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漳州盆地地震反应分析

刘海明  
【摘要】: 漳州盆地是福建省最大的陆地断陷盆地,隐伏的九龙江断裂横贯盆地的北部,具有发生强烈地震的危险。本文研究了九龙江断裂上6级地震引起的漳州盆地及周边地区地震动的预测,计算了漳州市强地震场的分布,分析了空间分布特征和规律。 强地震动研究洞察地震中地表震动发生、发展特征和规律性,涉及对震源的了解和模型的建立、传播介质影响的分析和模拟、场地条件影响分析等三方面的一系列基本问题。近断裂地震动更加复杂,受震源的影响十分显著。大型沉积盆地对地震动和震害的影响受到了全球地震工程研究者的广泛关注,牵涉松散软土的放大效应、埋藏基岩表面的聚焦效应和盆地边缘效应等。 分析中,九龙江断裂用有限断层震源模型表达,根据活断层探查结果和半经验标定关系确定走向、倾向、倾角、长度、宽度和平均滑动量等。借助凹凸体和k平方模型结合的混合震源模型估计错动在破裂面上的分布,确定各个子源的滑动量。考虑半经验关系的不确定性引起的全局参数和局部参数的随机性,建立了30个震源模型。破裂起始点确定在九龙江断裂的东南端,破裂速度取剪切波速的0.85倍。 高频地震动借助Atkinson等发展的随机合成方法估计,震源谱中采用动力拐角频率。先估计选定的位于盆地四角和中心的5个点在30个震源作用下基岩地表地震动的平均值,选定一个与平均特征最接近的震源模型。据此,计算地表200×200米的网格上共5796个点的加速度时程和反应谱。盆地内的点,先计算地下50米深度处(相当于漳州盆地松散土层最深处的两倍)地震动的傅氏谱,再乘上该点对应的盆地分区的传递函数,逆变换得到地表地震动。传递函数根据各分区代表性钻孔速度结构,采用等效线性化方法计算。根据各点峰值加速度,归纳、编制了漳州盆地及周边地区地震动峰值加速度分布预测图和分区图。共划分三类区,每一区进一步分为盆地内、外两个子区,对每一个子区提供了平均的加速度反应谱、各子区的标准化的反应谱图及参数表。 低频地震动借助简化的数值格林函数方法计算。本文根据中国地震应急搜救中心提供的数据建立了漳州盆地的三维有限元网格模型,用解析法计算有限断层源引起的盖层底部的位移场,将其作为盖层波动有限元分析的输入。波动有限元计算了5796个点地表长周期加速度时程。 长周期、短周期加速度时程经分别滤波,在时域叠加,合成了各点的加速度时程。按照与各子区平均反应谱最贴近的原则,选取各子区代表性点的时程作为抗震设计验算时程分析用的加速度时程。


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