浅谈近断层地震动的上下盘效应研究

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1、图书分类号：P315工学博士学位论文单位编码：85406学号：2006114近断层地震动的上／下盘效应研究博士研究生：导师：申请学位级别：学科：专业：研究方向：王栋谢礼立研究员工学博士学位土木工程岩土工程近断层地震动特征中国地震局工程力学研究所中国·哈尔滨二零一零年六月叫r1一DoctoralDissertationTheHangingwall／FootwallEffectsofNear．．FaultGroundMotionsSpecialty：．GeotechniealEn班eeringResearchField：Char

2、acteristicsoftheNear-faultGroundMotionInstituteofB】班∞吨M曲砌吗Chi舱EarthquakeAdministrationHarbin·ChinaJune，2010独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果，也不包含为获得中国地震局工程力堂研究压或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标

3、明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：圭丝：签字日期：．．．J·r．学位论文版权使用授权书本人完全了解中国地震局工程左堂研究逝有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权中国地震局工程力学研究所可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文，允许被查阅和借阅。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)论文作者签名：至描；导师签名：签字日期：为fo，罗一为签字

4、日期：印旧苫’≯摘要摘要近断层地震动由于其自身不同于远场地震动的特征以及对工程结构产生的严重破坏，成为近年来工程地震界的研究热点。近断层地震动的影响因素众多，除受常规的震源、路径以及场地条件影响外，还与上／下盘效应和破裂方向性效应密切相关，两者对近断层地震动的峰值、频谱、持时以及空间分布产生重要的影响。尤其是发生在倾斜断层上的地震，比如北岭地震、集集地震以及汶川地震，廿下盘效应对近断层地震动的影响更加突出，位于断层两侧即上下盘的近断层地震动存在较为明显的差别。因此充分认识近断层地震动上／下盘效应，对于因地制宜的采取工程结构的

5、抗震措施具有重要意义。以往研究虽然对上／下盘效应有所涉及，但还不够系统深入。本文全面细致的比较了近断层上下盘地震动的差别，即近断层地震动且下盘效应的特征、产生的原因以及影响因素。通过对近断层地震动的数值模拟和实际地震的强震数据分析两个方面，从地震动的峰值、频谱以及持时三个角度系统的分析了加速度、速度以及位移的三分量的上／下盘效应’的基本特征，并从本质上揭示了上／下盘效应产生的原因，深入具体地剖析了上／下盘效应的影响因素。本文研究的主要内容和结论如下：1．基于北岭地震和集集地震的强震记录，系统地分析了上／下盘效应对近断层地震动

6、峰值、频谱和持时的影响。研究表明：④断层距在30公里以内的上盘地震动峰值(力口速度峰值PGA、速度峰值PGV和位移峰值PGD)大于该距离范围内地震动峰值的平均水平，上／下盘效应对PGA、PGV及PGD的影响依次减弱。②断层距在30公里以内的上盘反应谱值(加速度、速度以及位移反应谱值)在较宽的周期范围上(周期小于4s)明显大于该距离范围内的反应谱值的平均水平。③断层距在30公里以内的上盘地震动持时略小于该距离范围内地震动持时的平均水平。④且下盘效应对平行断层走向分量(FaultParaUd,FP)、垂直断层走向分量(Fault

7、Normal,FN)和竖向分量0reDown,LID)地震动的影响依次减弱。2．比较了常见的观测点到断层面的距离标准，引入了均方根距离的定义，分析了上厂F盘效应产生的原因。研究表明：①具有加权平均意义的均方根距离不同于常见的断层距、Campbell距离、震源距和震中距等距离标准，可以准确地描述观测点到断层面的整体靠近程度及倾斜断层的不对称程度。②使用均方根距离对地震动参数进行回归时，近断层地震动的上／下盘效应不明显，可以忽略其影响。③近断层地震动的上／下盘效应是由于具有相同断层距的上下盘观测点，上盘观测点在整体上距离断层破裂

8、面较近即上盘观测点的均方根距离较小引起的，即上，下盘效应是由倾斜断层的不对称分布引起的几何效应。中国地震局工程力学研究所博士学位论文11I

9、3．数值模拟了不同断层模型下逆断层型地震近断层地震动的上／下盘效应，分析了各种震源参数包括断层倾角、断层的上界埋深、断层的破裂速度、断层的破裂初始位置