震源参数对地震动相干函数的影响
震源参数对强地面震动模拟结果的影响
wwwdizhenxborgcn率法考虑地震预测的不确定性给出了便于工程应用的概率预测结果该方法主要得到的地震动参数是峰值和反应谱这种地震危险性评估方法在工程建设基础设施建设的抗震设防方面发挥着重要作用然而从大量的强震观测资料分析研究和近断层地震动的数值模拟研究中发现强地震动特别是近断层地震动具有集中性aagaard犲狋犪犾2004破裂的方向性效应somerville犲狋犪犾mavroeidis2002近断层的速度大脉冲akimavroeidis2003以及上盘效应abrahamson随着强地震记录的不断完善和震源破裂过程研究的发展一种考虑震源破裂机制与传播效应的强地震动场建模理论与数值计算方法已成为当前研究的一个新的方向并取得较大进展irikura犲狋犪犾该方法能够反映震源传播途径和局部场地条件的影响能够揭示强地震动场的工程破坏特性形成机理与分布规律这种基于确定性断层进行强地面震动预测的研究内容主要包括
１ ）Ｋｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｐｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ（ Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ
Ｅｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
震源参数对强地面震动模拟结果的影响
震源参数对强地面震动模拟结果的影响丁海平;刘启方【摘要】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.【期刊名称】《地震学报》【年(卷),期】2010(032)001【总页数】9页(P51-59)【关键词】强地面震动;数值模拟;震源参数;发震断层【作者】丁海平;刘启方【作者单位】中国苏州,215011,江苏省结构工程重点实验室(苏州科技学院);中国哈尔滨,150080,中国地震局工程力学研究所;中国哈尔滨,150080,中国地震局工程力学研究所【正文语种】中文【中图分类】P315.2目前,工程结构抗震分析最常用的地震输入是基于概率性地震危险性分析得到的.概率法考虑地震预测的不确定性,给出了便于工程应用的概率预测结果.该方法主要得到的地震动参数是峰值和反应谱,这种地震危险性评估方法在工程建设、基础设施建设的抗震设防方面发挥着重要作用.然而,从大量的强震观测资料分析研究和近断层地震动的数值模拟研究中发现,强地震动特别是近断层地震动具有集中性(Aagaardet al,2001;Inoue,Miyatake,1998;刘启方等,2004),破裂的方向性效应(Somervilleet al,1997;Mavroeidis,Papageorgiou,2002),近断层的速度大脉冲(Aki,1968;Abrahamson,2000;Mavroeidis,Papageorgiou,2003),以及上盘效应(Abrahamson,2000;Oglesbyet al,1998)等特点,而根据地震危险性分析结果合成的人造地震波则反映不出这些特点.随着强地震记录的不断完善和震源破裂过程研究的发展,一种考虑震源破裂机制与传播效应的强地震动场建模理论与数值计算方法已成为当前研究的一个新的方向,并取得较大进展(Irikuraet al,1998;Irikura,Miyake,2006).该方法能够反映震源、传播途径和局部场地条件的影响,能够揭示强地震动场的工程破坏特性、形成机理与分布规律.这种基于确定性断层进行强地面震动预测的研究内容主要包括:1)潜在发震断层的确定.主要利用反映活动断层长期活动习性的各种参数,结合其深部构造环境、现今运动状态和近断层应力-应变环境等资料,确定未来一定时段内发生中强以上地震的位置、震级上限和发震概率.2)震源模型的确定.通过震源参数反演、破裂过程成像等资料进行统计获得.3)三维地下介质计算模型的确定.综合利用地震勘探、地质、地貌、地球物理探测、钻探、工程地质勘察、大地测量、各地层波速试验等资料建立.4)震源破裂过程模拟.根据震源力学和断层力学理论,模拟断层破裂过程模型一般采用运动学震源模型或动力学震源模型.5)大规模复杂地球介质中长周期地震波传播的计算.目前已有比较成熟的有限差分或有限元方法.6)考虑有限断层模型高频地震动计算.一般采用根据Boore的基于随机振动理论的方法(Boore,1983)及在此基础上发展的方法.7)根据高、低频地震动合成结果,给出地面三维地震动场的评估结果.在根据确定性断层进行强地震动场计算时,目前碰到的最大困难之一是:震源模型参数的确定.以运动学震源模型为例,描述断层宏观特征的几何参数主要包括断层的破裂面积、长度、宽度、埋藏深度、断层的走向和倾角;描述平均破裂过程的参数包括地震矩、平均位错、平均滑动时间、滑动方向、平均破裂速度、破裂方式和初始破裂点位置等.其中大多数震源模型参数可以通过地震勘探和地震记录的反演统计关系得到,如断层的走向、倾向和倾角、滑动角等可以通过地震勘探确定;断层的长度和宽度、平均位错(Wells,Coppersmith,1994)、平均滑动持时(Somervilleet al,1999)等可以由统计关系式得到.即便是断层面上凹凸体(Asperity),其面积与矩震级也有明显的相关性,其平均滑动可采用大约整个断层平均滑动的2倍左右.而对于未来发震断层的埋藏深度、初始破裂点、破裂方式等,目前仍缺乏可靠的方法进行预测,常常需作假定.研究表明,这些参数是控制近断层地震动强度、分布区域的一个重要指标(刘启方等,2004),假定是否合理,将影响到最终模拟结果.本文将针对一条假想的发震断层,采用运动学震源模型,探讨断层埋深和初始破裂点位置两个参数对地震动大小和空间分布的影响,并提出相应的处理方法.本文采用的确定性发震断层取自长春市活断层地震危害性工作中提出的一条设定地震断层,根据活断层探测结果,发震断层震源参数见表1.图1是进行三维地震动场模拟的计算区域的平面图,ORS T为计算区,范围为38 km×42 km,PQ为发震断层在地表的投影线.根据计算区域内收集到的钻孔、第四系等深线,以及断层浅层人工地震勘探等资料,并借助ArcGIS,Surfer等工具软件,建立了图2所示三维地下结构计算模型,其中深度为23 km.地下介质结构参数见表2.在图2的地下结构计算模型中,除自由表面外,其余5个面都是人工边界.三维长周期地震动场数值模拟采用由24台计算机构成的并行系统(丁海平等,2004)和显式有限元并行算法(丁海平等,2006).数值模拟断层附近地震动场时,假定断层所在的区域为简单的均匀介质(上地壳和下地壳取相同参数),利用移动位错源在全空间辐射的地震波作为入射波施加到计算区域中,即计算区域的深度取 T5层面的底部 H=3.0 km.首先利用六面体单元对计算区域进行有限元剖分,根据介质波速和数值计算精度和稳定性原则,有限元网格空间步距取30—300 m,时间步距取0.005 s,计算区域内的节点可以分为内节点和边界节点,全部内节点的运动方程为式中,M为质量矩阵,C为阻尼矩阵,K为刚度矩阵.采用中心差分和平均近似相结合的格式时步递推求解内节点的运动过程,具体的求解过程参阅李小军等(1992)文章,这里不再赘述.