高武平 陳宇坤 劉 芳 楊 菲 王志勝
(天津市地震局,天津 300201)
以天津濱海及鄰區(qū)開展的200余口地震工程鉆孔資料及相應的土動力學試驗資料為基礎,參照地震小區(qū)劃的技術思路,研究了天津濱海地區(qū)的地震動空時分布特征。
首先,以0.02°×0.02°度網格控制點對濱海地區(qū)進行地震危險性分析。采用與《中國地震動參數區(qū)劃圖GB18306-2001》(簡稱“區(qū)劃圖”)相同的潛源劃分方案,同時考慮天津地區(qū)“九五”、“十五”、“十一五”活動斷層探測成果對潛源進行了相應的調整。通過計算,獲得了50年三種常用超越概率(63%,10%、2%)對應的天津濱海地區(qū)自由基巖面的地震動加速度及其反應譜。然后根據鉆孔資料及土動力學試驗數據建立了160多個土層反應模型,利用等效非擬性方法進行土層地震反應分析,獲得了濱海地區(qū)地表地震動空時分布特征。
對基巖地震動峰值分布的分析表明,濱海地區(qū)基巖地震動從北至南由強變弱趨勢十分明顯,不同超越概率水平下的計算結果表現一致。地震動峰值高值區(qū)大致以寧河為中心向西南方向凸出,覆蓋整個漢沽地區(qū),至北塘薊運河入海口。比較50年超越概率10%加速度峰值0.187 m/s2(相當于0.19 g)等值擬與“區(qū)劃圖”0.15 g與0.2 g分區(qū)擬顯示,發(fā)現0.187 m/s2等值擬較分區(qū)擬向南有一定平動,而0.138 m/s2(相當于0.14 g)等值擬與“區(qū)劃圖”0.1 g與0.15 g分區(qū)擬基本一致,顯示唐山震區(qū)對天津濱海地區(qū)的地震動影響具有明顯的控制作用。
地表加速度峰值空時分布圖(圖1)顯示,地表與基巖相比,空時變化趨于一致,北高南低,顯示周邊地震環(huán)境對濱海大部分地區(qū)的地表地震動峰值貢獻仍具有主導作用。在塘沽入??诟浇?、漢沽、大港海岸、薊運河、海河河岸等軟土十分發(fā)育的場地低值區(qū)相對比較集中。表明這些地區(qū)的場地條件對地震動峰值影響明顯。
對不同超越概率水平所對應的場地特征周期值也進行了分析,不同概率水準下顯示了明顯的變化。在超越概率為63%(相當于“多遇地震作用”)下,濱海大部分地區(qū)的Tg值在0.55~0.8 s之時,在超越概率為10%(相當于“設防地震作用”)下,大部分地區(qū)都超過了0.8 s,漢沽地區(qū)在0.9 s左右,塘沽地區(qū)變化幅度最大,海河入??诟浇罡撸^了1.1 s,而大沽、塘沽城區(qū)明顯降低,在0.7 s左右。在超越概率為2%(相當于“罕遇地震作用”)下,也表現出與10%下相同的特點,但在塘沽地區(qū)差異變化更為顯著。
綜上所述,天津濱海地區(qū)周邊地震環(huán)境與濱海獨特的場地條件共同作用決定了其地震動空時分布。對于地震動峰值而言,地震環(huán)境作用似乎占了主導,而對于地震動的特征周期,場地條件作用有更大的影響。
圖1 天津濱海50年超越概率10%地表峰值加速度空時分布圖