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基于有限断层震源、且使用动力学拐角频率的地震动随机模拟方法预测玉树地震近断层的加速度场.首先,基于有限断层震源建模方法建立该次地震的震源模型;然后,基于上述地震动模拟方法预测玉树地震近断层191个节点的加速度时程.在此基础上,取每个结点的加速度峰值绘制该次地震的近断层加速度场.结果表明:(1)近断层加速度场主要受震源破裂过程和断层面上滑动分布的影响.断层面上凹凸体投影到地表的区域附近,加速度峰值最大,也是震害最严重的区域;(2)对于走滑地震,断层沿线附近的场地并非均会发生破裂方向性效应;发生破裂方向性效应的场地与凹凸体在断层面上的位置有关. 相似文献
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Spatial distribution of near-fault ground motion 总被引：2，自引：0，他引：2
Introduction In order to explain severe damage of structures and ground surface near earthquake fault, many theoretical and numerical methods have been developed to study strong ground motion near the fault (Somerville, 1998) via the kinematic and dynamic source models. Moreover, a great number of valuable strong ground motion records, especially near the fault, have been acquired in recent years. These valuable records provide useful data for improving simulation approaches. Based on those r… 相似文献
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以1997年4月11日新疆伽师地震（Mw6.1）为例,详细介绍了近断层强地震动场的预测方法.首先,用有限断层震源建模方法建立了该次地震的震源模型;然后,基于动力学拐角频率的地震动随机模拟方法,模拟了该次地震仅有主震加速度记录、且位于巨厚土层上的三个台站的加速度时程,并用实际地震记录进行了验证.在此基础上,基于预测的近断层77个节点的加速度时程的峰值绘制了该次地震的加速度场.结果表明,上述方法模拟的加速度时程在0.5 Hz以上的高频段是可行的、实用的;预测的近断层加速度场具有非常明显的上盘效应.地表最大加速度的范围与断层面上最大凹凸体位置相对应,说明与断层面上凹凸体相对应的地面上的建（构）筑物将会遭受到较为严重的震害. 相似文献
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2013年4月20日在我国四川省发生了芦山MS7.0地震,地震给当地群众的生命财产安全带来了巨大的损失,其中最严重的破坏发生在震中附近的芦山、宝兴等地区.根据地震发生的快速反演结果,及发震断层面上滑动位移的分布情况,构建有限断层模型,对近断层区域的强地面运动进行初步计算,并基于强地面运动的模拟结果给出震区烈度分布的初步估计.模拟结果显示：模拟烈度图显示极震区的烈度在IX级左右,VI级烈度影响范围大致为16000 km2,该结果与中国地震局于4月27日给出的震区实测烈度图一致程度较高.强烈地震发生后,基于近断层强地面运动模拟计算的结果,可以给出相对合理的地震烈度分布情况估计,对震区震情判定及救灾工作具备较高的现实意义. 相似文献
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On the basis of previous study of the 1679 Sanhe-Pinggu(M8.0) earthquake,the biggest event in history ever recorded in Beijing and its adjacent area,we made a 3-D strong ground motion simulation utilizing the staggered-grid finite differences method to study the distributions of peak ground velocity with different earthquake source models in the Beijing region.In the paper,earthquake source models and a transmission medium velocity model are established and the corresponding parameters are given in accordance to the results from a related previous study.Then,using a three-dimensional finite difference computing program of near-fault strong ground motion developed by Graves,the peak ground velocity caused by a destructive earthquake in the Beijing area is simulated.In our computation model,the earthquake source is 3km in depth,and a total number of 21,679 observation points on the ground surface are figured out.The transmission medium velocity model is composed of four stratums which are the Quaternary deposit,the upper crust,the upper part of the middle crust and the lower part of the middle crust.With the minimum grid spacing of 0.15km,a total of 2.28×106 grids are generated.Using a time step of 0.02 seconds we calculated the peak ground velocity for a duration of 8 seconds.After the analysis of the simulation results,we observed some basic characteristics of near-fault strong ground motion such as the concentration effect of near-fault peak ground velocity,rupture directivity effect,hanging wall effect,and basin effect.The results from our simulation and analysis suggest that the source and transmitting medium parameters in our model are suitable and the finite difference method is applicable to estimate the distribution of strong ground motion in the study region. 相似文献