对于人工边界点,采用多次透射公式(廖振鹏,2002)式中,N为透射阶数,0为人工边界点,j为与节点0相邻的内节点.高频地震动计算采用Boore(1983)的基于随机振动理论改进的有限断层模型.本节分别给出断层埋深和初始破裂点位置发生变化的模拟结果(图3—图10):峰值加速度分布图和发震断层附近4个点的地表加速度时程,其中输出点坐标位置为:A(x=15 km,y=21 km)、B(x=20 km,y=15 km)、C(x=26 km,y=21 km)、D(x=20 km,y=29 km).情形1 断层埋深取 H1=7.5 km,破裂模式为单侧破裂(图3—图5).情形4 上述3种情形计算结果平均值.从上述3组计算结果看,不同震源参数的影响很大.图11给出了上述3种情形计算峰值加速度平均值分布.4个输出点峰值加速度平均值见表3.对一个确定震源参数的设定地震进行强地面运动预测,预测结果只是一个特定破裂方式下设定地震产生的地震动场.上述研究结果表明,同样的设定地震震级,同样的破裂面,不同的破裂过程都会产生差别甚大的强地面运动分布.因此,若将根据一个确定的震源模型得到强地面运动预测结果,作为活动断层地震危害性评价指标,显然是不合适的,需要同时考虑一个设定地震的不同震源参数,通过大量三维地震动场模拟,然后给出不同预测结果的统计评价,如上述情形4的方法,应该是未来活动断层地震动预测的一个发展方向.因为每一次三维地震动场计算成本(耗时)很大,而考虑多少种震源参数情形比较合理,目前还说不清楚,即便计算效率问题解决了,峰值和反应谱的统计平均值可以得到,但地震波时程的确定仍然存在困难,因此,如何确定震源参数的合理性是解决这一问题的关键.丁海平,刘启方,黄勇,金星.2004.三维地震动场数值模拟并行计算系统[J].地震工程与工程振动,24(2):19--22.丁海平,刘启方,金星.2006.长周期地震动三维有限元数值模拟方法[J].地震工程与工程振动,26(5):27--31.刘启方,袁一凡,金星.2004.断层附近地震动空间分布[J].地震学报,26(2):183--192. 李小军,廖振鹏,杜修力.1992.有阻尼体系动力问题的一种显式差分解法[J].地震工程与工程振动,12(4):74--80.廖振鹏.2002.工程波动理论导引[M].第二版.北京:科学出版社:190--213.Aki K.1968.Seismic displacement near a fault[J].J Geophys Res,73:5359--5376.Aagaard B,Hall J,Heaton T.2001.Characterization of near-source ground motions with earthquake simulations[J].Earthquake S pectra,17(2):177--207. Abrahamson N A.2000.Near-fault ground motions from the 1999 Chi-Chi earthquake[C]∥Proc of US-J apan Workshop on the Ef f ects of Near-Field Earthquake Shaking.San Francisco,California,20--21 March 2000.Boore D M.1983.Stochastic simulation of high-frequency ground motions based on seismological models of the radiated spectra[J].Bull Seism Soc A mer,73:1865--1894.Inoue T,Miyatake T.1998.3-D simulation of near-field strong groundmotion:Based on dynamic modeling[J].Bull Seism Soc A mer,88:428--440. Irikura K,Miyake H.2006.Recipe for predicting strong ground motions:The state of the art and future prospects[C]∥Proceedings of the8th US N ational Conf erence on Earthquake Engineering.April 18--22,2006,San Francisco,California,USA.Paper No.744.Mavroeidis G P,Papageorgiou A S.2002.Near-source strong ground motion:Characteristics and design issues[C]∥Proc of the Seventh U S N ational Conf on Earthquake Engineering(7N CEE).Boston,Massachusetts,21--25 July 2002.Mavroeidis G P,Papageorgiou A S.2003.A mathematical representation of near-fault ground motions[J].Bull Seism Soc A mer,93:1099--1131. Oglesby D D,Archuleta R J,Nielsen S B.1998.Earthquakes on dipping faults:The effects of broken symmetry[J].Science,280:1055--1059. 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震源参数研究与地震灾害评估
震源参数研究与地震灾害评估地震是自然界最为猛烈的地质灾害之一，它给人类社会带来了巨大的破坏和损失。
为了准确评估地震灾害的范围和严重程度，我们需要进行震源参数研究。
本文将探讨震源参数的含义、研究方法以及它们在地震灾害评估中的作用。
一、震源参数的含义震源参数是指描述地震震源特征的一系列物理量。
它们包括震源深度、震源断层、地震震级和震中位置等。
通过对这些参数的研究，我们可以了解地震的发生机制、能量释放规模以及震源位置等信息，这对于地震灾害评估至关重要。
二、震源参数的研究方法1. 地震台网的观测数据地震台网是我们获取地震信息最主要的途径之一。
地震台站通过观测地震波的传播路径和到达时间，可以确定震中位置和震源深度。
此外，通过测量地震波的振幅和频率，可以计算地震的震级，进而推断地震的能量规模。
2. 人工数据分析除了地震台网数据，地震学家还会利用人工数据进行研究。
例如，通过人工挖掘震中附近的地质构造和地震活动历史，可以推测震源断层的性质和运动情况。
通过对地震波形的详细分析，可以获取更准确的地震震级信息。
3. 法则定律在地震研究中，科学家们总结出了一些经验和法则定律，可以用于推测或估计震源参数。
例如，震级与能量释放量之间存在一定的定量关系，我们可以根据地震波能量的衰减规律来估计地震的震级。
三、震源参数在地震灾害评估中的作用1. 确定震中位置和震源深度在地震灾害评估中，知道地震的震中位置和震源深度是至关重要的。
这些信息可以帮助我们确定地震对周边地区的影响范围，并为救援和应急处理提供有针对性的指导。
