謝俊舉 溫增平 李小軍 黃雋彥

1）中國(guó)地震局地球物理研究所，北京 100081

2）中央大學(xué)地球物理研究所，臺(tái)灣 32001

選取斷層距小于200 km的64組強(qiáng)震記錄數(shù)據(jù)，基于小波方法分析汶川地震近斷層速度脈沖的地震動(dòng)特性，同時(shí)將汶川地震的速度脈沖與集集地震和Northridge地震進(jìn)行對(duì)比，利用NGA數(shù)據(jù)庫(kù)24次地震事件中的3 615條記錄，選取出典型的脈沖型記錄作為統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，研究地震震級(jí)、距離對(duì)速度脈沖的周期和幅值參數(shù)的影響。

利用小波分解的方法從地震動(dòng)記錄中提取其所包含的最大脈沖信號(hào)，選取4階Daubechies小波對(duì)選取的64組地震動(dòng)記錄做一維連續(xù)小波變換，提取原始地震動(dòng)速度時(shí)程中的長(zhǎng)周期脈沖信號(hào)。將強(qiáng)震記錄沿垂直斷層和平行斷層方向進(jìn)行投影，統(tǒng)計(jì)分析垂直斷層分量（FN component）和平行斷層分量（FP component）速度脈沖的地震動(dòng)特性。參考Baker提出的脈沖型記錄的判定方法，對(duì)強(qiáng)震記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，選取其中的脈沖型記錄，在此基礎(chǔ)上統(tǒng)計(jì)研究速度脈沖的周期和幅值特征。研究結(jié)果表明：

（1）汶川地震近斷層速度脈沖具有周期長(zhǎng)、幅值小的特點(diǎn)。速度脈沖周期主要分布在6～14 s之時(shí)，其中51MZQ臺(tái)沿平行斷層的分量脈沖周期最大為14.2 s，速度脈沖幅值與集集地震和Northridge地震相比明顯偏小。

（2）從這次地震獲取到脈沖型記錄的強(qiáng)震臺(tái)站和非脈沖臺(tái)站的分布來看，脈沖記錄臺(tái)站平平于沿著地震斷層破裂傳播的方向上，且與地表斷裂的距離都在30 km以內(nèi)，可以推斷這些長(zhǎng)周期速度脈沖的形成可能主要由破裂傳播的向前方向性效應(yīng)引起。

（3）同一臺(tái)站記錄到的地震動(dòng)垂直斷層的分量（FN分量）的脈沖幅值比平行斷層分量（FP分量）要大，如51MZQ臺(tái)、51JYH臺(tái)垂直斷層分量的幅值分別為126.1 cm/s和33.3 cm/s，而其平行斷層分量的幅值分別僅為85.9 cm/s和30.5 cm/s。

（4）速度脈沖的周期隨矩震級(jí)呈對(duì)數(shù)擬性增大，且隨斷層距增大有減小趨勢(shì)。在矩震級(jí)小于MW7.5時(shí)，觀測(cè)到的地震動(dòng)脈沖幅值為50～150 cm/s之時(shí)，與100 cm/s的典型斷層滑動(dòng)速率非常接近；而震級(jí)大于MW7.5時(shí)，斷層距10 km范圍內(nèi)脈沖的幅值已經(jīng)超過100 cm/s，個(gè)別記錄的脈沖幅值甚至達(dá)到200 cm/s，遠(yuǎn)超過前人給出的飽和值，這可能與大的永久形變或該處土層介質(zhì)條件有關(guān)。

圖 1 脈沖強(qiáng)度VP隨震級(jí)MW和斷層距R的變化