠１６３.ｃｏｍ
可以研究的强震观测记录ꎬ但是针对新疆地区地震动特性研究开展的较少ꎮ新疆南天山地区随着国家投入的增大已经成为了新疆经济社会发展的核心区域ꎬ同时ꎬ南天山地区是新疆破坏性地震频发区域[５]ꎬ２０１０年以来先后发生几次６级以上破坏性地震ꎬ造成了房屋建筑与基础设施的大量破坏ꎮ南天山地区活动构造发育ꎬ场地条件复杂ꎬ许多城市或基础设施距离活动断层很近或穿越断层ꎬ显然ꎬ如何提高工程设施的抗震能力㊁减轻地震灾害风险是南天山地区面临的严峻挑战ꎮ因此ꎬ研究和分析为抗震设防服务的南天山地区不同类别场地的地震动特性具有重要意义ꎮ
１㊀南天山地区地质概况
南天山地处塔里木板块和哈萨克斯坦板块交界处ꎬ为乌拉尔 南天山造山带在中国境内的延伸ꎬ为一典型的古生代造山带ꎬ是在塔里木板块和哈萨克斯坦板块之间的一个开阔洋盆演化而来的古生代碰撞带ꎬ由南北两条蛇绿岩及其周围的陆缘岩系及古老结晶基底组成[６]ꎮ印度板块和欧亚板块的强烈碰撞ꎬ不但主导着青藏地区的现今地壳运动ꎬ同时也是数千千米之外的天山地区构造运动的一个主要力源ꎮ南天山及山前地带发育多条近东西至北东向全新世逆冲活动断层ꎬ局部具有左旋走滑性质ꎮ这些断层大体呈平行展布ꎬ间距２０~３０ｋｍ[７]ꎮ南天山地区山前逆冲推覆构造带为特点ꎬ强震多发生在盆地边缘及山前地带ꎬ它是整个天山地震构造区中现今构造活动最为强烈的地震构造区ꎮ与强震有成因联系的地震构造中具有代表性的区㊁带分别为:(１)南天山东段地震构造带:主要位于库尔勒以北的北轮台断裂带和兴地断裂带ꎮ(２)库车推覆构造带:由南北两大背斜带构成ꎬ北部靠近南天山为一套向南逆冲的逆断裂 背斜系统ꎬ最新活动的逆断裂 背斜带为喀桑托开逆断裂 背斜带ꎮ(３)柯坪推覆构造带:位于西南天山与塔里木盆地之间ꎬ是西南天山前陆构造的一部分ꎮ(４)喀什 乌恰地震构造带:该构造区位于塔里木㊁南天山㊁西昆仑三个大的构造单元交汇的部位ꎮ与强震有成因联系有关的活动断层主要有:塔拉斯 费尔干纳断裂㊁特拱拜孜 阿尔帕雷克断裂㊁乌鲁克恰提断裂和乌合沙鲁(卡巴加特)断裂等ꎮ研究区范围发生过多次７级以上的地震ꎬ其中１９０２阿图什年８
１４级地震和１９５５年乌恰西北的两次７级地震发生在南天山地震带西段ꎬ１９４９年库车７１４
级地震发生在南天山地震带东段[８￣９]ꎮ２㊀强震台及强震记录概况
新疆地区强震动固定台建设始于１９８６年ꎬ为加强重点监视区地震监测能力ꎬ 十五 期间技术人员在南天山西段㊁南天山中段和北天山中段强震监视区新建９７个强震动数字化固定观测台ꎬ分布在全疆９个地㊁州㊁市ꎬ并在乌鲁木齐市及周边地区新建５０个烈度速报台ꎬ此时新疆维吾尔自治区地震局建立强震动台网部ꎬ强震动观测步入数字化阶段ꎮ
其中７１个固定强震台站架设在南天山西段和南天山中段(图１)ꎬ主要分布在南疆５个地㊁州㊁市ꎬ７１个强震动台站ꎬ全部配置ＥＴＮＡ型一体化数字强震动记录仪ꎮ图１为新疆强震动台网台站分布图ꎮ
９４１期㊀阿布都瓦里斯 阿布都瓦衣提等:基于强震动观测记录的新疆南天山地区地震动特性统计分析㊀
新疆强震动台网自２００６年开始运行ꎬ已记录到１８００多组强震动记录ꎮ本文选取南天山地区４级及以上地震１１３次和南天山７１个强震动台站的７３２组强震动记录ꎬ每组记录包括东西向(ＥＷ分量)㊁南北向(ＮＳ分量)和垂直向(ＵＤ分量)的加速度记录ꎬ共２１９６条加速度记录ꎬ来研究不同场地类别条件下南天山地区的地震动特性
ꎮ
图１㊀新疆南天山地区固定强震动台网台站分布图