2. 判断地震规模和能量释放地震的规模和能量释放量是评估地震灾害严重程度的重要依据。
通过计算地震震级，可以对地震的破坏力进行初步预测，为地震预警和应急措施提供支持。
3. 分析震源断层的性质和运动特征地震的发生与断层运动有着密切的关系。
通过研究震源断层的性质和运动特征，可以提前判断地震的可能破坏范围和潜在危害源，从而进行科学的地震灾害预测和评估。
截止频率的取值对地震动空间相干函数统计结果的影响
截止频率的取值对地震动空间相干函数统计结果的影响丁海平;罗翼;饶威波;朱越【摘要】以SMART-1台阵第45号地震的南北分量加速度作为研究对象,计算截止频率fcut分别为8,16和24 Hz,台站间距分别为200,1 000和2 000m这9种工况的相干系数,并进行曲线拟合,再根据9组拟合参数计算相应的相干系数并进行比较.结果表明:①截止频率fcut的取值对相干函数统计模型参数和相干系数拟合曲线有很大影响;②根据较小的截止频率fcut得到的拟合参数计算出的相干系数随频率的衰减很快,反之,根据较大的截止频率厶t得到的拟合参数计算出的相干系数随频率的衰减较慢;③当使用由确定的截止频率fcut得到的相干系数拟合参数计算超出截止频率fcut范围的相干系数时,将产生很大的误差.【期刊名称】《地震学报》【年(卷),期】2018(040)005【总页数】9页(P664-672)【关键词】SMART-1台阵;地震动空间相关性;相干系数;截止频率;曲线拟合【作者】丁海平;罗翼;饶威波;朱越【作者单位】中国江苏苏州215001 苏州科技大学土木工程学院;中国江苏苏州215001 苏州科技大学土木工程学院;中国江苏苏州215001 苏州科技大学土木工程学院;中国江苏苏州215001 苏州科技大学土木工程学院【正文语种】中文【中图分类】P315.9引言地震动的空间变化对大型桥梁（王君杰等，1995）、大坝（陈厚群，1997）、管线（Ghobarah et al，1996）等长大结构有很大的影响。
对地震动空间变化的研究主要集中在频域内，常用的方法有功率谱密度函数法（Matsushima，1975；冯启民，胡聿贤，1981）和相干函数法。
随着大型密集强震观测台阵的建立和大量强震数据的获得，相干函数法得到了很大发展。
所有的地震动空间相干函数模型均具有相同的特点，即相干系数的变化趋势随频率f和台站间距d的增大而减小。
然而在通过台阵强震记录进行相干系数计算和相干函数模型统计时，采用的频率范围（截止频率 fcut）不尽相同，例如：Hao （1989，1993）、Hao等（1989）及 Loh和 Lin （1990）采用10 Hz；Abrahamson等（1991）考虑的频率范围最大，达到50 Hz；屈铁军等（1996）、刘先明等（2004）和李英民等（2013）均采用 12 Hz；Zerva和 Harada （1997）采用 40 Hz；丁海平等（2004）采用5 Hz；阿布都瓦里斯等（2013）采用20 Hz。
中国地震震源参数研究进展
中国地震震源参数研究进展地震是一种地球内部能量释放的现象，对于地震活动的研究，可以帮助我们更好地了解地球的内部结构以及地震灾害的发生机制。
而地震震源参数是描述地震规模和能量释放过程的重要指标，对于地震的防治和研究具有重要的意义。
本文将介绍中国地震震源参数研究的最新进展。
一、震源参数的定义与意义地震的震源参数是指地震发生时能量释放的强度和规模等信息，包括震源深度、震源机制、震级等。
这些参数的研究可以揭示地震发生的原因和机制，为地震的防治以及地震学研究提供基础数据。
例如，震源深度可以影响地震波的传播路径和幅度，从而对地震灾害的蔓延范围和强度产生影响。
震源机制可以揭示地震发生时岩石的变形方式，有助于理解地震的动力学过程。
二、震源参数的获取方法1. 震源深度的获取震源深度的获取通常可以通过地震波在地球内部的传播过程中的速度变化来计算。
地震波在地球内部传播时会受到不同类型岩石的阻尼效应影响，从而造成速度的变化。
通过研究地震波的传播路径和速度变化可以推断出震源的深度。
2. 震源机制的获取震源机制的获取是通过地震波振动的特点来推断。
地震波的传播过程中，会产生不同类型的波，如压缩波、剪切波等。
不同类型的波在地壳中的传播速度和方向都有所差异，通过研究地震波在不同位置的振动特征，可以推断出震源机制。
3. 震级的获取震级是衡量地震能量释放的指标，一般使用矩震级来描述。
矩震级的计算需要依据地震波的振幅和波形的信息，通过分析地震波的强度和频率分布等数据，可以推算出地震的矩震级。
三、中国地震震源参数研究的进展中国地震局及相关研究机构一直致力于地震震源参数的研究，取得了一系列重要进展。
1. 温州地震的研究温州地震是中国大陆首次于1992年建立地震台网的地震。
该地震的震源机制研究表明，它是个正断层型地震，与中国南方多发地震的逆断层型地震不同，为地震学领域的一个重要发现。
2. 四川地震的研究2008年发生在四川汶川的大地震是中国历史上一次重大地震事件。
地震活动性参数对地震动的影响
概 率地 震 危 险性 分 析方 法 的理 论 框 架 ，在 分 析 中将工 程 场地 周 围 的地 震 、地 质 及 地震 动 衰 减
的分析 、研究 结 果 ，表 达 为相 应 的概率 分 布 函
性 参数 不 确定 性 对地 震危 险性 分 析计 算 结 果 的
Hale Waihona Puke 国标 Ｇ １７ １ ２ ０ 《 程 场 地 地 震 安 全 性 评 Ｂ ７４ —０ ５ 工
价》 中规定 使用 的方法 。 该 方法 有三 个最基 本 的假定 。 ａ ）地震 带 （ 地震 统计 区 ） 内地 震震 级服 从 指数 分 布 ，所 以仅 用 震 级一 频 度 关 系 系数 ｂ值
震级 分布 ；
来 稿 日期 ：２ ０ ． ９ ０ ９０ 修 订 日期 ：２ １ ．１ ０ ００
作 者简 介 ：黄 河 （９ ５ ，男 ，辽 宁省 沈 阳 市 人 ， １８ １６ 一） ９ ８年 毕 业 于 吉林 大 学 ，副 研 究员 ， 主要 从 事 地震 活 动性 、工 程 地 震 研究 工 作
ｂ ）地震 带 （ 地震 统计 区 ）在 所 考虑 的未来
０ 引 言
斯 坦 弗 大学 的 Ｃ ｒｏ 于 １６ ｏｎ ｌ ｌ ９ ８年 率 先 提 出
时 间段 内 ，地 震 活动 满 足泊 松 分 布 ，所 以仅用
能 够反 映 该 时段地 震 活 动水 平 的地 震 年 平 均发 生率 ｖ一 个参 数 就 可 以确 定 地 震 活动 的时 间 和
黄 河
（ 宁 省 地震 局 ，辽 宁 辽 沈 阳 ｌ０ ３ ） １０４
地震动随场地深度变化的相干性分析
