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1.
山地丘陵地形对地震动的分布有重要的影响，研究地形效应，有利于充分认识地震灾害风险，为减轻灾害损失做好防御措施。基于实际地形建立自贡西山公园观测台阵所在山体的三维有限元模型，研究开发黏弹性人工边界和SH波垂直入射前处理程序，开展动力学数值模拟；数值模拟结果与实际记录进行对比，并验证模型的合理性；研究分析低山丘陵山体对地震动强度及空间分布影响，以及峰值加速度与入射波频率、高程、坡度的关系。结果表明：低山丘陵山顶位置地震动峰值放大明显，而山脚凹陷位置地震动峰值存在削弱现象；地形效应与输入地震动频率密切相关，不同主频的输入地震动所造成的地表峰值加速度分布不同；较高主频的地震动可以凸显地形细节的影响；地表峰值加速度与高程具有较好的正相关关系，与坡度的相关关系较弱。综合高程和坡度拟合峰值加速度的效果优于仅使用高程或坡度的拟合，二元三次多项式拟合效果较好，可用于定量描述地形放大系数随高程和坡度的变化。 相似文献
2.
基于三维谱元法模拟了三维沉积盆地模型在点源作用下的地震动响应，通过分析地表速度峰值、放大系数以及特征频率处的谱比分布，研究了不同阻抗比(IR)下盆地的地震动放大特征。结果表明：1)地震动峰值并非随阻抗比的增加而单调递减，且最强烈地震动位置均随阻抗比的减小而向盆地内部移动。2)地震动放大系数与峰值分布总体一致，IR在0.08～0.44的范围内，盆地地表地震动幅值可达基岩半空间地震动幅值的3.68倍。但小阻抗比时三维盆地地震效应会引起某些分量上放大系数的显著不同的分布特征。3)最大放大频率随阻抗比而变化，IR=0.26～0.33时的主要放大频率为IR=0.08时的3倍。4)三维盆地地震效应、阻抗比和一维等效自振频率共同决定了盆地地震动的时-频域放大特征。比较而言，阻抗比较小时更应考虑三维盆地的地震效应。 相似文献
3.
《地震地磁观测与研究》2017,(1)
针对三维波动弹性动力方程推导谱元法算法,考虑三维真实地形及介质的衰减特性,基于并行计算环境,采用谱元法和etop1′数据,对首都圈一个4.7级地震的地形效应进行模拟。模拟结果表明,在考虑地形效应情况下,模拟台站记录与实际观测记录更为一致,地形对地震波速度竖直分量的影响要大于两个水平分量,高PGA区域多分布于山顶与山脊;与平坦地形相比,PGA相对地形放大系数为-20.4%—174.6%,不同地点的垂直向速度及加速度分量波幅遵循峰顶、山脊得到放大的模式。与已有二维模型计算结果相比,三维真实地形对地震动的影响更为复杂。 相似文献
4.
运用谱元法模拟了不同类型三维台阶地形对点源地震动的影响, 发现在中小地震中, 大型山系边缘的三维台阶地形对地表地震波具有一定的影响. 台阶斜坡与上水平地层交线和下水平地层交线的影响作用各不相同. 通过地表接收到的地震动描述了各种不同地形的波形快照特点, 并且通过绘制的台阶斜坡与上水平地层交线及下水平地层交线的测线图, 发现波形相对于水平地形有明显的后续波. 同时发现, 台阶地形上下测线相对于水平地形具有放大作用.下测线波形放大倍数基本在1.1—1.5, 上测线放大倍数在0.9—1之间. 通过描述山体边缘台阶结构在点源地震中产生的影响, 定量计算了三维台阶不同角度各个位置相对于水平地形的放大倍数, 为以后工程研究提供一个依据. 相似文献
5.
考虑场地效应的ShakeMap系统研究 总被引：11，自引：2，他引：9
本文主要以地表地质状况与地形(坡度)的相似性为原则,将中国大陆地区分辨率30″的地形DEM(数字高程模型)数据经过坡度计算后,利用坡度与Vs30(地表至地下30m处的平均剪切波速)的相关关系,得到各场点近似的Vs30值,再用Vs30量化地震动的场地放大系数。将由此建立的场地放大系数运用到本文研发的ShakeMap系统中,校正震后理论计算所得到的基岩地震动参数值,从而获得其地表土层上的地震动参数分布。本文还详细介绍了ShakeMap系统的计算流程、计算模型及相关的软件系统等。最后以应用实例表明ShakeMap系统在中国大陆地区是可用的。 相似文献
6.