Ｆｉｇ.１㊀ＸｉｎｊｉａｎｇＳｏｕｔｈＴｉａｎｓｈａｎｆｉｘｅｄｓｔｒｏｎｇｍｏｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
为了较好的研究不同震级㊁场地类别及震中距对南天山地区地震特性的影响ꎬ将这７３２组强震动记录按照震级㊁场地类别和震中距进行分组ꎬ数据分组以及分布见表１ꎮ台站场地的分类按照«建筑抗震设计规范»第４.１.６条及场地测试结果确定ꎮ
南天山７１个强震动台站里没有在Ⅳ类场地上建造的台站ꎮ在表１分类的基础上ꎬ将用ＳｅｉｓｍｏＳｉｇｎａｌ软件对强震动加速度记录基线校正和滤波处理ꎮ
表１　强震数据分组
震级场地类别
震中距/ｋｍ０~２０
２０~５０５０~１００１００~１５０１５０~２００>２００Ｍɤ４.５Ｉ０４２０００ＩＩ１３３８８０００ＩＩＩ６３０２２１０６１４.５<Ｍɤ６.０Ｉ４
１３７０００ＩＩ１６５２４６３０２５１４ＩＩＩ１３２５６６６３７１２Ｍ>６.０
Ｉ００３３０１ＩＩ０２８１１２３４６ＩＩＩ
０００２１０７２０５㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀内㊀陆㊀地㊀震㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３５卷
３　地震动峰值加速度统计特性分析
地震动的强度或振幅可以是泛指地震动加速度㊁速度㊁位移幅值或其中的任何一个峰值(最大值)或某种意义的有效值ꎮ峰值加速度ＰＧＡ很早就被看作是表示地震动强弱的物理量ꎬ相应的研究也最多[１０]ꎮ本文中针对挑选的７３２组强震动记录的三分量绘制了ＰＧＡ随场地条件变化的特征ꎮ图２为在３种震级条件下ꎬＩ类㊁ＩＩ类及ＩＩＩ类场地的三分量ＰＧＡ均值及均方差随震中距分布图ꎮ由图２可知ꎬ由于Ｉ类场地强震动加速度记录不是很丰富ꎬ因此看不出ＰＧＡ随震中距的变化而变化的明显规律ꎻＩＩ类㊁ＩＩＩ类场地的强震动加速度记录比较丰富ꎬ因此ꎬ观察图３~４可发现ꎬＩＩ类㊁ＩＩＩ类场地的ＰＧＡ都具有随距离一致衰减的特点ꎮ
进一步观察图２~４ꎬ当震中距为０~２０ｋｍ时ꎬ同类震级下ꎬＮＳ分量的ＰＧＡ均值及均方差普遍比ＥＷ分量的大ꎮ由于南天山活动构造大多以ＥＷ向或ＮＥＥ向展布ꎬ主压应力场以近ＮＳ向为主ꎬ这表明场地条件和构造环境对水平向不同分量的影响有不同的特点或规律差异影响显著
ꎮ
图２㊀Ｉ类场地ＰＧＡ随震中距变化图
(ａ)Ｍɤ４.５㊀(ｂ)４.５<Ｍɤ６.０㊀(ｃ)Ｍ>６.０
Ｆｉｇ.２㊀ＣｌａｓｓＩｓｉｔｅＰＧＡｖａｒｉａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅｓ图３㊀ＩＩ类场地ＰＧＡ随震中距变化图
(ａ)Ｍɤ４.５㊀(ｂ)４.５<Ｍɤ６.０㊀(ｃ)Ｍ>６.０
Ｆｉｇ.３㊀ＣｌａｓｓＩＩｓｉｔｅＰＧＡｖａｒｉａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅｓ１５１期㊀阿布都瓦里斯 阿布都瓦衣提等:基于强震动观测记录的新疆南天山地区地震动特性统计分析㊀
图４㊀ＩＩＩ类场地ＰＧＡ随震中距变化图
(ａ)Ｍɤ４.５㊀(ｂ)４.５<Ｍɤ６.０㊀(ｃ)Ｍ>６.０
Ｆｉｇ.４㊀ＣｌａｓｓＩＩＩｓｉｔｅＰＧＡｖａｒｉａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅｓ４　地震动加速度反应谱统计特性分析