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断层带附近地震动场分布的研究,是当前地震工程领域研究的热点问题之一。近断层地震动场的分布对在断层附近进行抗震结构设计时,不仅是提供地震动输入,也是确定建设场地避让范围的重要依据之一。以区域地震构造背景分析、目标断层活动性鉴定、地震危险性评价为基础,结合断层探测结果,利用统计经验关系等最终确定发震断层,并建立相应的震源模型。采用显式有限元和并行计算技术计算目标区域场地的长周期地震动。利用有限断层随机合成的方法,计算高频地震动。将低频和高频地震动合成为目标区域内的宽频带地震动时程。对局部特殊场地条件地区,基于场地调查和勘探的数据,利用等效线性化等方法进行一维土层的非线性反应计算,给出这些特殊场地的宽频带地震动时程。最后,根据地震动时程获得设定地震发生时,目标区域的峰值加速度分布预测图和相应的反应谱。以长春市为例预测了在设定地震发生时,近断层地震动场的分布情况。当长春尖山子—卡伦断层发生6.0级地震时,潜在破坏性地震动的影响范围集中在附近,沿断层走向分布。加速度峰值沿断层垂直变化,主要为90 Gal～140 Gal。只是在长春市南部加速度峰值达到200 Gal。本研究的预测结果具备断层附近地震动的一些最基本的特征,符合当前对断层附近地震动的基本认识。 相似文献
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近断层速度脉冲与震源机制的关系浅析 总被引：1，自引：1，他引：0
本文初步分析了近断层速度脉冲的成因和特点，主要包括方向性效应与滑冲效应，并通过中国台湾集集地震的脉冲记录，分析了断层破裂方向和位移大小等震源参数对脉冲强度的影响。此外，基于有限移动源理论，说明了断层辐射与速度脉冲分布的关系，并探讨了利用运动学震源模型研究近断层地震动对速度脉冲影响的技术路线；评述了7种典型的等效速度脉冲模型，建议进一步研究等效速度脉冲函数与震源机制之间的关系。最后，简述了不同类型的断层引起速度脉冲的差异，并推测了产生脉冲型地震动的下限条件，同时展望该研究在地震预警方面的可能性。 相似文献
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分析了2014年于田MS7.3地震的震源参数特征; 结合已有的震源机制反演结果, 选取断层面上滑动位移分布构建有限断层模型, 模拟计算了近断层区域的宽频带强地面运动参数, 并基于强地面运动模拟结果估算了该地震的模拟烈度分布. 模拟结果表明, 于田MS7.3地震极震区的模拟烈度达到Ⅸ度, 与中国地震局公布的烈度图趋于一致, 相对于美国地质调查局公布的震动图中极震区烈度(Ⅶ—Ⅷ)偏大. 此外文中给出的烈度Ⅶ度及以上影响范围与中国地震局公布的地震动图较为一致. 相似文献
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基于显式有限元方法和运动学震源模型并利用昆明盆地三维地下构造模型,本文研究了震源参数对断层附近长周期地震动的影响.结果表明,断层的破裂方式、埋藏深度、破裂速度以及断层面上位错的不均匀分布对断层附近长周期地震动有重要影响.不同破裂方式下,破裂的方向性强的区域分布不同,由于破裂的方向性效应和复杂场地条件的共同作用,导致不同破裂方式的断层附近地震动分布差别很大.随着破裂速度的增加,方向性效应更加明显,断层附近的长周期地震动也随之增大;对于浅源地震,随着断层埋深的增加,地震动明显下降.对于埋藏深度很浅的断层,当Asperity靠近断层上沿时,会显著增大其在地表投影附近的长周期地震动.能否合理地估计这些基本震源参数,是预测未来发震断层周围地震动场的关键. 相似文献
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近断层长周期地震动是一类较特殊的破坏性地震动.为了深入探讨近断层地震动的低频分量组成及其脉冲特性,基于小波理论中的多尺度分析方法提出了一种地震动分量分解方法,据此可将一条地震动分解成频率各不相同的多条分量.首先从频域、时域以及动态响应三个方面阐述了该分解方法的有效性和精确性.进而采用这种方法对近期12次大地震中的53条典型近断层地震动进行了分解,共获得266条地震动分量.分析了近断层地震动中的长周期分量随场地、断层距等影响因素的变化特征;再以卓越分量作为最大脉冲的简化模型,探讨了速度幅值和脉冲周期随震级、断层距的变化关系.结果表明：近断层长周期地震动主要由周期为0.2~2 s的分量组成;近断层土层场地地震动中的长周期分量比岩石场地多;在0~15 km的近断层区域,随断层距的增加,地震动中长周期分量的比重明显减小;卓越分量的速度幅值PGVp约为原始地震动速度幅值PGV的0.6倍,且两者之间具有明显的线性关系;PGVp随断层距的增大而减小,随震级的增大而增大;卓越分量周期Tp随震级的增大呈对数线性增大趋势. 相似文献
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首先基于有限断层破裂下的运动学震源模型，对比验证了三维谱元法对于近场地震动的模拟精度。 进而通过含盆地模型与不含盆地的一维水平成层模型的地震动强度之间和放大系数分布特征之间的对比，详细研究了直下型断层的破裂速度对盆地地震效应的影响。结果表明，盆地的存在会显著改变近断层地震动的分布特征，同时盆地内不同分量强地震动的分布特征变化较大。断层破裂速度对盆地地震效应影响显著，随破裂速度的增大盆地地震动强度逐渐增加，但不同分量上地震动强度的增加速率显著不同，受盆地效应的影响，放大系数表现出与强地震动不同的分布特征。盆地放大系数整体表现出随破裂速度的增加而减小的趋势，但不同分量放大系数所受影响程度差异明显。同时，盆地内地震动强烈放大区域的位置也受破裂速度的显著影响，但其总体上集中在断层两侧区域及垂直于破裂方向的盆地边缘附近。 相似文献
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本文使用与文献[1]相同的数值模拟方法,预测了某城市设定矩震级为MW=6.75的活断层产生的近断层强地面运动。主要定性计算结果是:正倾滑断层(倾角δ=75°)产生的近断层强地面运动也不同程度地存在上盘效应、F ling Step效应、速度大脉冲效应和竖向效应。表明本文采用的震源模型和计算方法可以实际应用于预测城市近断层强地面运动影响场。 相似文献