地震动随场地深度变化的相干性分析洪娜;陈清军【摘要】目前有关地震动相干性研究基本上是限于自由场地的地面运动相干性问题.为探究地震动随场地深度变化的相干性,寻求一种适用于不同类型场地随深度变化的地震动相干函数模型,以日本KiK-net台网采集的2 679对地震动记录为基础,利用随机振动理论和数字信号处理技术对不同类型场地随深度变化的地震动相干性问题进行了研究.通过对水平向地震动分量相干函数计算值的拟合,建立了一种适用于不同类型场地的水平向地震动随深度变化的相干函数模型,并进行了参数回归分析.分析结果表明:震级及震中距(＜ 200 km)对相干函数的影响可忽略不计;剪切波速对相干函数产生较大的影响,与浅层土相比,深层土剪切波速的影响更大;水平向地震动的相干函数值随深度和频率的增大呈指数形式衰减;相较于深度的影响,频率对相干函数值衰减速率的影响更加明显.在对地震动相干函数值的估计中,场地条件是不容忽视的因素,随着场地由硬变软,相干函数值随深度的衰减愈来愈快.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2019(038)009【总页数】8页(P140-147)【关键词】水平向地震动;随场地深度变化的相干函数;KiK-net台网记录;不同类型场地【作者】洪娜;陈清军【作者单位】同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;同济大学结构工程与防灾研究所,上海200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;同济大学结构工程与防灾研究所,上海200092【正文语种】中文【中图分类】P315地震地面运动是由震源释放出来的地震波经过基岩和土层传播而引起的地表土层的振动。
在不同的地点，地震动体现出不同的运动特征和状态。
因此，研究地震动各点之间的相互关系成为必要的课题。
随着重要大型复杂结构(如核电站、海洋平台、大型桥梁、水坝及超高层建筑等)在各国的建立，多点激励下结构抗震分析的地震动输入已成为必然之势。
强震记录的平滑处理对相干函数的影响程度
本文针对上述问题进行了研究,主要工作内容和得到的分析结果 如下:1.选取了台湾SMART-1台阵的第5次地震的加速度记录中的 S波时间窗作为分析数据。分别以中心台站C00与内圈台站103、 106、109、112,与中圈台站M03、M06、M09、M12,以及与外圈台 站003、006、009、012组成不同距离,即d=200m,1000m 和 2000m 的台站对。
强震记录的平滑处理对相干函数的影 响程度
相干函数|(?)jk|常常被用来描述地震动空间相关性,根据相干 函数的计算公式,其理论值应该等于1且与频率无关,因此,在实 际计算相干函数时需要采用窗函数对强震记录的功率谱和互功 率谱进行平滑,最后得到的相干函数0<| (?)jk|<1。窗函 数的种类很多,选用不同的窗函数,以及不同的带宽,对于相干系 数的计算结果将有一定的影响。
因此,在计算相干系数时,需要选择合适的带宽。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.采用了布莱克曼(Blackman)窗、哈明(Hamming)窗和汉宁 (Hanning)窗,以及0.68Hz、1.07Hz和1.46Hz三种不同的带宽,分 别计算了台站间距d为200m、1000m、2000m三种距离的相干系数。 3.选择了常用的Loh模型和Abrahamson模型对相干系数计算结果 进行了拟合,通过对拟合曲线的对比,发现:三种窗函数对相干系 数计算结果的影响不大,但带宽的影响较大,带宽越大,相干系数 越小。
截止频率的取值对地震动空间相干函数统计结果的影响
基 金 项 目 国家 自然 科 学 基 金 项 目（５１６７８３８３）资 助 ． 收 稿 日期 ２０１７—１０—１６收 到 初稿 ，２０１８—０４—２４决 定 采 用 修 改 稿 十 通 信 作 者 ｅ—ｍａｉｌ：ｈｐｄｉｎｇ＠ １２６．ｃｏｍ
关 键 词 ＳＭＡＲＴ一１台阵 地 震 动 空 间相 关 性 相 干 系数 截 止 频 率 曲线 拟 合 ｄｏｉ：１０．１１９３９／ｊａｓｓ．２０１７０１８５ 中 图 分 类 号 ：Ｐ３１５．９ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｃｕｔ－ｏｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｓｐａｔｉａｌ ｃｏｈｅｒｅｎｃｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｉｓｍ ｉｃ ｇｒｏｕｎｄ ｍ ｏｔｉｏｎ
ｉｎｇ ｔｏ ｎｉｎｅ ｇｒｏｕｐｓ ｏｆ ｆ ｉｔｔｉｎｇ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ ｗｅｒｅ ｃｏｍ ｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｄｒａｗｎ ａｓ ｆｏ— ｌｌｏｗｓ： Ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｔ—ｏｆｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｕｔ ｈａｓ ｇｒｅａｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ ｏｆ ｃｏｈｅｒ— ｅｎｃｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｌａｇｇｅｄ ｃｏｈｅｒｅｎｃｙ ｆｉｔｔｉｎｇ ｃｕｒｖｅｓ．② Ｔｈｅ ｌａｇｇｅｄ ｃｏｈｅｒｅｎｃｙ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｆｉｔｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｈｉｃｈ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｓｍ ａｌｌｅｒ ｃｕｔ—ｏｆｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｕｔ ｄｅｃａｙｓ ｒａｐｉｄｌｙ ｗｉｔｈ ｉｎ— ｃｒｅａｓｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｏｎ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｈａｎｄ，ｔｈｅ ｌａｇｇｅｄ ｃｏｈｅｒｅｎｃｙ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｆ ｉｔｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅ— ｔｅｒｓ ｗｈｉｃｈ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｌａｒｇｅｒ ｃｕｔ—ｏｆｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｕｔ ｄｅｃａｙｓ ｓｌｏｗｌｙ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｆ ｒｅｑｕｅｎｃｙ． ⑧ Ｇｒｅａｔ ｅｒｒｏｒｓ ｗｉｌｌ ｂｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｗｈｅｎ ｕｓｉｎｇ ｆｉｔｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｇｇｅｄ ｃｏｈｅｒｅｎｃｙ ｔｈａｔ ｇｏｔ
近场地震动模拟与相干性研究的开题报告
近场地震动模拟与相干性研究的开题报告1.研究背景地震是自然灾害中具有强烈危害性的一种，我们需要对地震持续地进行研究和探索，提高对地震的认识和预测能力。
