張振斌 魏 斌 何金剛 王寶柱

（中國烏魯木齊 830011新疆維吾爾自治區(qū)地震局）

2015年1月10日阿圖什5.0級地震強(qiáng)震動記錄特征

張振斌 魏 斌 何金剛 王寶柱

（中國烏魯木齊 830011新疆維吾爾自治區(qū)地震局）

2015年1月10日新疆阿圖什發(fā)生5.0級地震，新疆強(qiáng)震臺網(wǎng)共獲取加速度記錄8條，選取3個典型臺加速度記錄進(jìn)行常規(guī)處理，對比分析記錄波形、振幅、反應(yīng)譜地震動幅值等特征，分析不同場地地震動對應(yīng)不同周期的相關(guān)性。

強(qiáng)震動；地震；特征；反應(yīng)譜；加速度

0 引言

2015年1月10日新疆阿圖什發(fā)生5.0級地震，震中位于阿圖什東部柯坪塊體西段哈拉峻盆地內(nèi)，盆地兩側(cè)發(fā)育逆沖斷裂，1970年以來震中50km范圍內(nèi)發(fā)生13次5級以上地震，其中3次6級地震。新疆強(qiáng)震臺網(wǎng)8個強(qiáng)震臺獲取此次5.0級地震數(shù)據(jù)，其中6個為固定臺，2個為臨時臺，獲取的最大峰值加速度為13.4 cm ·s-2，烈度小于Ⅴ度，與震中附近破壞存在明顯差異。本文通過對固定臺和臨時臺獲取的數(shù)據(jù)，從波形、振幅等分析此次5.0級地震特征。

1 強(qiáng)震記錄

新疆阿圖什5.0級地震發(fā)生在柯坪塊體西段哈拉峻盆地，新疆強(qiáng)震臺網(wǎng)共有8個臺獲取地震數(shù)據(jù)，圖1為獲取數(shù)據(jù)臺站與震中分布。從圖1可以看出，6個固定臺位于震中西南方，2個臨時臺位于震中以東，距震中相對較遠(yuǎn)，其中固定臺65HLJ位于震中西側(cè)柯坪塊體，其余固定臺位于柯坪塊體前緣盆地，臨時臺65KEP位于柯坪塊體，65TSK位于盆地。根據(jù)此次地震強(qiáng)震臺網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)情況，選取位于塊體的65HLJ固定臺和65KEP臨時臺與位于塊體前緣盆地的65XKR固定臺記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，見表1。65HLJ臺距震中39km，位于南天山西段拉鐵熱克山與喀拉格山之間近東西向的斷陷谷地內(nèi)，地形平坦，高程1 592 m，巖性為粉砂土。65XKR臺距震中45.4km，位于柯坪塊體前緣平原交匯處，屬南天山、西昆侖山和塔里木盆地交匯地帶。65KEP臺距震中150.9km，3個臺站監(jiān)測儀器均采用ETNA，除65KEP臺安裝在地面，均安裝在擺墩上。

圖2為3個臺的加速度時程曲線，可見3個臺地震波形縱波初動較小，峰值加速度也較小，65XKR臺的NS分量峰值最大為13.4 cm ·s-2。

表1 3個強(qiáng)震動臺及強(qiáng)震動記錄參數(shù)Table 1 The strong stations and their recording parameters

圖1 臺站及震中分布Fig.1 The distribution of epicenter and stations

圖2 校正3個臺加速度時程（a）東西分量；（b）南北分量；（c）垂直分量Fig.2 The time history cure of acceleration

2 反應(yīng)譜分析

反應(yīng)譜法已成為抗震規(guī)范中成熟的地震反應(yīng)分析方法（溫瑞智，2013）。反應(yīng)譜是指單質(zhì)點(diǎn)體系地震最大反應(yīng)與場地及結(jié)構(gòu)自振周期之間的關(guān)系，通過一系列理想簡化的單質(zhì)點(diǎn)體系動力反應(yīng)來描述地震動頻譜特性。

選取65HLJ固定臺、65KEP流動臺及65XKR固定臺進(jìn)行反應(yīng)譜分析，見圖3。由圖3可見，65KEP臺反應(yīng)譜值較大，場地反應(yīng)主周期約0.2 s，65HLJ臺場地反應(yīng)主周期0.07 s，65XKR臺在0.07—0.8 s之間，反應(yīng)譜值較突出。

