張斌, 俞言祥, 榮棉水, 傅磊, 謝俊舉, 李小軍, 陳蘇, 張旭, 馬秀敏

1 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所, 北京 100081 2 自然資源部北京地殼應(yīng)力應(yīng)變野外科學(xué)觀測(cè)研究站, 北京 100081 3 中國(guó)地震局地球物理研究所, 北京 100081 4 北京工業(yè)大學(xué)城市與工程安全減災(zāi)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100124

0 引言

據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定,北京時(shí)間2022年6月1日17時(shí)00分,四川省雅安市蘆山縣發(fā)生MS6.1地震,震中位于30.37°N,102.94°E,震源深度17 km.據(jù)6月1日蘆山地震新聞發(fā)布會(huì)通報(bào):此次蘆山MS6.1地震屬2013年“4·20”MS7.0地震余震,兩次地震相距9 km,發(fā)震斷裂為雙石—大川斷裂帶.截至2022年6月5日8時(shí)00分,震區(qū)共記錄到M3.0及以上余震2次,其中M4.0-4.9地震1次,M3.0-3.9地震1次,最大余震為17時(shí)03分發(fā)生的4.5級(jí)地震.截至2022年6月3日凌晨5時(shí)00分,地震共造成4人死亡(均在寶興縣)、42人受傷(寶興縣31人,蘆山縣11人).此次地震為逆沖型地震,主要破裂持續(xù)時(shí)間約5 s,矩震級(jí)為MW5.9,破裂長(zhǎng)度約18 km,破裂優(yōu)勢(shì)方向?yàn)楸睎|向(張旭等,個(gè)人通訊).在中國(guó)地震局的組織下,四川、重慶、貴州3個(gè)省(市)地震局及相關(guān)直屬研究所組成現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì),按照《地震現(xiàn)場(chǎng)工作 第3部分:調(diào)查規(guī)范》(GB/T 18208.3-2011)、《中國(guó)地震烈度表》(GB/T 17742-2020)(中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì),2012;國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì),2020),通過(guò)災(zāi)區(qū)震害調(diào)查,并綜合應(yīng)用儀器烈度、余震分布、地震構(gòu)造背景、震源機(jī)制和遙感影像等科技成果,編制完成《四川蘆山6.1級(jí)地震烈度圖》(https:∥www.cea.gov.cn/cea/xwzx/fzjzyw/5661356/index.html),確定了此次地震的最高烈度為Ⅷ度,等震線(xiàn)長(zhǎng)軸呈NE走向,長(zhǎng)軸76 km,短軸65 km,VI度區(qū)及以上面積約3887 km2,主要涉及四川省雅安市蘆山縣、寶興縣、天全縣、名山區(qū)、雨城區(qū)以及成都市邛崍市、大邑縣,共計(jì)7個(gè)縣(市、區(qū)),40個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道),其中雅安市29個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道),成都市11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道),如圖1黑色實(shí)線(xiàn)所示.

研究表明,地震過(guò)程中近場(chǎng)區(qū)的地震動(dòng)特征與建筑結(jié)構(gòu)的破壞特征有很強(qiáng)的相關(guān)性(張斌等,2021),對(duì)近場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)特征進(jìn)行深入細(xì)致研究可以更深入認(rèn)識(shí)震害產(chǎn)生的內(nèi)在機(jī)理,也有利于更好地建立符合該地區(qū)影響地震動(dòng)衰減特性的震源、場(chǎng)地、傳播路徑的模型,如方向性效應(yīng)、盆地效應(yīng)等.本文基于蘆山MS6.1地震中國(guó)家強(qiáng)震動(dòng)觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)(NSMONS)的61組強(qiáng)震動(dòng)記錄,對(duì)觀測(cè)的近場(chǎng)強(qiáng)震動(dòng)記錄的幅值特征進(jìn)行分析;基于水平向地震動(dòng)強(qiáng)度的空間分布,以及近場(chǎng)臺(tái)站加速度反應(yīng)譜值與NGA-West2和Zhang等(2022,下稱(chēng)ZYLW22)地震動(dòng)預(yù)測(cè)方程的對(duì)比,討論蘆山MS6.1地震的近場(chǎng)地震動(dòng)是否存在方向性效應(yīng);結(jié)合水平向?qū)嶋H觀測(cè)值與ZYLW22模型預(yù)測(cè)中值的對(duì)比以及事件內(nèi)殘差的分布,利用ZYLW22地震動(dòng)預(yù)測(cè)方程檢驗(yàn)此次蘆山MS6.1地震是否符合西南構(gòu)造活躍區(qū)主震的地震動(dòng)衰減特性,并討論該預(yù)測(cè)方程未來(lái)的發(fā)展方向.