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本文基于小波包技术的随机地震动模拟方法，提出一种改进的参数化随机近断层脉冲型地震动模拟方法。然后，通过识别和提取近断层脉冲型地震动数据库中脉冲型地震动的特征参数，建立了基于震源、传播路径和场地特征等参数的脉冲模型参数预测方程。最后，通过模拟实际记录和误差分析检验了改进的模拟方法的有效性。结果表明:应用改进的模拟方法得到的地震动时程无论在波形、频率特性还是峰值上均与实际记录具有较好的一致性。改进的模拟方法在保留地震动时频非平稳性的基础上，能够有效地提高近断层脉冲型地震动的模拟效果，并且能够很好地体现脉冲型地震动的主要特征。 相似文献
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As the forward directivity and fling effect characteristics of the near-fault ground motions, seismic response of structures in the near field of a rupturing fault can be significantly different from those observed in the far field. The unique characteristics of the near-fault ground motions can cause considerable damage during an earthquake. This paper presents results of a study aimed at evaluating the near-fault and far-fault ground motion effects on nonlinear dynamic response and seismic damage of concrete gravity dams including dam-reservoir-foundation interaction. For this purpose, 10 as-recorded earthquake records which display ground motions with an apparent velocity pulse are selected to represent the near-fault ground motion characteristics. The earthquake ground motions recorded at the same site from other events that the epicenter far away from the site are employed as the far-fault ground motions. The Koyna gravity dam, which is selected as a numerical application, is subjected to a set of as-recorded near-fault and far-fault strong ground motion records. The Concrete Damaged Plasticity (CDP) model including the strain hardening or softening behavior is employed in nonlinear analysis. Nonlinear dynamic response and seismic damage analyses of the selected concrete dam subjected to both near-fault and far-fault ground motions are performed. Both local and global damage indices are established as the response parameters. The results obtained from the analyses of the dam subjected to each fault effect are compared with each other. It is seen from the analysis results that the near-fault ground motions, which have significant influence on the dynamic response of dam–reservoir–foundation systems, have the potential to cause more severe damage to the dam body than far-fault ground motions. 相似文献
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A numerical approach for modeling near-fault ground motion and its application in the 1994 Northridge earthquake 总被引：2，自引：0，他引：2
An approach for simulating near-fault ground motion was presented by combining the finite fault model with a numerical algorithm, named investigated lump method presented in this paper for wave propagation. The investigated lumps are constructed from the auxiliary quadrilateral grids. The dynamic equilibrium equations of a typical investigated lump have been derived and obtained by integrating the stresses along the contour of the investigated lump. The stresses are calculated using the constitutive relations and the interpolation techniques. The investigated lump method is then implemented using the