近年来，地震模拟技术得到了广泛应用，因为它可以帮助我们更好地理解地震动的物理本质。
然而，在地震模拟中，如何获取真实而迅速的应力波记录，依赖于地震源和地震传播路径以及地面站在震源临界距离范围内地观测，需要考虑到地震波的频带特性以及局部瞬态的特性。
因此，我们希望通过研究近场地震动模拟和相干性研究，从而更好地理解地震波的传播规律以及局部变异规律。
2.研究目的本项目旨在：（1）研究近场地震动的模拟方法，并对不同模拟方法进行对比分析，分析其适用范围和适用性。
（2）研究地震波相干性并进行比较研究，以实现对地震波的局部变异及传播行为的深入理解。
（3）运用模拟数据，探讨近场地震动的能量分布规律，为实际地震监测和工程设计提供数据参考及分析基础。
3.研究内容本项目的主要研究内容包括：（1）近场地震动的模拟方法和参数设置，包括地震源参数和地震传播路径参数的确定等。
（2）地震波相干性的研究，采用多种方法进行分析和比较，如随机共振方法，互相关函数法等等。
（3）利用模拟数据探究近场地震动的能量分布规律、波形特征，并对其进行定量分析，为实际地震监测和工程设计提供支持。
4.研究方法本项目采用理论分析和数值模拟相结合的方法，主要包括：（1）研究近场地震动的模拟方法，采用地震动力学有限元软件开展数值模拟。
（2）利用地震波分析方法研究地震波的相干性，比较不同方法的优劣和适用性。
（3）通过模拟数据探讨近场地震动的能量分布规律和波形特征，并采用统计分析方法进行定量分析。
5.预期成果本项目的预期成果包括：（1）总结近场地震动的模拟方法和参数设置，并对不同模拟方法进行对比分析，分析其适用范围和适用性。
（2）总结地震波相干性的研究结果，并对多种方法进行比较和评估。
（3）探究近场地震动的能量分布规律、波形特征，并提出实际应用的建议和参考。
震源对地震动空间相关性影响的研究
震源对地震动空间相关性影响的研究随着科学技术的发展，地震研究受到了越来越多的关注，地震动的空间相关性也开始受到关注。
震源是影响地震动空间相关性的重要因素，本文将考察地震动空间相关性的影响。
首先，对于地震动空间相关性的影响，震源的位置是最关键的。
同一震源位置的地震动的角度相差较大时，其空间相关性会发生变化，但在同一方向上角度相差较小时，其空间相关性几乎不会变化。
此外，随着距离的增加，地震动的空间相关性也会发生变化。
通常情况下，不同震源的地震动空间相关性将会随着距离的增加而逐渐减弱，这受到了震源的影响。
其次，震源本身的特征也会影响地震动的空间相关性。
当震源深度较小时，地震动的空间相关性可能比深度较大的震源的地震动的空间相关性要大。
而深度较大的震源则会产生较大的地震动，而较大的地震动又会影响其空间相关性。
此外，震源附近的地表状况也会影响地震动的空间相关性。
当震源附近有大量地质构造时，地质构造会影响地震动的方向，影响它的空间相关性。
最后，一些状态参数也会影响地震动的空间相关性。
当地震波穿过地震障碍或者这尖锋的地形时，它的空间相关性会受到影响。
因此，从上述分析可以看出，震源是影响地震动空间相关性的重要因素。
例如，震源位置、深度、地表状况以及状态参数都会影响地震动的空间相关性。
为了更好地了解地震动的空间相关性，需要对震源对地震动空间相关性影响进行进一步的研究。
因此，为了进一步研究震源对地震动空间相关性影响，本文将首先收集和分析相关的资料。
然后，以相关的地震活动为实例，利用相应的计算模型来评估震源的影响。
同时，本文还将借助模拟实验来进行研究，以确定震源对地震动空间相关性影响的确切限度。
最后，根据实验结果，提出针对震源对地震动空间相关性影响的改进策略，最终实现提高地震动空间相关性质量的目标。
综上所述，震源是影响地震动空间相关性的重要因素，本文将以《震源对地震动空间相关性影响的研究》为标题，借助相关的科学实验和研究方法，进一步研究震源对地震动空间相关性的影响，最终实现改善地震动空间相关性的目标。
随机有限断层法合成地震动及其相干性研究
收稿 日期 ：２０ ０９—０ —２ 修 改稿 收 到 日期 ：０９— ６—０ １ ３ ２０ ０ ８ 第一 作 者 王 国新 男 ， 授 ， 士生 导 师 ，９ １年生 教 第 ２ ００年 ９卷
区地 质资料地层 参数 。
表 １ 震 源 参数
Ｔａ ｂ．１ Ｓｏ ｃ ｒ ｅｅｒ ｕｒ ｅ Ｐａ ａｍ ｔ ｓ
课 题
采用 文献 ［ ］ ５ 中介 绍 的随机 有 限断 层 法 地震 动合 成方 法 ， 择 某 地 区 ６ ５级 地 震 震 源 参 数 和 地 层 参 选 ． 数 （ １ 表 ２所 示 ） 对 该 地 区 （ 围 ： １ ７ 。 ～ 表 ， ， 范 ４ ．０ Ｎ ４ ． ５ Ｎ；２ ．０ Ｅ～１３ ８ 。 进行 建模 ， １所示 为 １８ 。 １３２ 。 ２ ． ０ Ｅ） 图
目前 ， 震 动 相 干 性 函数模 型较 多 ， 地 国外 如 Ａ ｒ． ｂａ ｈ ｍ ｏ 、 ｃｂ ｉｅ ａ ｓｎ Ｓｈ ｅｄｒ等 ， ａ ａ ｕａ Ｙ ｍ ｚｋ 等 。 国 Ｎ ｋ ｍ ｒ、 ａ ａａ ｉ 内如屈铁 军 ， 丁海 平 、 启 方 等 。 可 以说 ， 干模 刘 相 型 的研究 已经 比较成 熟 。本 文 在前 人研 究 的基 础 上 ， 采用 随机 有 限断层 法合成 了空 间一 定距 离 诸点 的地震
梁等重要工程结构抗震分析时的多点地震动输入。
关 键 词 ：随 机 有 限 断 层 法 ； 干 函数 ； 速 度 时 程 相 加 中 图分 类 号 ：Ｔ ３ ２ Ｕ５ 文 献标 识 码 ：Ａ
地 震 动的空 间变化 受 震 源 、 传播 途 径 、 地条 件 等 场 因素 的影 响是 巨大 的 ， 即使 在 其 他条 件 相 同 的情 况 下 ，
摘 要 ：从地震动合成出发， 在考虑场地条件、 震源参数等影响的情况下 ， 采用随机有限断层法合成了基岩场地相
震源对地震动空间相关性影响的研究
震源对地震动空间相关性影响的研究1地震动的空间相关性地震动的空间相关性是指在发生地震动时，在震源附近地区对震源距离的变化所引起的时空变化的影响。
空间相关性的作用主要体现在地震计算过程中，由于地面特性的不同，地震波可能会发生变化。
地震动的空间相关性测量可以检测出震源附近地区地震波的空間变化程度，以及根据震源附近地区的空间构建特性来推测自然环境中发生的时空变化。
2探索震源对地震动的影响地震是一种极具破坏性的自然灾害，会对引发地震的震源附近地区造成严重的灾害，所以，对于震源对地震动空间相关性的影响进行研究至关重要。
首先，我们需要从地震动的空间分布上进行探索，尤其是震源附近地区的空间构造，然后，我们可以基于地震渗透在深度上建立震源解析模型，以探究震源对地震波辐射空间变化的影响。
此外，我们还可以借助于地质学的理论和应用，通过对地面物理结构的测量，来探索震源对地震动空间相关性的影响。
3研究发现以上研究发现，受震源影响，地震动空间相关性会发生明显变化。
举例来说，岩溶剥蚀可能会导致深度变化，进而影响地震波辐射空间模式的变化。
除此之外，地表磁场的变化也会影响地震动空间相关性。
高精度的测量发现，磁场的局部变化会导致近场、远场和深部情况的改变。
此外，震源矩形代数方程的参数的变化也会影响地震动空间相关性。
在精确测量的基础上，震源矩形代数方程的参数也可以实时更新，从而提供较为精确的地震动空间相关性图形，这来源于震源解析模型的精细模拟。
4结论总之，震源对地震动空间相关性影响的研究主要是基于地质学的实验和理论，即通过精确的测量，以及震源矩形代数方程及其参数的变化，来探索震源对地震动空间相关性的影响。