1 強(qiáng)震動(dòng)觀測(cè)記錄及其數(shù)據(jù)處理

2008年3月NSMONS開(kāi)始正式運(yùn)行至今記錄了包括汶川MS8.0、蘆山MS7.0、九寨溝MS7.0、門(mén)源MS6.9、魯?shù)镸S6.5等大量地震數(shù)以萬(wàn)計(jì)的強(qiáng)震動(dòng)記錄,其中包含了數(shù)量可觀的大震近場(chǎng)記錄,極大地豐富了我國(guó)強(qiáng)震動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)(Li et al., 2008a,b; Xie et al., 2014).豐富的強(qiáng)震動(dòng)數(shù)據(jù)為利用經(jīng)驗(yàn)方法進(jìn)行地震動(dòng)預(yù)測(cè)方程研究提供了可能.蘆山地震過(guò)程中,NSMONS獲得了61組自由地表強(qiáng)震動(dòng)記錄.蘆山MS6.1地震震中及其觸發(fā)的強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站的分布如圖1.根據(jù)張旭等(個(gè)人通訊)的震源破裂過(guò)程反演結(jié)果,如圖1中的斷層破裂面,利用Kaklamanos等(2011)的方法計(jì)算斷層距(Rrup)、斷層投影距(Rjb).經(jīng)過(guò)篩選,本文基于61組強(qiáng)震動(dòng)數(shù)據(jù)開(kāi)展研究.

由于大震近場(chǎng)強(qiáng)震動(dòng)記錄存在永久位移信息,需要使用專(zhuān)門(mén)的基線(xiàn)校正方法進(jìn)行處理,其他的記錄可以采用非因果帶通濾波進(jìn)行處理.張斌等(2020)提出了近斷層強(qiáng)震動(dòng)記錄基線(xiàn)校正改進(jìn)方法.Zhang等(2022)詳細(xì)論述了非因果帶通濾波處理的流程和高通截止頻率如何選取.本文中使用的強(qiáng)震動(dòng)記錄采用上述方法進(jìn)行處理,獲得了可靠的地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù),如峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)和加速度反應(yīng)譜值(SA).基于高通截止頻率(fhp)、濾波階數(shù)(n=4)和濾波響應(yīng)類(lèi)型,根據(jù)1/(1.25×fhp)來(lái)選擇每條記錄的可用周期范圍(Boore and Bommer, 2005),本文所用記錄最大可用周期均可到10 s.

