【摘要】：長周期速度脈沖研究對于分析工程建筑物的破壞起到重要的作用。自1979年Imperial valley地震以來,相關(guān)學(xué)者逐漸意識到,由于地震波沖擊作用和承載體“共振效應(yīng)”的存在,近斷層強(qiáng)地震動中含有的高幅值、長周期速度大脈沖會對大型土木工程結(jié)構(gòu)(橋梁、隧道、儲油罐、高層建筑等)造成嚴(yán)重的破壞。近斷層脈沖型地震動的模擬,對于減輕未來大地震所造成的災(zāi)害和重大工程抗震設(shè)計均有極其重要作用,定性和定量評價脈沖型地震動的特征,可為防震減災(zāi)提供一定的參考依據(jù)。已有多數(shù)研究是采用等效速度脈沖模型對波形進(jìn)行模擬,并分析速度脈沖對工程結(jié)構(gòu)的影響,而較少考慮脈沖與震源機(jī)制的關(guān)系。隨著國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,長周期建筑呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢,因此從震源角度對近斷層速度大脈沖進(jìn)行數(shù)值計算,并分析脈沖型地震動的特性與形成機(jī)制,在地震危險性分析、震害評估以及提高防震減災(zāi)能力等方面具有重要的理論參考和應(yīng)用價值。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論有:(1)以速度脈沖記錄較為豐富的中國臺灣集集地震為例,基于實際地震的反演資料和經(jīng)驗統(tǒng)計關(guān)系設(shè)置震源參數(shù),參考斷層破裂傳播過程和震源運動學(xué)模型的研究結(jié)果,建立了包含6個凹凸體的震源模型。將39條速度脈沖的模擬結(jié)果與真實記錄進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)脈沖波形、速度反應(yīng)譜接近于臺站獲得的實際記錄,這也驗證了該方法對速度大脈沖進(jìn)行數(shù)值模擬的可行性。(2)凹凸體和背景區(qū)域共同影響脈沖型地震動的時空分布,凹凸體的地震矩和上升時間共同決定了脈沖峰值和脈沖周期,在給定地震矩的情況下,脈沖周期與上升時間呈正相關(guān),脈沖峰值與上升時間呈負(fù)相關(guān),而速度波形主要受背景上升時間的影響。同時發(fā)現(xiàn)PGV比PGA的向前方向性效應(yīng)更為顯著。(3)為了分析近斷層速度大脈沖的分布特征及其與震源機(jī)制的關(guān)系,估算未來某一給定區(qū)域的大地震,可能產(chǎn)生近斷層速度脈沖型地震動的強(qiáng)度和分布特征,選取了中國臺灣西部的雙冬斷層及其附近區(qū)域進(jìn)行研究,利用8種不同的運動學(xué)震源模型估算了近斷層脈沖型地震動。結(jié)果表明,方向性效應(yīng)產(chǎn)生的雙向速度脈沖多集中在垂直于斷層滑動分量的方向上,而滑沖效應(yīng)產(chǎn)生的單向速度脈沖則集中在平行于斷層滑動分量的方向上。(4)受方向性效應(yīng)、滑沖效應(yīng)和上盤效應(yīng)的共同調(diào)制,脈沖型地震動反映出不對稱帶狀分布的特征,在破裂前端和斷層上盤的地震動較強(qiáng),垂直于斷層走向的水平地震動分量衰減最慢,速度脈沖多分布在斷層距約15km的范圍內(nèi)。
【圖文】：

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本文編號：2707273