通过以上研究，我们可以得出结论，震源对地震动空间相关性具有重要的作用。
基于汶川地震加速度记录的地震动相干函数变化特性
基于汶川地震加速度记录的地震动相干函数变化特性阿布都瓦里斯;俞瑞芳;俞言祥【摘要】架设于我国四川省的自贡密集地震台阵成功记录到了2008年汶川地震(Ms8.0)加速度记录.由于各台站间空间相对距离小于400 m,所以有益于分析工程尺度范围内地震动空间变化的特性.应用数字信号处理技术,分别对两个水平方向和垂直方向的地震动相干函数进行了计算,讨论各方向上地震动相干函数随空间距离和频率的变化规律.结果表明:(1)在频率小于3π-时,相干函数的取值基本上都大于0.8；随着频率的增加,相干函数随空间距离的增加而递减的趋势明显；(2)局部场地条件影响相干函数在高频部分的变化,出现剧烈变化的峰和谷,但对其随频率增大而减小的变化趋势影响不明显；然而台站所在地形将影响其在高频部分的变化趋势,即在高频部分随频率的增加有逐渐增大的趋势,这种影响随着空间相对距离的增大而减小；(3)局部场地条件和地形的影响,在中频段可降低相干函数值；(4)大震远场条件下,局部场地条件和地形对竖向地震动影响较小,并且不同方向的地震动相干函数的变化有一定的差异.%The Zigong Dense Seismograph Array,located in Sichuan province of China,successfully recorded strong motions during 2008 Wenchuan earthquake (Ms 8.0).Because the distance between any two stations is less than 400 meters,these recordings offer some interesting insights in spatial variations of seismic ground motions that suit to discuss in engineering scale.The coherence functions of the ground motions at two horizontal directions and one vertical direction were calculated by using digital signal processing techniques,and the variations of coherence functions at various directions along with the changes of distance and frequency were analyzed.The results show that:when thecircular frequency is less than 3π,the values of coherence function are all more than 0.8.However,the decreasing trend of the coherence function becomes significant with the increase of distance when the frequency increases gradually.The local site conditions significantly influence the variation of coherence function in high-frequency range,with dramatic changes at peaks and valleys,but the local site conditions have no significant effect on its decreasing trend as the frequencyincreases.However,the topography of the station will influence the variation of coherence function in high-frequency range of which the value increases gradually along with the increase of frequency.Nonetheless,this effect decreases along with the increase of distance.The local site conditions and topography can reduce the value of coherence function in the middle-frequency range.It is indicated that,under the conditions of large-earthquake and far-field,the local site conditions and topography have fewer effects on the vertical ground motions,and the spatial variations of coherence function are of certain differences at different directions.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2013(032)016【总页数】7页(P70-75,81)【关键词】汶川地震;自贡台阵;相干函数;空间变化【作者】阿布都瓦里斯;俞瑞芳;俞言祥【作者单位】中国地震局地球物理研究所,北京100081;中国地震局地球物理研究所,北京100081;中国地震局地球物理研究所,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P315地震时从震源释放出来的能量以地震波的形式传至地表，地表各点接收到的地震波是经由不同路径、不同地形地质条件而到达的，因而反映到地表各点的振动必然存在差异。
震源深度对基岩地震动参数的影响
震源深度对基岩地震动参数的影响
曹均锋;冯伟栋;原贺军;董双林
【期刊名称】《华北地震科学》
【年(卷),期】2015(033)001
【摘要】基于安徽地区震源深度分布特征,选取典型场点构造不同震源深度分析模型,重点分析了震源深度的变异性对于基岩地震动参数的影响.研究结果表明:随着震源深度增加,基岩峰值加速度及加速度反应谱逐渐减小,且基岩峰值加速度减小幅度呈逐渐减弱的趋势;但水平向加速度反应谱特征周期随着震源深度增大而增大,同时震源深度对不同风险水平下基岩峰值加速度比值也产生一定的影响.
【总页数】5页(P25-29)
【作者】曹均锋;冯伟栋;原贺军;董双林
【作者单位】安徽省地震局,合肥 230031;安徽省地震局,合肥 230031;安徽省地震局,合肥 230031;安徽省地震局,合肥 230031
【正文语种】中文
【中图分类】P315.319
【相关文献】
1.潜在震源区震级上限对基岩加速度反应谱特征周期的影响 [J], 徐扬
2.攀西地区不同风险水平下基岩地震动参数之间的关系 [J], 雷建成