2 蘆山MS6.1地震地震動(dòng)特征

2.1 幅值特征

蘆山MS6.1地震斷層距100 km以?xún)?nèi)的加速度記錄有14組.斷層距67.21 km的51WCW臺(tái)NS向記錄到的PGA最大,為-56.28 Gal,其EW和UD向的PGA分別為26.80 Gal和11.06 Gal,EW、NS和UD向的PGV分別為-0.66 cm·s-1、0.99 cm·s-1和0.30 cm·s-1.斷層距31.11 km的51YAM臺(tái)EW向和NS向分別獲得第二大和第三大的PGA值,三個(gè)方向的PGA和PGV分別為-45.61 Gal、-38.80 Gal、-12.45 Gal和-1.19 cm·s-1、1.38 cm·s-1和-0.73 cm·s-1.圖2繪制了這2個(gè)臺(tái)站處理后的三個(gè)方向加速度、速度時(shí)程.80 km內(nèi)臺(tái)站記錄及相關(guān)地震動(dòng)參數(shù)分別列于表1中.由圖2和表1可知,PGA最大的兩個(gè)臺(tái)站51WCW、51YAM并不在《四川蘆山6.1級(jí)地震烈度圖》的Ⅵ區(qū)內(nèi).臺(tái)站51QLY位于烈度Ⅵ區(qū),而其地震動(dòng)強(qiáng)度遠(yuǎn)小于地震烈度相對(duì)應(yīng)的值.

表1 蘆山MS6.1地震80 km內(nèi)臺(tái)站記錄及其相關(guān)參數(shù)Table 1 Ground motion parameters of strong-motion recording of stations at distance less than 80 km observed in the MS6.1 Lushan earthquake

圖2 蘆山MS6.1地震臺(tái)站(a)51WCW、(b)51YAM記錄的EW、NS和UD向加速度和速度時(shí)程Fig.2 Acceleration and velocity time histories in the EW, NS, and UD directions of (a) 51WCW, (b) 51YAM stations recorded in the MS6.1 Lushan earthquake

2.2 觀測(cè)的水平向地震動(dòng)的空間分布

圖3給出了水平向地震動(dòng)PGA、PGV和SA(T=0.5、1.0、3.0、5.0 s)方向無(wú)關(guān)的ROTD50值(Boore, 2010)的空間分布.繪圖前使用樣條插值法(Wessel and Smith, 1991)對(duì)61個(gè)臺(tái)站記錄的水平向地震動(dòng)PGA、PGV和SA(T=0.5、1.0、3.0、5.0 s)進(jìn)行了網(wǎng)格化,以便盡量減小空間分布圖受單個(gè)臺(tái)站的影響.從圖3可以看出,水平向地震動(dòng)PGA、PGV和SA(T=0.5、1.0、3.0、5.0 s)的等值線(xiàn)形狀較為平滑,呈NE走向分布的地震動(dòng)衰減最慢,與《四川蘆山6.1級(jí)地震烈度圖》的等震線(xiàn)長(zhǎng)軸方向、張旭等給出的破裂斷層走向以及房立華等給出的余震優(yōu)勢(shì)分布方向(https:∥www.cea-igp.ac.cn/kydt/279024.html)基本一致.地震動(dòng)的最大值均不位于震中處,而是位于斷層破裂前方(震中北東方向)兩側(cè),即臺(tái)站51WCW、51YAM所在區(qū)域.經(jīng)查詢(xún)建臺(tái)報(bào)告,這兩個(gè)臺(tái)站位于河谷一級(jí)階地,場(chǎng)地上覆超過(guò)3 m的軟土,初步推測(cè)由于軟土場(chǎng)地放大了這兩個(gè)臺(tái)站地震動(dòng)的短周期和中長(zhǎng)周期部分.隨著周期的增大,位于四川盆地內(nèi)部的臺(tái)站記錄的地震動(dòng)明顯大于震中以西位于山區(qū)的臺(tái)站記錄的地震動(dòng).圖3顯示此次地震在斷層破裂前方(震中北東方向)和后方(震中南西方向)的中長(zhǎng)周期地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)差異較為明顯.斷層破裂前方的水平向SA在中長(zhǎng)周期處大于破裂后方相同距離處的水平向SA.