目前ꎬ工程领域所用的设计反应谱是抗震设计规范得出的单方向的设计反应谱ꎬ代表了实际地震动反应谱两个水平向分量的统计平均结果ꎮ规范中规定垂直向分量设计反应谱为水平向分量设计谱的２３ꎮ这种统计平均反应谱具有相当的随机性ꎬ三个分量反应谱之间的关系也非常复杂ꎮ仅采用一条平均谱来代表是不能反映其真实形态的ꎮ
随着强震记录的增多ꎬ统计研究结果已经表明[１１]ꎬ垂直向与水平向分量加速度的谱比值
在反应谱不同周期范围内不是简单的常数ꎬ而是与震级㊁震中距㊁场地类别等因素相关的ꎮ由于本文中所采用的数据来源于不同地震ꎬ因此ꎬ在分别计算每组强震动加速度记录三个分量反应谱的基础上ꎬ为了让其结果具有可比性ꎬ对其进行归一化处理ꎬ来考虑震级㊁震中距和场地类别对三分量反应谱的影响ꎮ具体的归一化方法是ꎬ将地震波的反应谱除以最大加速度值ꎬ所得结果为放大倍数谱ꎬ称之为β谱ꎮ
图５~１３为３种场地类别条件下的加速度谱随震级和震中距的变化ꎮ由图５~１３可见ꎬ三分量频谱曲线呈现出上升㊁平稳㊁下降３个频段ꎮβ谱平稳段对应的周期在本文中称之为特征周期ꎬ下文用Ｔｓ来表示ꎮ研究表明ꎬ地震动的主要能量集中于其反应谱的平稳段ꎬ因此ꎬＴｓ作为本文谱分析的一种指标来分析南天山地区强震动加速度记录β谱的特性ꎮ
观察同类场地和震级条件下的β谱曲线ꎬ可以发现ꎬＩ类场地小㊁中㊁大震的记录及ＩＩ㊁ＩＩＩ类场地小㊁中震的记录ꎬ其ＥＷ分量与ＮＳ分量频谱形状上大致是一样的ꎬ而其ＵＤ分量频谱形状与ＥＷ㊁ＮＳ分量有比较明显的差异ꎮ具体来说ꎬ竖向分量Ｔｓ总体上小于水平分量Ｔｓꎬ因为竖
向地面运动中纵波含量要比水平向运动多ꎬ而纵波都含有比较多的高频分量ꎮ进一步观察ＥＷ分量与ＮＳ分量频谱ꎬ可以发现ＥＷ分量与ＮＳ分量之间也有较明显的差异ꎮ这种差异与断层机制㊁台站与发震断层的相对位置㊁断层距等因素可能都有一定的关系ꎮ纵向比较Ｉ㊁ＩＩ㊁ＩＩＩ类场地三分量Ｔｓꎬ可发现ꎬ随场地依次变软ꎬ水平向分量Ｔｓ逐渐增大ꎻ而垂直向分量Ｔｓ随场地类别的变化规律不明显ꎬ与场地类别的相关性与相比水平向Ｔｓ要小ꎮ横向比较同类场地下的β谱曲线ꎬ随震级的增大ꎬＴｓ也逐渐增大ꎮ对此结论可以解释为:震级越大ꎬ地面运动长周２５㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀内㊀陆㊀地㊀震㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３５卷
期的分量就越多ꎮ比较同类场地同类震级下的β谱曲线ꎬ可发现ꎬＴｓ也随震中距的变化而变化ꎮ普遍来说ꎬＴｓ随震中距的增大而增大ꎮ由于Ｉ类场地小震和大震数据量较小ꎬ因此ꎬ从β谱曲线出发分析震级和震中距对β谱的影响具有局限性ꎮ然而ꎬＩ类场地中震数据相对较多ꎬ从图５~１３可以看出ꎬ同类震中距下ꎬ震级的大小会影响Ｔｓ的长短ꎮ这也能印证上述分析的可靠性ꎮ
５　地震动加速度持时统计特性分析
在表１分类的基础上ꎬ将用ＳｅｉｓｍｏＳｉｇｎａｌ得到的强震动加速度记录７０％能量持时ꎮ
７０％
图５㊀Ｉ类场地不同震级和震中距条件下地震动ＥＷ分量β谱
(ａ)Ｍɤ４.５㊀(ｂ)４.５<Ｍɤ６.０㊀(ｃ)Ｍ>６.０Ｆｉｇ.５㊀ＥＷｃｏｍｐｏｎｅｎｔβｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｇｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｇｎｉｔｕｄｅｓａｎｄｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅｓｆｏｒｃｌａｓｓＩｓｉｔｅ
