汶川强余震流动观测与典型余震记录分析
- 格式：pdf
- 大小：531.25 KB
- 文档页数：7
第29卷第5期2009年10月 地 震 工 程 与 工 程 振 动JOURNALOFEARTHQUAKEENGINEERINGANDENGINEERINGVIBRATIONVo.l29No.5 Oct.2009
收稿日期:2008-11-24; 修订日期:2009-05-20 基金项目:中国地震局工程力学所基本科研业务基金项目(0618001);国家科技支撑计划课题(2006BAC13B02);国家973项目(2007CB714203);地震行业专项基金项目(200808026) 作者简介:温瑞智(1968-),男,研究员,博士,主要从事地震工程研究.E-mai:lruizh@iiem.net.cn文章编号:1000-1301(2009)05-0013-07
汶川强余震流动观测与典型余震记录分析
温瑞智,周正华,任叶飞,李小军
(中国地震局工程力学研究所,黑龙江哈尔滨150080)
摘 要:2008年5月12日汶川大地震发生后,我国大陆的固定强震动台网获得了大批的主震加速度记录,中国地震局同时迅速组织开展了余震强震动流动观测任务。通过结合汶川地震余震趋势及其空间分布特征,此次流动观测沿龙门山断裂附近布设了59台强震动仪器,观测期间发生了超过万余次的余震,并获得了3000多组3分量的强余震记录。本文选取了4次震级为6.0左右的较强余震中获取的强震动记录进行简要谱分析及衰减关系对比,旨在为进一步结合主震记录,研究近场地震动特性、地震动衰减规律等地震工程相关的科研工作提供宝贵的基础资料。最后本文针对此次流动观测部分记录出现的异常现象进行初步探讨,给出了两种解释原因。汶川地震的流动观测充分表明,在大地震发生后,及时有效地开展强震动流动观测是十分必要的。关键词:汶川余震;流动观测;强震动仪;强震动记录;分析中图分类号:P3151916 文献标志码:A
Themobilestrong-motionobservationandpreliminaryanalysisof
typicalrecordsforWenchuanaftershocks
WENRuizh,iZHOUZhenghua,RENYefe,iLIXiaojun
(InstituteofEngineeringMechanics,ChinaEarthquakeAdministration,Harbin150080,China)
Abstract:DuringtheWenchuanearthquakeonMay12,2008,NationalStrongMotionObservationNetworkSys-
tem(NSMONS)ofChinacapturedhundredsofstrong-motionrecords,andintheperiodmorethan10thousandsof
aftershocksoccurred.Inthispaper,themobilestrong-motionobservationforthedisastrousearthquakeisintro-
duced.Followingtheaftershockcharacteristicsandthespatialdistribution,59strong-motioninstrumentswerein-
stalledalongtheLongmenshanFaul,tandmorethan3000groupsof3-chsrecordhavebeenaccumulated.The
strong-motiondatafor4aftershockswerecollectedandpreliminaryanalysiswasdone,whichwillbenefitthefur-
therresearch,suchasthenear-fieldstrong-motioncharacteristicandattenuationrelationship.Finally,thecauses
ofabnormalwaveformwithrespecttoafewofrecordsareexploredpreliminarily,andtwopossibleexplanationshave
beenpresented.Thisobservationtaskshowsthatitisnecessarytoperformthemobilestrong-motionobservationa-f
terthedestructiveearthquakeandthecollectedpreciousdatacouldbeappliedtofurtherresearch.
Keywords:Wenchuanaftershocks;mobileobservation;strong-motioninstrumen;tstrong-motionrecord;analysis
引言
强震动观测可为工程结构抗震验算提供定量的输入数据,检验抗震实践中的理论和方法,从而加深对抗震客观规律的认识,推动地震工程研究的发展。同时,由于强地震动的近场观测记录含有相当丰富、直接的
震源特征信息,从而亦有助于强震震源机制的研究,推动近场地震学的发展[1]。强震动观测是获取强震动
记录的主要途径,从1962年我国布设第一个强震动台站开始,至今我国固定强震动台网已得到了很大发展。
十五期间建设的中国数字强震动观测台网于2008年3月通过验收并正式投入运行,2008年5月12日汶川