圖3 水平向地震動(dòng)PGA、PGV、SA(T=0.5、1.0、3.0、5.0 s)的空間分布Fig.3 Contours of PGA, PGV, and SA (T=0.5, 1.0, 3.0, 5.0 s) in the horizontal direction

3 近場(chǎng)地震動(dòng)的方向性效應(yīng)

研究表明,震源破裂的方向性是導(dǎo)致斷層破裂前方和后方的各個(gè)水平向地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)存在差異的主要原因(安昭等,2019;Xie, 2019).為了進(jìn)一步驗(yàn)證這一推測(cè),將斷層破裂前方和破裂后方近場(chǎng)臺(tái)站記錄的水平向SA分別與NGA-West2預(yù)測(cè)方程(Abrahamson et al., 2014; Boore et al., 2014; Campbell and Bozorgnia, 2014; Chiou and Youngs, 2014)以及西南構(gòu)造活躍區(qū)地震動(dòng)預(yù)測(cè)方程(Zhang et al., 2022)進(jìn)行對(duì)比分析.NGA-West2預(yù)測(cè)方程是太平洋地震工程研究中心(PEER)在2014年基于NGA-West2數(shù)據(jù)庫(kù)建立的考慮了震源特性、傳播路徑、場(chǎng)地效應(yīng)和區(qū)域的差異性等影響因素的水平向地震動(dòng)預(yù)測(cè)模型.NGA-West2數(shù)據(jù)庫(kù)包含從美國(guó)西部和全球淺地殼活動(dòng)構(gòu)造區(qū)的599個(gè)M3.0～7.9地震事件的21336組三分量強(qiáng)震動(dòng)記錄處理和計(jì)算獲得的方向無(wú)關(guān)平均水平分量(ROTD50),以及矩震級(jí)、斷層類(lèi)型、破裂面頂部深度、斷層距、斷層投影距、場(chǎng)地VS30、到1.0 km·s-1和2.5 km·s-1速度層的深度等元數(shù)據(jù)(Ancheta et al., 2014).ZYLW22預(yù)測(cè)方程是基于我國(guó)西南構(gòu)造活躍區(qū)的強(qiáng)震動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)建立的包含震級(jí)項(xiàng)、距離項(xiàng)、上盤(pán)效應(yīng)項(xiàng)、斷層類(lèi)型項(xiàng)、線(xiàn)性/非線(xiàn)性場(chǎng)地效應(yīng)項(xiàng)和非彈性衰減項(xiàng)的水平向地震動(dòng)預(yù)測(cè)方程.ZYLW22模型所用數(shù)據(jù)庫(kù)包含了從西南構(gòu)造活躍區(qū)2008—2018年發(fā)生的70個(gè)4.0≤MS≤8.0主震的1324組三分量強(qiáng)震動(dòng)記錄處理和計(jì)算獲得的方向無(wú)關(guān)平均水平分量ROTD50,以及矩震級(jí)、斷層類(lèi)型、破裂面頂部深度、斷層距、斷層投影距、場(chǎng)地VS30、上下盤(pán)參數(shù)等元數(shù)據(jù).由于近場(chǎng)臺(tái)站51QLY的地震動(dòng)參數(shù)異常小,未將這個(gè)臺(tái)站納入對(duì)比.強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站的場(chǎng)地VS30來(lái)源于Xie等(2022)編制的四川、云南、甘肅、新疆的強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)站場(chǎng)地的剪切波速和巖土剖面數(shù)據(jù)庫(kù),部分近場(chǎng)臺(tái)站場(chǎng)地VS30見(jiàn)表1.

圖4給出了斷層破裂前方臺(tái)站(51XJW、51WCW、51DJZ)和破裂后方臺(tái)站(51YAM、51LDG、51HYQ)記錄的水平向SA與NGA-West2和ZYLW22預(yù)測(cè)中值曲線(xiàn)的對(duì)比.從圖4a可以看出,斷層破裂前方臺(tái)站51XJW、51WCW、51DJZ記錄的水平向SA在短周期處大于NGA-West2和ZYLW22模型的預(yù)測(cè)中值;圖4b顯示斷層破裂后方臺(tái)站51YAM、51LDG、51HYQ記錄的水平向SA在短周期處與NGA-West2模型的預(yù)測(cè)中值相差不大,而在中長(zhǎng)周期處略小于NGA-West2模型的預(yù)測(cè)中值;斷層破裂后方臺(tái)站51YAM、51LDG、51HYQ記錄的水平向SA在整個(gè)周期范圍內(nèi)與ZYLW22模型的預(yù)測(cè)中值相差不大.這可能與NGA-West2模型中考慮的方向性效應(yīng)的影響而ZYLW22模型中未考慮方向性效應(yīng)的影響有關(guān).水平向SA的空間分布、水平向SA與NGA-West2和ZYLW22模型預(yù)測(cè)中值的對(duì)比都表明,蘆山MS6.1地震地震動(dòng)表現(xiàn)出一定的方向性差異.