3.震源深度与矩心深度的分布特征及其与震源机制类型之间的关系 [J], 吴忠良;黄静;周公威
4.场地划分标准对基岩地震动参数衰减关系的影响 [J], 王珊;张郁山;尤贺
5.基岩人造地震动随机数对地表地震动参数的影响 [J], 周春海
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震源参数对地震动相干函数的影响
振 动 与 冲 击第29卷第7期JOURNAL OF V I B RATI O N AND SHOCKVol .29No .72010 震源参数对地震动相干函数的影响基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2007CB714200),国家自然科学基金项目(50378087)收稿日期:2009-03-12 修改稿收到日期:2009-05-18第一作者丁海平男,研究员,博士生导师,1966年生丁海平1,2,宋贞霞1(1.江苏省结构工程重点实验室(苏州科技学院),江苏苏州 215011;2.中国地震局工程力学研究所,哈尔滨 150080) 摘 要:基于运动学震源模型,以弹性半空间作为传播介质模型,采用显式有限元数值模拟方法进行强地面震动数值模拟,根据模拟结果考察了震源深度、断层破裂子源大小、破裂速度和断层走向等震源参数对地震动相干函数的影响,结果表明:震源深度和断层走向对相干函数的影响较大。
并根据统计结果给出了一个基岩地震动的相干函数模型。
关键词:震源参数;弹性介质;地震动空间变化;相干函数中图分类号:P315.9 文献标识码:A 近20年来全球发生了一系列破坏性地震,如:1994年美国Northridge 地震、1995年日本Kobe 地震、1999年台湾集集地震和中国5.12汶川地震等,根据收集到的大量强震记录,地震动特征,特别是近断层地震动特征的研究得到了很大的发展[1]。
然而,有关地震动的空间相关性的研究,进展不大,究其原因,研究地震动时空变化的方法主要是通过对强震观测台阵得到的强震观测资料进行统计分析,在这一系列的大地震中,有价值的台阵记录并不多。
另外,由于地震动的空间变化受震源、传播途径、场地条件等因素的影响,根据对不同台阵的强震记录得到的描述地震动统计空间相关性相干函数模型[2-5]也存在着很大差别,应用的时候很难确定哪一种模型比较合理,因而文献[6]从工程应用出发,取多个相干函数模型的相干值的平均建立了一个新的模型。
地震动相干效应
地震动相干效应地震是地球上常见的自然灾害，给人们带来了巨大的破坏和伤害。
当地震发生时，地表会遭受强烈的震动，这种地震动会向周围传播，并引发一系列与地震有关的现象和效应。
其中之一就是地震动相干效应。
地震动相干效应涉及到地震波传播过程中的相干特性。
简单来说，相干效应是指在地球内部传播的地震波中，不同频率的波动之间存在一定的相互关系。
这种相干性会在波传播过程中导致能量的重新分布和波形的变形，进而影响到地震动对建筑物、土壤和其他地质结构的作用。
地震动相干效应是地震工程中的一个重要问题，不仅对建筑物的抗震设计和结构分析起着重要的指导作用，也为地震预测和震源机制研究提供了有力的支持。
下面将从地震动的相干性、相干效应的影响以及相干效应的调查研究等方面展开论述。
一、地震动的相干性地震动的相干性是指地震波在传播过程中的波动特性在时间和空间上的相关性。
具体来说，地震动的相干性包括相位和振幅两个方面。
1. 相位：地震波的相位是指波形起伏变化的时间和空间分布规律。
当地震波到达某一点时，不同频率的波动相位可能存在相位差，即波峰和波谷的到达时间不同。
相位差的存在会导致地震波的波形变形，从而引起地震动相干效应。
2. 振幅：地震波的振幅是指波动的强度和能量大小。
在地震波传播过程中，振幅会发生衰减和增强，这与不同频率的波动在传播过程中的能量耗散和聚集有关。
振幅的变化也会影响到地震动的相干性，进而对结构的抗震性能造成影响。
二、相干效应的影响地震动相干效应对建筑物和土壤的震动响应产生重要影响。
具体表现在以下几个方面：1. 频率分布：地震动相干效应会导致不同频率的地震波在传播过程中相互干涉，使得地震动的频谱特性发生变化。
高频地震波的振动容易引起建筑物的共振，而低频地震波的振动对土壤的动力特性具有重要影响。
2. 地基响应：相干效应还会对土壤的动力特性产生影响。
地表地震动的振动会传递到地下，这就需要考虑地下不同层次的相互关系。
相干效应会使得地下不同层次的波动相互作用，影响到地基的响应特性。
震级大小和传播距离对相干函数的影响
第32卷第2期苏州科技大学学报(工程技术版)Vol.32No.2 2019年6月Journal of Suzhou University of Science and Technology(Engineering and Technology)Jun.2019震级大小和传播距离对相干函数的影响尚静1,丁海平12（1.苏州科技大学江苏省结构工程重点实验室，江苏苏州215011；2.中国地震局工程力学研究所,黑龙江哈尔滨150080）摘要：根据我国台湾SMART-1台阵采集的3次不同震级和震源距的地震加速度记录,分别计算了台站间距d等于200,400,800J000和2000m的相干系数,并采用L0H和Ahrahamson提出的相干函数模型对相干系数进行了拟合,对比结果表明：（1）震级大小对地震动相干性影响较大，震级小的相干性较好；（2）地震波的传播距离对地震动的相干性影响不显著，震源距较小地震的地震动相干性较小。
并针对地震动相干函数中的只包含台站间距和频率2个参数的情况，建议在今后的研究中，相干函数表达式应该尽可能考虑地震震级和传播距离的影响。
关键词：相干函数;地震震级;传播距离；曲线拟合中图分类号：P315.3文献标识码：A文章编号：2096-3270（2019）02-0026-06地震动的空间变化闪是指在地震波的传播过程中，不同的两个场点（即便距离很近）的地震动会表现出不同的运动状态和特征，即两场点的振幅和相位存在差异，这种地震动的空间变化对桥梁、管道和大坝等大跨度结构的抗震分析和设计有很大影响。
造成地震动空间变化的因素很多，如Somerville等卩勺将地震动空间变化归结为两个方面:一是震源，二是传播途径和场地;Kiureghian^］认为地震动空间变化受四个因素影响，即行波效应、非相干效应、衰减效应和场地效应;Abrahamson^用图形形象地解释了影响地震动空间变化的4个因素:地震波传播、震源破裂过程、散射和衰减。
震源深度对地震影响的解析
震源深度对地震影响的解析地震是地球内部的能量释放所导致的地球表面的振动。
地震的发生过程和特征受到多种因素的影响，其中震源深度是一个重要的因素。
震源深度指的是地震震中所在的深度，即地震发生的地下位置，它对地震的能量传播、破坏性和地震波特征等方面都有着显著影响。
1. 地震波的传播特性地震波是地震释放能量的主要方式，而震源深度决定了地震波从震中向地表传播的路径。
当震源深度较浅时，地震波直接传播到地表，使得地表受到的震动强烈，地震破坏程度较高；而当震源深度较深时，地震波传播路径更长，能量损失较大，地表震动相对较弱。
因此，震源深度的变化直接影响了地震波在地表的破坏性程度。
2. 地震破坏范围震源深度对地震的破坏范围也有重要影响。
一般来说，浅源地震辐射的地震波能量传播范围相对较小，破坏范围局限于震中周围较小的区域；而深源地震的破坏范围更广，能够扩散到较远的地区。
