李宗超 陳學(xué)良 高孟潭 孫吉澤(中國地震局地球物理研究所,北京 100081)
魯?shù)榈卣餉rias Intensity空間分布特征淺析?
李宗超 陳學(xué)良 高孟潭 孫吉澤
(中國地震局地球物理研究所,北京 100081)
Arias Intensity與地震動能量相關(guān),是描述地震動總強度的參量,可以很好地表征地震引起的滑坡、砂土液化、結(jié)構(gòu)破壞的情況。2014年8月3日云南省昭通市魯?shù)榭h發(fā)生MS6.5地震,震源深度12 km,震中位于27.1°N,103.3°E,最大峰值加速度來自龍頭山鎮(zhèn)的053LLT臺(1 007.4 cm/s2),Arias Intensity最大值東西向為7.536 99 m/s,南北向為5.069 84 m/s,垂直向為1.829 42 m/s。根據(jù)陳運泰院士課題組給出的震源破裂過程結(jié)果,此次地震最大的一塊破裂區(qū)域在震源附近,主要發(fā)生在0~11 s,11 s后地震破裂主要向東傳播。利用中國強震臺網(wǎng)中心獲得的24個臺站的波形完整的強震記錄,研究了該地震水平分量和垂直分量的阿里亞斯烈度分布特征,較好地反映了震后的破壞情況以及地震動的能量釋放情況。
選取24個臺站中,19個臺站場地條件為土層場地,5個臺站場地條件為基巖場地,平均震中距為109.4 km,臺站呈條帶狀分布于云南西部的昭通市境內(nèi)。在計算Arias Intensity之前,對各分量的地震記錄經(jīng)線性基線校正以及Butterworth全頻段濾波等處理,避免基線偏移以及噪音等對阿里亞斯烈度值的影響。
使用24個臺站的地震動三分量記錄,分別計算Arias Intensity 東西向IEW,,南北向INS,,垂直向IUD。計算出每個臺站位置三分量的Arias Intensity值,然后差值擬合得到近場區(qū)域內(nèi)Arias Intensity的三分量的分布圖,計算公式:
式中,a(t) 為加速度過程;Td為震動持時;t 為時間,單位s; g表示重力加速度。取兩個水平分量的算數(shù)平均值Ia=(IEW+INS)/2,表示水平向的Arias烈度值。用水平向的Arias Intensity與垂直向的比值來反應(yīng)兩個分量之間的差異。
(1)從水平分量和垂直分量來看,震中區(qū)域Arias Intensity值最大,且烈度值比其他區(qū)域要高很多,魯?shù)辇堫^山臺、茨院臺、鉛廠臺、迆車臺馬樹臺、巧家臺等5個臺包裹的區(qū)域以及龍頭山西北區(qū)域,Arias Intensity值明顯的比其他區(qū)域要高(圖略)。震中東北部臺站、南部臺站以及西部的金官鎮(zhèn)臺、仁和鎮(zhèn)臺,因與震源距離較遠,這些臺站的Arias Intensity值較小,處于比較平穩(wěn)的Arias Intensity值區(qū)域,變化不大。兩個分量的分布情況也說明了Arias Intensity在近場區(qū)域衰減較快,在近場區(qū)域影響較大,遠場區(qū)域影響較小。另外,Arias Intensity的分布特征與PGA的分布特征也比較相似,兩者相關(guān)性較大。
(2)Arias Intensity兩個方向分量的比值顯示,在整個近場區(qū)域水平向的值比垂直向的值普遍的要高好多倍,在震中南部近場區(qū)域水平向是垂直向的5倍左右,可見水平向的地震能量要比垂直向的地震能量高很多,水平向的地震能量是造成地震災(zāi)害破壞的主要因素。
(3)近場區(qū)域。從Arias Intensity值分布圖來看,近場區(qū)域烈度衰減得很快。震中距30 km范圍內(nèi),Arias烈度值呈橢圓狀由震源處向外衰減分布,長軸方向為西北到東南,與陳運泰院士課題組劉超博士給出的地震斷層界面II的走向165°大致相同。
基金項目:?(喜馬拉雅計劃)國家公益性行業(yè)科研專題(201308011),國家自然科學(xué)基金面上項目(51278470),中國地震局地震觀測與地球物理成像重點實驗室資助。