圖3 反應(yīng)譜Fig.3 Response spectrum

3 臺站背景噪聲分析

環(huán)境背景噪聲可以用來分析場地特征（張振斌，2011）。采用傳統(tǒng)的單點(diǎn)譜比法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，該方法由NaKamura提出（NaKamura，1989），具有簡便經(jīng)濟(jì)，對環(huán)境要求低等優(yōu)點(diǎn)。其原理是，基于同一地表測點(diǎn)地脈動水平分量與豎直分量傅里葉幅值譜比值（H/ V ratio）估計場地特征。對65HLJ、65KEP、65XKR臺阿圖什5.0級地震數(shù)據(jù)按同一帶寬進(jìn)行濾波，計算傅里葉幅值譜，進(jìn)而進(jìn)行譜比計算，見圖4。

由圖4可見，65HLJ臺水平向卓越頻率約2 Hz，譜比峰值較突出，垂直向在頻率范圍0.2—3 Hz譜比峰值較突出； 65KEP流動臺水平向在頻段0.1—3 Hz出現(xiàn)多個譜比峰值，最大譜比峰值出現(xiàn)在頻點(diǎn)0.15 Hz左右，垂直向同樣在頻段0.1—3 Hz出現(xiàn)多個譜比峰值；65XKR固定臺水平向卓越頻率2 Hz，譜比峰值較突出，垂直向頻點(diǎn)5 Hz左右譜比峰值較突出。

圖4 地震記錄譜比曲線Fig.4 H/V spectral ration of earthquake recorder

4 討論

2015年1月阿圖什發(fā)生5.0級地震，震中位于柯坪塊體，有8個獲取加速度記錄的強(qiáng)震臺站，有位于柯坪塊體的固定臺、臨時臺，還有位于該塊體前緣與平原交匯處的固定臺。針對此次地震，就不同場地、不同類型臺站加速度記錄進(jìn)行分析，進(jìn)一步認(rèn)識局部場地條件和地形對地震動的影響。

（1）此次5.0級地震，臺站加速度記錄初動比較模糊，最大峰值加速度臺站位于塊體與平原交匯處。從3個不同臺站記錄看，位于柯坪塊體的兩個臺相對持時較長，位于塊體與平原交匯處的臺站相對持時較短，在大峰值處出現(xiàn)較大面波。

（2）從3個臺反應(yīng)譜分析看，加速度拾振器在自由場地上卓越周期為0.2 s，在擺墩上卓越周期約0.07 s，其中在塊體與平原交匯處臺站主周期在0.07—0.8 s。

（3）從3個臺譜比分析發(fā)現(xiàn)，位于柯坪塊體在頻段0.2—2 Hz放大明顯；在柯坪塊體與平原交匯處，在頻點(diǎn)2 Hz左右放大明顯，垂直向在頻點(diǎn)5 Hz放大明顯。

溫瑞智，任葉飛，黃旭濤，等.廬山7.0級地震強(qiáng)震動記錄及其震害相關(guān)性［J］.地震工程與工程振動，2013，33（4）：2-11.

張振斌，史勇軍 呂桂林.新疆烏恰2次5.1級地震加速度記錄特征對比分析［J］.地震地磁觀測研究，2011，32（6）：51-55.

Nakamura Y.A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using microtremor on the ground surface ［J］.QR of RTRI，1989，30（1）：25-23.

Strong motion records and its characteristics of ATS MS5.0 earthquake on Jan.10，2015

Zhang Zhenbin，Wei Bin，He Jingang and Wang Baozhu
（Earthquake Administration of Xinjiang Uygur Autonomous Region，Urumqi 830011，China）

The ATS MS5.0 earthquake occurred on Jan.10，2015，at Xinjiang Uygur Autonomous Region.8 strong motion records were accumulated by Xinjiang Strong Motion Observation Net.It is found from the distribution map of stations that，some stations are located on block，some are located on free site and some are located on intersection，providing good data for the understanding of the effect of site conditions on earthquake damage.In this paper，acceleration records of 3 typical stations are selected for routine processing.The characteristics of waveform，amplitude and response spectrum of the 3 records are comparatively analyzed.The correlation between different periods and ground motion at different sites is also analyzed.

strong motion，earthquake，characteristics，response spectrum，acceleration

10.3969/j.issn.1003-3246.2015.05.004

張振斌（1975—），男，高級工程師，主要從事地震監(jiān)測、強(qiáng)震資料的應(yīng)用和研究

新疆地震局青年科學(xué)基金項目（200508）和（200606）聯(lián)合資助

本文收到日期：2015-04-27