equilibrium equations of investigated lumps and the calculations of stresses alternately in time domain. The stability criterion of the algorithm has been given. Comparisons with the discrete wave-number method solutions for predicting the ground motions at the Pacoima Dam during the San Fernando earthquake show the validity of the method presented in this paper for simulating near-field ground motions. A finite fault source model has been implemented in the algorithm here. The source parameters given by Wald et al. (1996) [18] are applied to synthesize the ground motions at three stations during the 1994 Northridge earthquake. The simulating results qualitatively match to the corresponding ground motion records. The studies demonstrated that the approach presented in this paper is an effective tool for the numerical simulation of near-fault ground motion. 相似文献
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根据台湾西部地质地貌特征和1999年集集MW7.6地震的研究成果，建立三维速度结构模型和震源模型，并采用三维有限差分法对双冬断层可能产生的近断层脉冲型地震动进行数值模拟。结果表明，方向性效应引起的双向速度脉冲集中在垂直于断层滑动分量的方向上，而滑冲效应引起的单向速度脉冲则集中在平行于断层滑动分量的方向上。受方向性效应和上盘效应的共同调制，近断层脉冲型地震动反映出不对称带状分布的特征，速度脉冲主要分布在距离断层面约10 km的范围内。凹凸体的特性影响着地震动的时空分布，由地震波场显示南投和台中处于强地震动危险区。近场脉冲型地震动的研究对分析速度脉冲形成机理以及地震危险性有一定的参考意义。 相似文献
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近断层强地面运动影响场显式有限元数值模拟的示意性算例 总被引：2，自引：1，他引：2
本文通过一个简单的示意性算例，对近断层强地面运动影响场显式有限元数值模拟的主要环节作了概要说明，给出了算例的主要计算结果并对其作了定性和初步的讨论分析。主要观点和结论是：本文的计算结果较好地定性反映和印证了人们对近断层强地面运动特征（如上盘效应、竖向效应、Fling Step效应和速度大脉冲现象）的现有认识水平，验证了采用的计算模型和计算方法的可行性和科学性。本文关于位移峰值场的计算结果对于估算近断层地表破裂带的位置、长度和宽度具有重要参考价值，应进一步深入研究二者之间的相关性。 相似文献
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2013年4月20日的芦山7.0级地震是继2008年5月12日汶川8.0级特大地震之后,发生在龙门山断裂带上的又一次大震级逆冲型地震.与汶川地震相比,芦山地震的发震断层没有地表出露,断层的滑动角更大,其逆冲性质更强烈.本文挑选了芦山地震中断层距小于200km的45条强震动记录,基于地震动衰减关系进行统计分析,对比了上盘和下盘台站地震动参数相对于衰减关系的对数残差.结果表明：芦山地震的上下盘效应明显,近断层上盘地震动的高频成分要高于同断层距的下盘;上盘地震动衰减要明显快于下盘.地震动衰减关系用简单的一个距离参数很难描述近场断层尺寸效应的影响,也很难模拟地震动上下盘效应.因此,在近场强地面运动模拟中,应多考虑有限断层模型,以模拟断层的尺寸效应. 相似文献
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This paper presents a methodology for constructing seismic design spectra in near-fault regions.By analyzing the characteristics of near-fault pulse-type ground motions,an equivalent pulse model is proposed,which can well represent the characteristics of the near-fault forward-directivity and fling-step pulse-type ground motions.The normalized horizontal seismic design spectra for near-fault regions are presented using recorded near-fault pulse-type ground motions and equivalent pulse-type ground motions,which are derived based on the equivalent pulse model coupled with ground motion parameter attenuation relations.The normalized vertical seismic design spectra for near-fault regions are obtained by scaling the corresponding horizontal spectra with the vertical-to-horizontal acceleration spectral ratios of near-fault pulse-type ground motions.The proposed seismic design spectra appear to have relatively small dispersion in a statistical sense.The seismic design spectra for both horizontal and vertical directions can provide alternative spectral shapes for seismic design codes. 相似文献