Ms8.0级地震中,台网460个自由场台站和1个地形台阵捕获到了记录,这些记录均是台网固定强震动台获
取的[2]。虽然固定台站的建设是经过合理的论证和分析选址,但是如果地震并没有发生在固定强震动台网
的监测范围内或者主震区内建设的强震台网密度稀疏,就有必要借助流动观测,提高台网密度,填补监测空
白,增多捕获地震记录的机会。因此,在短、临预报区或已发生主震的情况下,有必要迅速开展震后的流动观
测,捕捉大震或强余震记录。
流动强震动观测是我国首创的行之有效的强震动观测方法之一,在我国固定台网不能覆盖所有地震区、
台站密度不高的情况下,流动观测是获取强余震记录的重要手段,其与地震预报相结合,通过及时预布设,甚
至可以成功获取主震记录,如松潘地震、施甸地震等。强震动流动观测可以分为根据年度会商意见或短临预
报以获取主震记录为目的的震前流动观测和主震以后以获取强余震记录为目的的震后流动观测两种方法。
我国大陆典型的和一些主要的强震动记录都是由流动观测获取的[3]。
汶川大地震发生后,中国地震局迅速组织开展了余震强震动流动观测任务,本文就此次流动观测作简要
介绍,同时针对4次震级6.0左右的较强余震中固定台站及流动台站获取的强震动记录进行简要分析,旨在
为后期进一步的科学研究工作提供前期基础准备。最后本文针对此次流动观测中所捕获的部分记录出现持
时短、峰值大且有尖峰这一异常现象,进行初步探讨分析,并给出可能的缘由解释这一现象。由于固定台站
与流动台站的余震强震动记录还未最终归并、整理,本文所采用的强震动记录主要是由四川省境内的台站获
取的。
1 流动台布设
汶川地震所在的龙门山断裂带属地震多发区内的活动断层,青藏高原深部的物质向东流动到四川盆地
受阻,向上运动,两者边界形成断层面。这次地震属于单向破裂地震,发震构造是龙门山构造带中央断裂带,
在挤压应力作用下,由南西向北东逆冲运动;并由南西向北东迁移,致使余震向北东方向扩张;挤压型逆冲断
层地震在主震之后,应力传播和释放过程比较缓慢。根据此次地震的这一特点,本次流动观测按照从西南向
东北沿着龙门山断裂走向进行布设的方案共布设了59套不同型号的仪器,具体布设方案如下:
(1)对于下盘,主要沿都江堰-彭州-什邡-绵竹-绵阳-江油-广元方向布设,并根据地震预报和余
震发展趋势不断调整流动台的位置;
(2)对于上盘,分别沿汶川-理县,黑水-茂县,文县-青川三个方向布设;
(3)流动子台尽可能布设到强余震区,力争多捕获近场强地震动记录;
(4)考虑现有国家数字强震动台网的固定台的空间分布,对其适当加密、补充。
此次流动观测投入的59台数字强震动仪共对64个场点进行了观测,分布见图1。
此外,在制定布设方案的同时,亦考虑了相邻子台尽可能构成某一观测目的的台阵这一因素。依据本次
强震动流动台的布局,此次流动观测可组成3类不同观测目的的台阵,其中包括地震动衰减台阵、地形和盆
地效应观测台阵、结构地震反应观测台阵[4]。
2 四次余震记录初步分析
汶川地震为主震)余震型地震,Ms8.0主震过后发生了几万次的余震。据中国地震台网中心发布的汶
川8.0级地震及余震速报目录,截至2009年4月24日12:00,共发生余震52687次,其中6.0~6.9级余震
8次,5.0~5.9级余震35次,4.0~4.9级余震254次,形成约330km长的余震带。在这次主震中,中国数字
强震动台网约460个固定台捕获了1400余条强震动记录,经过数据回收、整理、转换与零线调整,这批记录
已得到技术处理并形成了强震记录报告[5]。李小军等人对这批记录的台站分布情况、峰值特征及竖向地震动特征进行了简要描述,并进行了初步反应谱分析、PGA衰减规律等研究[6]。这些工作为将来利用这批主14地 震 工 程 与 工 程 振 动 第29卷震强震动记录进行地震工程深入研究打下了必要的基础。当然,在进行例如揭示近场地震动特性或分析地
震动衰减规律等研究过程中,仅依赖单个地震产生的加速度记录显然是不够的,也应该结合主震过后大量余
震产生的强震动记录才能使最终的研究成果科学、可靠。
图1 汶川地震流动台与国家数字固定台分布示意图Fig.1 ThedistributionchartofmobilestationsandChinadigitalfixedstationnetworkforWenchuanearthquake
图2 四次强余震震中分布及相关的强震台站分布
Fig.2 Thedistributionchartof4aftershocksandrelatedstrong-motionstations15第5期 温瑞智等:汶川强余震流动观测与典型余震记录分析 本文选取的四次强余震Ms震级都在6.0以上,震中地理分布见图2,基本信息见表1,其中事件
/0805250为截至目前发生的所有汶川余震中最大地震,震级达到Ms6.4。在这四次强余震中,余震强震动流
动观测小组所架设的32台仪器捕获到了加速度记录,另外本文还汇集到了20个自由场固定台站捕获的加
速度记录,所有台站都位于四川省境内。在/0805250最大余震事件中,林家坝加油站流动台捕获到了此次
余震中的最大强震动记录)))北南向峰值为122.3Ga,l其他东西和垂直向分别为58.8Gal和46.2Gal。图
3给出了该组记录的加速度时程、积分速度时程、傅里叶谱及5%阻尼比加速度反应谱。从图中可以发现,反
应谱峰值周期在0.1s左右,一定程度上说明该台站的场地较坚硬。
表1 四次强余震事件基本信息及捕获强震动记录的台站数量Table1 Thecatalogof4aftershocksandrelatedinformation