圖4 斷層破裂前方(a)和破裂后方(b)臺(tái)站記錄的水平向加速度反應(yīng)譜值與NGA-West2和ZYLW22預(yù)測(cè)方程的預(yù)測(cè)中值對(duì)比Fig.4 Comparison of observed horizontal spectral accelerations in the forward direction (a) and backward direction (b) with the median predictions from NGA-West2 and ZYLW22 GMPEs

4 與西南地區(qū)新一代GMPE的對(duì)比

地震動(dòng)預(yù)測(cè)方程可以在給定震級(jí)、斷層類(lèi)型、斷層上/下盤(pán)、距離和場(chǎng)地等條件下更精確地計(jì)算地面運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,預(yù)測(cè)的地震動(dòng)強(qiáng)度是地震危險(xiǎn)性評(píng)估(SHA)最重要的輸入.因此,GMPE在確定SHA工程場(chǎng)地的設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)中起著重要作用.利用本地區(qū)實(shí)際觀測(cè)記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)回歸獲得的經(jīng)驗(yàn)地震動(dòng)預(yù)測(cè)方程才能更精確地體現(xiàn)本地區(qū)的地震動(dòng)衰減特性.

4.1 ZYLW22模型預(yù)測(cè)曲線(xiàn)與地震動(dòng)觀測(cè)值對(duì)比

為了進(jìn)一步驗(yàn)證此次蘆山MS6.1地震是否符合西南構(gòu)造活躍區(qū)主震的地震動(dòng)衰減特性,將蘆山MS6.1地震的水平向地震動(dòng)PGA、PGV、SA(T=0.5、1.0、3.0、5.0 s)觀測(cè)值與ZYLW22模型的預(yù)測(cè)中值進(jìn)行對(duì)比.本文中采用兩個(gè)水平分量的與方向無(wú)關(guān)的ROTD50值進(jìn)行對(duì)比,VS30取61個(gè)臺(tái)站的VS30中位數(shù)392.29 m·s-1.對(duì)比圖如圖5所示,黑色虛線(xiàn)為預(yù)測(cè)中值的±1倍標(biāo)準(zhǔn)差值.由圖5可知,絕大多數(shù)蘆山MS6.1地震的水平向地震動(dòng)PGA、PGV、SA(T=0.5、1.0、3.0、5.0 s)觀測(cè)值分布在ZYLW22模型預(yù)測(cè)中值的±1倍標(biāo)準(zhǔn)差曲線(xiàn)以?xún)?nèi),表明ZYLW22模型可以很好地預(yù)測(cè)蘆山MS6.1地震大多數(shù)的水平向地震動(dòng).ZYLW22模型的預(yù)測(cè)中值小于斷層距100 km以遠(yuǎn)少數(shù)臺(tái)站的短周期地震動(dòng)觀測(cè)值,而較好地預(yù)測(cè)了中長(zhǎng)周期地震動(dòng).從圖1中可以看出,這些臺(tái)站基本位于四川盆地內(nèi)部,四川盆地屬于構(gòu)造穩(wěn)定區(qū),其地震動(dòng)的衰減較構(gòu)造活躍區(qū)慢.而ZYLW22模型是基于西南構(gòu)造活躍區(qū)地震的地震動(dòng)數(shù)據(jù)構(gòu)建的,未包含四川盆地的數(shù)據(jù).同時(shí)由于盆地的復(fù)雜構(gòu)造和表面覆蓋的較厚松軟土層引起的邊緣效應(yīng)和共振效應(yīng)會(huì)放大地震動(dòng)的中長(zhǎng)周期成分(Bindi et al., 2009, 2011).因此,顯示出ZYLW22模型低估了少數(shù)幾個(gè)遠(yuǎn)場(chǎng)臺(tái)站高頻地震動(dòng)觀測(cè)值,而較好地預(yù)測(cè)不同距離臺(tái)站中長(zhǎng)周期地震動(dòng)觀測(cè)值.

