模拟汶川地震动持时的空间分布规律研究
钟菊芳 袁峰 邱卓摘要利用随机有限断层程模拟程序模拟合汶川地震区域特性水平分量加速程分析模拟加速程持空分布和变化规律。
结表明模拟加速程各种持分布能很地体现持破裂方向性效应但能清晰反映持上盘下盘效应;模拟加速程重要持能反映近断层区域持明显远场持特但总体空分布上更“单”表现出明显区域“突变”现象;相较重要持模拟加速程与台记录程Bl持存更差异;模拟加速程重要持与相对Bl持随断层距变化趋势总体上能反映水平分量记录程持空变化特性。
关键词地震动持;随机有限断层法;震参数;汶川地震;空分布图分类359 献标志码 编0000666（09）008300 引言地震动持（以下简称持记）是描述地震动工程特性重要参数对结构动力响应具有重要影响。
量研究表明地震动持对结构延性位移和累积滞回耗能有明显影响尤其对结构积累破坏效应影响更显著（kBr007;rvl l006;盛明强等007）;地震动持对结构非线性反应影响程随屈强系数减而增（刘鸣等99）。
持对结构抗倒塌能力有重要影响长持地震动将可能产生较长循环荷并导致更结构响应（Rg03）。
长持地震动作用下构件抗疲劳强和刚退化将降低结构抗倒塌能力（r l03）。
地震动持重要性毋容置疑但其工程实际并像振幅和频谱样得到广泛应用因对地震动持进行更深入研究将有助推动其理论研究与工程应用。
近年不少学者对地震动持空分布和随断层距（R）变化规律等进行了研究。
胡进军（009）分析发现汶川地震地震动峰值、反应谱和持显示出了明显方向性特征;破裂方场地震动持明显破裂前方持差别可达数倍;卢楠等（03）通研究汶川地震台记录发现近断层特征对地震动持有显著影响;任叶飞等（0）通研究芦山地震台记录得出芦山地震重要持和Bl持高全球验预测方程估算值且Bl持衰减显著慢全球平水平结论;王巧临（0）认重要持分布主要受发震断层控制70%和90%重要持随断层距增加而增。
以往研究往往是基具体台记录开展利用模拟地震加速程分析地震动持特性研究较少因通模拟程分析地震动持空分布等特性对提升地震动模拟精确性具有定义。
了揭示目前地震工程界常用随机有限断层法模拟水平加速程地震动持空分布及变化规律已有汶川地震震参数研究成基础上采用随机有限断层程模拟程序对已获取汶川地震记录87由地表台场（R00 k）近场区域（R≤00 k）模拟误差更但多数模拟误差05围即观测G值模拟G值06～6倍。
由台记录G值受场地效应和地形条件影响较而我国西南地区都是山区地形因很难模拟得到合所有台G值。
33 加速反应谱模拟程与记录程加速反应谱对比见图3图灰色线条50条模拟程加速反应谱加粗线条50条模拟程加速反应谱值。
由图3可知5LX台模拟程加速反应谱值无论是高频还是低频部分都与台记录程加速反应谱值很接近;5ZB台08～5 围模拟程加速反应谱值较记录程偏其它频率模拟效很。
加速反应谱比值对数值值与方差可表示（李亚楠06）式台数量取87。
使用式（）、（3）计算87台加速反应谱比值对数值值与方差随周期变化如图所示。
由图可知所有台模拟值～5 围与观测值吻合较平误差接近0表示模拟值与观测值很相近。
但005～ 围平误差较由值逐渐增正值具体表现模拟值先是高估了观测值而两者差异逐渐减;0 左右模拟值低观测值且随周期增误差进步增加05 左右达到峰值。
总体说模拟程加速反应谱稍台记录程但基上能够满足多数工程结构要。
出现模拟值低估观测值原因可能主要有以下方面是所取台R较超半台R>00 kR接近300 k而以往研究表明随机有限断层法近断层区域拟合效较远场区域较差;二是考虑到Δσ与持成相关且以往研究模拟加速程持往往低估水平分量程持因所取Δσ较张勇等（008）关汶川地震研究成偏（李亚楠06）。
由上面分析可知台模拟程波形、G以及都与台记录比较接近说明所采用随机有限断层模型参数是合理。
模拟程持空分布特征分析模拟程持空分布特征利用调整模型参数每台50条模拟程持平值及记录程持分布如图5所示。
从图可以看出（）模拟程各种持分布能很地体现持破裂方向性效应即断层破裂前方区域持较方;相较记录程持分布体现出显著上下盘效应即上盘区域持较下盘模拟程持分布并很明显地表明持上下盘效应但从断层左下方区域持分布仍可看出上下盘持分布存差异表现断层左下方持较左上方持更。
模拟程持并没有将汶川地震记录程持上下盘效应很地体现出可能是受到各种因素例如地形、场地效应等影响而模拟参数只Q（）取值方面考虑了上下盘区域差异从其他方面考虑上下盘区域存差异。
（）模拟程70和90能体现近断层区域持明显比远场持特即断层附近出现了明显持较周围现象。
从重要持总体分布而言模拟程持基上能够反映记录程持表现出特征但些区域持分布上仍存差异表现记录程持某些区域存“突变”如台记录程90（03°30°）附近出现“绿色”区域而模拟程持总体空分布上更“单”表现出明显区域“突变”现象。
这可能是由持受局部场地條件影响较而模拟程往往只是整体上对场地条件进行模拟很难反映区域场地条件变化。
首先台记录程Bl持表现出上下盘效应明显而破裂方向性效应较弱特而模拟程持则刚相反表现出明显上下盘效应和较弱破裂方向性效应。
以BR例由汶川地震上盘区域峰值加速和脉冲加速强下盘区域而BR阈值取与峰值加速相对使得上盘区域BR阈值下盘即计算持“准入门槛”更高因上盘区域BR更。
5 模拟程持空变化性模拟程持70、90及BR随断层距R空变化特性可以采用式（）（王倩05）进行拟合分析+bR+lgR+ε（）式b回归系数;ε误差。
B则采用式（5）（王倩05）进行拟合分析BbR+ε（5）表5和图6给出了模拟程和记录程各种持随R变化回归结。
从图6和表5可知（）7090B和BR随R变化趋势总体上能够反映记录程持空变化特性。
具体说R>00 k向B随R变化较平缓但从拟合参数b值可知其确实是随着R增加而增加。
相较70向R00 模拟程与记录程持差异较即很少有台模拟程90>00 持似乎达到种“饱和”状态其他持定义下持也有类似现象表现图即模拟程持较值相当。
这可能是由模拟程程设定模拟参数单很少体现地震发生、传播程和场地条件等会出现复杂“特殊”情况而实际地震这些因素往往对持产生较影响。
模拟程和台记录程B随R变化趋势不致即台记录程B随R增而减而模拟程B与R成正相关表现拟合系数上即记录程曲线b值数而拟合值曲线b值正数。
这可能是由模拟程整域上分布围较记录记录時程而B是根据固定加速阈值进行计算导致模拟程B总体较测记录程持。
6 结论基随机有限断层法参考现有汶川地震震参数研究成反演确定了汶川地震模型参数并从模拟程波形、G几何衰减和误差等方面检验了该模型参数合理性利用模拟得到R 相关热词 汶川震动分布