这是因为地震波在地球内部的传播受到地球的物理性质的影响，不同深度的构造物质对地震波传播的速度和路径都有所不同。
3. 地震波的频谱特征震源深度也会对地震波的频谱特征产生影响。
浅源地震波具有较高的频率分量，其震动更多集中在较高频段；而深源地震波由于传播路径较长，会导致高频成分损失，波形变得较为平滑。
地震波的频谱特征对不同类型的结构物的破坏有着重要的影响，因为不同结构物对地震波频率的敏感性不同。
4. 地震能量释放与震源深度的关系地震释放的能量主要集中在震源周围的地区，而能量释放的多少与震源深度直接相关。
通常情况下，浅源地震由于能量释放较为集中，其破坏性相对较大；而深源地震由于能量分散，其破坏性相对较小。
这也是为什么在较深的地震中，相同震级的地震所导致的破坏程度相对较小的原因之一。
5. 震源深度对地震预警的影响震源深度的变化对地震预警系统的监测和预测结果也有着一定的影响。
由于浅源地震波的传播时间较短，地震预警系统能够更早地检测到这类地震的发生，从而提供更长的预警时间。
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的强震观测资料进行统计分析 ， 在这一系列的大地震 中， 有价值 的台阵记 录并 不 多 。另外 ， 由于地 震 动 的空 间变化受 震源 、 播 途 径 、 地 条 件 等 因素 的 影 响 ， 传 场 根 据 对不 同台 阵的强震记 录 得 到 的描述 地 震动 统计 空 间 相关性相 干 函数 模 型 也存 在 着 很 大差 别 ， 用 的 应 时候很难 确定 哪一种模 型 比较合理 ， 因而文 献 ［ ］ 工 ６从 程应用 出发 ， 多个 相 干 函数 模 型 的相 干值 的平 均 建 取 立 了一个 新 的模 型 。 由于 不 同 因素对 空 间相 关 性 的影
响程度 不一 样 ， 一些 学者 提 出 了能 考 虑诸 多 因素 影 响 的相干 函数模 型 ＩＪ但 是 ， ９， 直接 从 地震 记 录 中区分 各 种 因素的影 响 很 困难 。因 此 ， 些 学 者 尝试 从 理 论 分 一 析和 数 值 模 拟 的 方 法 来 分 析 各 因 素 对 相 干 函 数 的 影响 。 。 随着震 源破 裂 过 程研 究 的发 展 ， 种考 虑 震 源 破 一
２ 中国地震局 工程力学研究所 ， ． 哈尔滨
２５ １ ； １０ １
１０ ８ ） ５０ ０
摘 要 ：基于运动学震源模型， 以弹性半空间作为传播介质模型， 采用显式有限元数值模拟方法进行强地面震动
数值模拟 ， 根据模 拟结果考察 了震源深度 、 断层破裂子源 大小 、 裂速度和断层 走 向等震 源参数对地 震动相干 函数 的影 破 响， 结果表明 ： 震源深度和断层走向对相干 函数的影响较大。并根据统计结果给出了一个基岩地震动的相干函数模型 。 关键词 ：震源参数 ； 弹性介质 ； 地震动空间变化 ； 相干函数
１ 运 动学 震 源 模 型
基 岩 的地 震动 空间 变化 规律 受有 限断层 破 裂和 弹 性 传播 介质 的影 响。本文 采用 位 错模 型模 拟 断层 的破 裂运动 ， 以弹性半空 间作 为传 播 介质 模 型 ， 数值 方 法 用 求解位 错产生 的地震 动 。
动的空 间相关 性 的 研 究 ， 展 不 大 ， 其 原 因 ， 究 地 进 究 研
振
动
与
冲
击
Ｖｏ． ９ １２ Ｎｏ ７ Ｏｌ ２ Ｏ
．
第２ ９卷第 ７期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＲＡＴ ＯＮ Ｂ Ｉ ＡＮＤ ＨＯＣＫ Ｓ
震 源 参 数 对 地 震 动 相 干 函数 的 影 响
丁海平 ，宋贞霞
（． １江苏省结构工程重点实验室 （ 苏州科技学院 ） 江苏苏州 ，
方式 和初始破 裂点位 置 等 。其 中大 多数 震源 模 型参数
可 以通 过地 震 勘 探 和地 震 记 录 的反 演 统 计 关 系 得 到 ，
如断层 的走 向 、 向和倾 角 、 动 角等 ， 诸 如 断 层 的 倾 滑 而 长度 和宽度 、 均 位 错 ］平 均 滑动 持 时 等则 可 以 平 、
２ １ 计算模 型 ．
本 文假定 的基 岩 地 震 动 三 维 计 算 模 型 如 图 １所 示： 采用 垂直均 匀走 向滑动 断层模 型 ， 断层 长度 为 １ ８
利用 强地震 动 场 的数 值 模 拟 结 果 ， 行 地 震 动 空 间相 进
关性 的研 究 ， 不失 为一 种有效 的方法 。 本文将 基于 运 动 学 震 源 模 型 ， 据 不 同震 源 参数 根
由统计 关 系式得 到 。
本文将 主要考 察震 源 深度 、 断层 破 裂子 源 大小 、 破
裂速 度 和断层走 向对地 震动 相干 函数 的影 响 。
２ 计算方法
地震 动的数 值计算 方法 采 用显 式 有 限元 结合 并行 计算 技术 ＿ １ 。为减少 计 算 量 ， 断层 所 在 区域 与 有 限 将 元计 算 区域分 离 ， 用 移 动位 错 源 在 全 空 间辐 射 的地 利 震 波作 为入射波 施加 到计算 区域 中。
（ 裂 面积 、 度 、 度 、 藏 深度 、 破 长 宽 埋 断层 的走 向和 平 均
破 裂速度 ） 的强地 面震 动数值 模 拟结 果 ， 算 基岩 场 地 计
ｋ 宽度为８ｋ 倾角 ＝ ０ ， ｍ， ｍ， ９ 。上升时间为０４ ， ．５ 平均 ｓ 位 错为 ０ ４ Ｉ设初 始破裂点 位 于断层 的左端 ， ．５Ｉ， Ｔ 以单 向 破裂方 式 向右端破 裂 ， 中 Ａ。 线段 为 有 限 断层 上边 图 缘Ａ Ｂ在地表的投影。为满足计算精度 、 稳定性 和 模拟地震动结果输出统计需要 ， 有限元计算区域取 ８ ＝ ｂ ０ ｍ， ３ｋ 介 质 波速 为 ３００ｍ ｓ计 算单 元 ＝１０ｋ Ｃ＝ ｍ， ０ ／ ， 形状采用正六面体 ， 边长为 ５ 数值模拟的地震动频 ０ｍ， 率可 达到 ３ ０ Ｈ ， 间步距 取 Ａ ＝ ． ０ 。 ． ｚ时 ｔ ０ ０ ５Ｓ
中 图分 类 号 ：Ｐ １ ． ３５９ 文 献标 识 码 ：Ａ
近 ２ ０年 来 全 球 发 生 了 一 系 列 破 坏 性 地 震 ， ： 如
１９ ９ ４年 美 国 Ｎ ｒ ｒ ｇ ｏｔ ｉ ｅ地 震 、９ ５年 １本 Ｋ ｂ ｈｄ １９ ３ ｏｅ地 震 、 １９ ９ ９年 台湾集集 地震 和 中国 ５ １ ．２汶川 地震 等 ， 根据 收 集 到 的大 量强震 记 录 ， 地震 动 特征 ， 别是 近 断层 地震 特 动特征 的研 究 得 到 了很 大 的发 展 ¨ 。然 而 ， 关 地 震 有
裂机制 与传播 效应 的强地 震 动 场建 模 理论 与数 值计 算 方法 已成 为 当前 研究 的一 个 新 的 方 向， 取得 较 大进 并 展 － ］ １ １。该方 法 能够反 映 震源 、 ６９ 传播 途 径 和局 部 场地 条件 的影 响 ， 能够 揭示 强地 震 动 场 的分 布规 律 。因此 ，
震 动时空 变化 的方法 主要 是通 过 对强 震 观测 台阵得 到
运 动学震 源模 型 中 ， 述 断 层 特征 的几 何 参 数 主 描 要包括 断层 的破裂 面 、 长度 、 度 、 藏深 度 、 宽 埋 断层 的 走 向和倾 角 ； 述平 均破 裂过 程 的参 数包 括 地震 矩 、 描 平