图６㊀Ｉ类场地不同震级和震中距条件下地震动ＮＳ分量β谱
(ａ)Ｍɤ４.５㊀(ｂ)４.５<Ｍɤ６.０㊀(ｃ)Ｍ>６.０
Ｆｉｇ.６㊀ＮＳｃｏｍｐｏｎｅｎｔβｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｇｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｇｎｉｔｕｄｅｓａｎｄｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅｓｆｏｒｃｌａｓｓＩｓｉｔｅ３５１期㊀阿布都瓦里斯 阿布都瓦衣提等:基于强震动观测记录的新疆南天山地区地震动特性统计分析㊀
图７㊀Ｉ类场地不同震级和震中距条件下地震动ＵＤ分量β谱
(ａ)Ｍɤ４.５㊀(ｂ)４.５<Ｍɤ６.０㊀(ｃ)Ｍ>６.０
Ｆｉｇ.７㊀ＵＤｃｏｍｐｏｎｅｎｔβｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｇｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｇｎｉｔｕｄｅｓａｎｄｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅｓｆｏｒＣｌａｓｓＩｓｉｔｅ图８㊀ＩＩ类场地不同震级和震中距条件下地震动ＥＷ分量β谱
(ａ)Ｍɤ４.５㊀(ｂ)４.５<Ｍɤ６.０㊀(ｃ)Ｍ>６.０
Ｆｉｇ.８㊀ＥＷｃｏｍｐｏｎｅｎｔβｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｇｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｇｎｉｔｕｄｅｓａｎｄｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅｓｆｏｒＣｌａｓｓＩＩｓｉｔｅ能量持时主要代表了能量集中释放的持续时ꎬ即地震动能量达到总能量１０％开始至达到总能量的８０％结束所经历的时间[１２]ꎬ来分别计算水平向和垂直向分量的均值与方差ꎮ图１４~１６得出了持时在同类震级和场地条件下的ꎬ随震中距变化的趋势ꎮ由图１４~１６可知ꎬ在ＩＩꎬＩＩＩ类场地条件下ꎬ场地类别对地震动三分量的影响比较明显ꎮ具体说就是在同类震中距范围内ꎬ随着场地依次变软ꎬ水平向分量的平均持时会有些增大ꎬ与水平向分量平均持时相对应的均方差也有增大的趋势ꎮ垂直向分量的平均持时从总体来说也是增大的ꎬ但不像水平向分量那样有规律ꎬ其对应的均方差在不同震中距范围内的变化规律也有明显的不同ꎮ由于Ｉ类场地条件下的强震动记录较少ꎬ可能在同类震中距范围内ꎬ会出现Ｉ类场地的地震动持时大于ＩＩ类场地４５㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀内㊀陆㊀地㊀震㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３５卷