圖5 強(qiáng)震臺(tái)記錄的水平向加速度反應(yīng)譜ROTD50值與ZYLW22地震動(dòng)預(yù)測(cè)方程的對(duì)比Fig.5 Comparison of observed horizontal spectral accelerations with the median predictions from ZYLW22 GMPE

4.2 ZYLW22模型的事件內(nèi)殘差相對(duì)于斷層距分布

圖6給出了計(jì)算的ZYLW22模型PGA、PGV和SA(T=0.5、1.0、3.0、5.0 s)事件內(nèi)殘差隨斷層距的分布.由圖6可知,ZYLW22模型大多數(shù)PGA、PGV和SA(T=0.5、1.0、3.0、5.0 s)的事件內(nèi)殘差均位于-1～1(對(duì)數(shù)坐標(biāo))以?xún)?nèi),且未表現(xiàn)出系統(tǒng)性偏差,表明ZYLW22模型能很好地預(yù)測(cè)蘆山MS6.1地震區(qū)300 km范圍內(nèi)的地震動(dòng)PGA、PGV和SA(T=0.5、1.0、3.0、5.0 s),僅低估了遠(yuǎn)場(chǎng)少數(shù)幾個(gè)臺(tái)站的高頻地震動(dòng)(PGA、SA(T=0.5 s)).

圖6 強(qiáng)震臺(tái)記錄的PGA、PGV和SA(T=0.5、1.0、3.0、5.0 s)事件內(nèi)殘差隨斷層距的分布Fig.6 Distribution of within-event residuals with respect to rupture distance for PGA, PGV, and SA (T=0.5, 1.0, 3.0, 5.0 s) of strong motion stations

5 結(jié)論與討論

本文基于NSMONS獲得的蘆山MS6.1地震61組自由地表強(qiáng)震動(dòng)記錄,分析了近場(chǎng)強(qiáng)震動(dòng)記錄的幅值特征、水平向地震動(dòng)強(qiáng)度的空間分布;將近場(chǎng)臺(tái)站反應(yīng)譜值與NGA-West2和ZYLW22模型的預(yù)測(cè)中值進(jìn)行了對(duì)比,討論了蘆山MS6.1地震的近場(chǎng)地震動(dòng)是否存在方向性效應(yīng);結(jié)合實(shí)際觀測(cè)值與ZYLW22模型預(yù)測(cè)中值的對(duì)比、事件內(nèi)殘差的分布,檢驗(yàn)了此次蘆山MS6.1地震是否符合西南構(gòu)造活躍區(qū)主震的地震動(dòng)衰減特性.得到了如下主要結(jié)論:

(1) PGA最大的兩個(gè)臺(tái)站51WCW、51YAM并不在《四川蘆山6.1級(jí)地震烈度圖》的Ⅵ區(qū)內(nèi).臺(tái)站51QLY位于烈度Ⅵ區(qū),而其地震動(dòng)強(qiáng)度遠(yuǎn)小于地震烈度相對(duì)應(yīng)的值.

