基于自貢臺陣加速度記錄的地震動空間變化特性分析

阿布都瓦里斯 俞瑞芳 俞言祥

（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

地震時從震源釋放出來的能量以地震波的形式傳至地表，地表各點接收到的地震波是經由不同路徑、不同地形地質條件而到達的，因而反映到地表各點的振動必然存在差異。對于平面尺寸較小的建筑物（如一般的工業與民用建筑），地震動空間變化的影響通常可以忽略不計。但是地震動空間變化對于大跨度的空間結構，如長大橋梁、大底盤聯體結構、隧道、大壩、渡槽，以及管線、輸電塔等生命線工程將產生重要影響。

采用 2008年汶川地震時四川自貢臺陣記錄到的加速度記錄，基于不同臺站間相干函數隨頻率和空間距離的變化，對地震動空間相關特性進行了分析。自貢臺陣布設于 2007年，位于我國四川省自貢市西山公園內，由8個臺站組成。此臺陣各臺站間的空間相對距離在52～400 m之間變化，因此非常適合于工程尺度內相干函數的研究。

對自貢臺陣記錄到的加速度記錄進行了簡單基線校正，并對不同臺站間的時間擾動進行了修正。基于修正后的加速度記錄，分別對兩個水平向（東西向、南北向）和垂直向的地震動場相干函數進行了統計計算，分析了各方向上地震動的相干函數隨空間距離和頻率的變化規律。結果表明：

（1）在頻率小于2時，相干函數的取值基本上都大于0.9。但隨著頻率的增加，相干函數隨空間距離的增加而遞減的趨勢明顯。

（2）相干函數隨頻率的增大有減小的趨勢，但是在地震動譜比曲線的峰值附近，往往伴隨著相干函數值的顯著變化。

（3）場地條件對相干函數的影響和頻率的變化有關，頻率越大，影響越明顯。

（4）不同方向的地震動相干函數的變化有一定的差異。此外，本文對現有的相干函數模型進行了對比分析，就此次地震記錄選取了合適的相干函數模型，并擬合得到了模型的參數。

由于自貢臺陣離汶川地震震中約 200多千米，為大震遠場條件下地震動空間相關特性的分析提供了可能。需要指出的是，自貢臺陣中，臺站 Z0位于土層上，其他臺站Z1-Z7都位于基巖上，由于地震波在基巖中的傳播規律在不同地區比較接近，因此，本研究成果可以用于其他地區作為基巖地震動輸入，來獲得土層表面的多點輸入。