的情况ꎮ再仔细观察由图１４~１６可知ꎬ震中距对地震动三分量持时的影响很明显ꎮ在同类震级和场地条件下ꎬ地震动三分量的平均持时随震中距的增大而增大ꎻ随着震中距的继续增大ꎬ反而ꎬ地震动三分量的平均持时有减小的趋势ꎮ具体说ꎬ当震中距小于１５０ｋｍ时ꎬ在同类震级和场地条件下ꎬ随着震中距的增大地震动三分量的平均持时会持续增大ꎻ在小震条件下ꎬ当震中距大于１５０ｋｍ时ꎬＩＩＩ类场地的地震动平均持时开始减小ꎻ在中震条件下ꎬ当震中距大于１５０ｋｍ时ꎬＩＩ类场地的地震动平均持时开始减小ꎮ然而ꎬＩＩＩ类场地的地震动平均持时ꎬ当震中距大于２００ｋｍ时才开始减小ꎻ在大震条件下ꎬ当震中距达到２００ｋｍ以上时ꎬＩＩ类场地与ＩＩＩ类场地的地震动平均持时才有变小的趋势
ꎮ
图９㊀ＩＩ类场地不同震级和震中距条件下地震动ＮＳ分量β谱
(ａ)Ｍɤ４.５㊀(ｂ)４.５<Ｍɤ６.０㊀(ｃ)Ｍ>６.０
Ｆｉｇ.９㊀ＮＳｃｏｍｐｏｎｅｎｔβｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｇｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｇｎｉｔｕｄｅｓａｎｄｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅｓｏｆＣｌａｓｓＩＩｓｉｔｅ图１０㊀ＩＩ类场地不同震级和震中距条件下地震动ＵＤ分量β谱
(ａ)Ｍɤ４.５㊀(ｂ)４.５<Ｍɤ６.０㊀(ｃ)Ｍ>６.０
Ｆｉｇ.１０㊀ＵＤｃｏｍｐｏｎｅｎｔβｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｇｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｇｎｉｔｕｄｅｓａｎｄｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅｓｏｆＣｌａｓｓＩＩｓｉｔｅ５５１期㊀阿布都瓦里斯 阿布都瓦衣提等:基于强震动观测记录的新疆南天山地区地震动特性统计分析㊀
图１１㊀ＩＩＩ类场地不同震级和震中距条件下地震动ＥＷ分量反应谱β谱变化
(ａ)Ｍɤ４.５㊀(ｂ)４.５<Ｍɤ６.０㊀(ｃ)Ｍ>６.０
Ｆｉｇ.１１㊀ＥＷｃｏｍｐｏｎｅｎｔβｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｇｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｇｎｉｔｕｄｅｓａｎｄｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅｓｆｏｒＣｌａｓｓＩＩＩｓｉｔｅ图１２㊀ＩＩＩ类场地不同震级和震中距条件下地震动ＮＳ分量反应谱β谱变化
(ａ)Ｍɤ４.５㊀(ｂ)４.５<Ｍɤ６.０㊀(ｃ)Ｍ>６.０
Ｆｉｇ.１２㊀ＮＳｃｏｍｐｏｎｅｎｔβｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｇｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｇｎｉｔｕｄｅｓａｎｄｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅｓｏｆＣｌａｓｓＩＩＩｓｉｔｅ图１３㊀ＩＩＩ类场地不同震级和震中距条件下地震动ＵＤ分量反应谱β谱变化
(ａ)Ｍɤ４.５㊀(ｂ)４.５<Ｍɤ６.０㊀(ｃ)Ｍ>６.０