(2) 空間分布顯示,此次地震在斷層破裂前方(震中北東方向)和后方(震中南西方向)的各個(gè)地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)差異較為明顯.斷層破裂前方的水平向SA明顯大于破裂后方相同距離處的水平向SA,隨著周期的增加,兩者差異逐漸增大.與NGA-West2和ZYLW22預(yù)測(cè)方程對(duì)比顯示,斷層破裂前方臺(tái)站記錄的水平向SA在短周期處大于NGA-West2和ZYLW22模型的預(yù)測(cè)中值;斷層破裂后方臺(tái)站記錄的水平向SA在短周期處與NGA-West2模型的預(yù)測(cè)中值相差不大,而在中長(zhǎng)周期處小于NGA-West2模型的預(yù)測(cè)中值;斷層破裂后方臺(tái)站記錄的水平向SA在整個(gè)周期范圍內(nèi)與ZYLW22模型的預(yù)測(cè)中值相差不大.蘆山MS6.1地震地震動(dòng)表現(xiàn)出一定的方向性差異,斷層破裂前方記錄的短周期地震動(dòng)高于平均水平,斷層破裂后方則低于平均水平.

(3) ZYLW22模型可以很好地預(yù)測(cè)蘆山MS6.1地震大多數(shù)的水平向地震動(dòng),表明此次蘆山MS6.1地震基本符合西南構(gòu)造活躍區(qū)主震的地震動(dòng)衰減特性.

由于部分遠(yuǎn)場(chǎng)臺(tái)站位于構(gòu)造穩(wěn)定的四川盆地內(nèi)部,其地震動(dòng)的衰減較構(gòu)造活躍區(qū)慢.同時(shí)由于盆地的復(fù)雜構(gòu)造和表面覆蓋的較厚松軟土層引起的邊緣效應(yīng)和共振效應(yīng)會(huì)放大地震動(dòng)的中長(zhǎng)周期成分(Bindi et al., 2009, 2011).而ZYLW22模型是基于西南活動(dòng)構(gòu)造區(qū)的地震動(dòng)數(shù)據(jù)構(gòu)建的,所以ZYLW22模型低估了部分遠(yuǎn)場(chǎng)高頻地震動(dòng),而較好地預(yù)測(cè)遠(yuǎn)場(chǎng)中長(zhǎng)周期地震動(dòng).

震源破裂方向性通常會(huì)導(dǎo)致地震的近場(chǎng)地震動(dòng)呈現(xiàn)出方向性效應(yīng),即斷層破裂前方的不同周期的地震動(dòng)強(qiáng)度被放大,從而導(dǎo)致斷層破裂前方的建筑結(jié)構(gòu)的破壞更為嚴(yán)重(謝俊舉等,2017;安昭等,2019),而ZYLW22模型中未考慮方向性效應(yīng)的影響.盆地會(huì)放大地震動(dòng)的中長(zhǎng)周期成分(Bindi et al., 2009, 2011),從而導(dǎo)致處于盆地內(nèi)的中長(zhǎng)周期建筑結(jié)構(gòu)破壞更為嚴(yán)重.因此,在西南地區(qū)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)和地震動(dòng)預(yù)測(cè)方程的研究中需進(jìn)一步考慮震源破裂方向性效應(yīng)以及盆地放大效應(yīng)的影響.另外,由于構(gòu)造活躍區(qū)和構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)的地震動(dòng)衰減速率并不相同,西南地區(qū)進(jìn)行地震動(dòng)預(yù)測(cè)方程研究時(shí)應(yīng)分構(gòu)造活躍區(qū)和構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)進(jìn)行.蘆山MS6.1地震基本符合西南構(gòu)造活動(dòng)區(qū)主震的地震動(dòng)衰減特性,而B(niǎo)oore和Atkinson(1989)、Atkinson(1993)認(rèn)為主震和余震的譜衰減并不相同,Abrahamson和Silva(2008)、Chiou和Young(2008)觀察到余震的短周期中值地震動(dòng)比主震的短周期中值地震動(dòng)系統(tǒng)的低20%～40%.因此,蘆山MS6.1地震是否是2013年MS7.0地震的余震需要進(jìn)一步詳細(xì)的研究.

致謝感謝中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所為本研究提供數(shù)據(jù)支持.感謝審稿專(zhuān)家和編輯的意見(jiàn)和建議.