Ｆｉｇ.１３㊀ＵＤｃｏｍｐｏｎｅｎｔβｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｇｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｇｎｉｔｕｄｅｓａｎｄｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅｓｏｆＣｌａｓｓＩＩＩｓｉｔｅ６５㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀内㊀陆㊀地㊀震㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３５卷
图１４㊀Ｉ类场地持时随震中距变化图
(ａ)Ｍɤ４.５㊀(ｂ)４.５<Ｍɤ６.０㊀(ｃ)Ｍ>６.０
Ｆｉｇ.１４㊀ＣｌａｓｓＩｓｉｔｅｄｕｒａｔｉｏｎｓｖａｒｉａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅｓ
图１５㊀ＩＩ类场地持时随震中距变化图
(ａ)Ｍɤ４.５㊀(ｂ)４.５<Ｍɤ６.０(ｃ)Ｍ>６.０
Ｆｉｇ.１５㊀ＣｌａｓｓＩＩｓｉｔｅｄｕｒａｔｉｏｎｓｖａｒｉａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅｓ
图１６㊀ＩＩＩ类场地持时随震中距变化图
(ａ)Ｍɤ４.５㊀(ｂ)４.５<Ｍɤ６.０(ｃ)Ｍ>６.０
Ｆｉｇ.１６㊀ＣｌａｓｓＩＩＩｓｉｔｅｄｕｒａｔｉｏｎｓｖａｒｉａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅｓ７５
１期㊀阿布都瓦里斯 阿布都瓦衣提等:基于强震动观测记录的新疆南天山地区地震动特性统计分析㊀
８５㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀内㊀陆㊀地㊀震㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３５卷６　结论
本文中依据南天山地区强震动台站记录到的不同震中距和不同场地条件下的地震记录ꎬ研究了地震动三分量的ＰＧＡ㊁β谱和持时的某些统计特性ꎬ结果表明:
(１)南天山地区地震动三分量ＰＧＡ大体上随震中距的变化而变化有着明显规律ꎬ即大致符合已有的衰减关系ꎮ同类震级条件下同类别场地的ＰＧＡ大小差距较大ꎬ这可能与地震波的传播规律和特殊的地壳构造有关ꎮ同类震级下ꎬ两个水平向分量的ＰＧＡ有着明显的差别ꎬ说明场地条件对水平向不同分量的ＰＧＡ的影响有不同的特点或规律ꎮ
(２)南天山地区的地震动垂直向分量β谱Ｔｓ总体上小于水平向分量β谱Ｔｓꎬ因为垂直向地面运动中纵波含量要比水平向运动多ꎬ而纵波都含有比较多的高频分量ꎮ断层机制㊁台站与发震断层的相对位置㊁断层距等因素会导致两个水平向分量地震动β谱之间的明显差异ꎮ随场地依次变软ꎬ水平向分量β谱Ｔｓ逐渐增大ꎻ而垂直向分量β谱Ｔｓ随场地类别的变化规律不明显ꎮ随震级和震中距的增大ꎬβ谱Ｔｓ有逐渐增大的趋势ꎮ
(３)南天山地区场地类别对地震动水平向分量的持时有一定的影响ꎬ随着场地依次变软ꎬ持时会有些增大ꎬ对于垂直向分量ꎬ则没有明显的规律ꎮ
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５１期㊀阿布都瓦里斯 阿布都瓦衣提等:基于强震动观测记录的新疆南天山地区地震动特性统计分析㊀。