斜坡动力响应特征与斜坡形态密切相关,若入射地震波主频接近斜坡卓越频率就会放大斜坡动力响应,甚至造成斜坡失稳。汶川地震对远离震中的黄土地区造成了较为严重的破坏,局部场地震害和地震动放大效应显著。选取汶川地震典型黄土斜坡场地,利用地形台阵流动观测和数值模拟计算相结合的方法,系统开展强震动作用下黄土斜坡场地动力响应特征研究。结果表明:坡顶卓越频率最小,其PGA放大系数甚至达到坡底的1.98,这种现象可能与斜坡高差和入射波波长之比密切相关,比值0.2时坡顶放大效应达到最大。随斜坡坡度增加,放大效应增强,坡顶反应谱卓越周期放大系数可达5,说明斜坡地形对强震地面运动有显著影响。数值计算结果与实际强震观测基本吻合,其结果对黄土地区建设工程抗震设防具有重要的科学与实际意义。 相似文献
7.
地形对地震动的影响比较复杂, 考虑地形放大效应的地震滑坡稳定性分析需要选择合适的地震动参数. 本文使用自贡地形影响台阵记录到的2008年汶川MS8.0地震主震加速度记录, 分析了地震动峰值加速度、 阿里亚斯烈度以及90%能量持时随地形高度的变化, 探讨了地形效应作用下峰值加速度和阿里亚斯烈度与地震动作用下斜坡稳定性的相关性. 结果表明: ① 地形场地对峰值加速度和阿里亚斯烈度均有显著的放大效应. 地形放大效应较为复杂, 其整体上随台站高度的增加而增大, 水平向的放大效应大于竖直向. 水平向峰值加速度的放大系数为1.1—1.8, 阿里亚斯烈度的放大系数为1.2—3.3; 竖直向相应放大系数分别为1.1—1.3和1.2—1.7. ② 地形对地震动持时也有一定的放大效应, 但不同高度、 不同分量的放大效应没有显著差异, 其放大系数均约为1.3. ③ 阿里亚斯烈度和峰值加速度均能很好地表征地形对地震动的影响, 与地震动对斜坡稳定性的影响具有很强的相关性. 与峰值加速度相比, 阿里亚斯烈度综合了地震动的多方面特征, 可以更好地表征地形对地震动的影响, 与地震动作用下斜坡稳定性的相关性更强. 相似文献
8.
基于曲线网格有限差分方法研究了地震波在不同坡度的山体地形及水平地表模型中的传播,得到了各模型速度波形及地表峰值速度特征,从地形自身特征及震源特征两方面出发讨论了地形效应:一是相同的震源模型下地形坡度、形状对地震动的影响;二是同一山体模型下地震动对不同震源机制的点源以及相对复杂的有限断层的响应.主要结论如下:(1)一般情况下,地形放大效应在坡度较大的地方比较明显,并随着坡度的增加而增大,但在某些特定情况下,放大效应与坡度并不满足正相关,且这种情况的发生与震源性质无关,可能仅受地形形态自身的影响;(2)对于不同的震源机制,地面运动各分量受地形影响程度不同,总体上水平分量受地形影响程度更大;(3)震源机制和震源激发的波的频率会影响放大效应最大值出现的位置,放大效应最大值不一定出现在山顶处,有可能会出现在起伏地形的震源对侧,出现位置可能与波的相互作用有关;(4)有限断层模型下,地面运动特征相对更为复杂,地形效应不仅受断层模型几何特征的影响,同时断层破裂过程对其也有着重要的影响. 相似文献
9.
根据强震动观测、实验研究与数值模拟结果表明,山脊地形对地震动具有显著影响.文章基于汶川地震主震及余震的三个地形效应观测台阵记录的三分量地震动加速度时程,经基线校正后计算得到各观测点的地面峰值加速度、峰值加速度比和反应谱比,分析山脊地形对地震地面运动的影响.结果表明:山脊地形对地震地面运动的影响显著,其地形地震效应随山脊地形的不同而变化,且地形效应具有方向性;水平向地形效应显著于垂直向;谱比是周期相关的,在所分析的周期范围内谱比不总是大于1．0. 相似文献
10.
2015年4月25日尼泊尔发生Mw7.9地震.本文采用三维曲线坐标网格有限差分方法,依据USGS给出的震源运动学反演结果和震源区域地形数据,模拟了尼泊尔地震波场传播过程,得到震源区域烈度分布模拟结果,与实际观测的地表峰值速度(PGV)大体吻合.结果表明:地震烈度的空间分布整体上受控于震源的单边破裂特征,高烈度区域主要分布在破裂传播方向上,即震源东半部.震源南侧到东南侧近场,由于受到震源和地形的双重影响,形成最大烈度分布区域,最大烈度约为IX.南侧平原受低速沉积层影响形成高烈度区域.震源西侧及盆地内烈度相对较低. 相似文献
11.
本文利用矿山爆破,进行了地形对地面运动影响的观测研究.9次爆破的结果表明,山顶处位移和速度的谱曲线的峰区较山前和其它测点的集中,振幅的量值也大,其放大倍率约为3,其中与山体走向平行的水平分量放大得最大,与之垂直的次之,而垂直于地面的最小;山顶测点不同分量上最大位移所对应的周期接近,其对山前的放大量值近于2,也是水平分量大于垂直分量;山顶处地面运动的延续时间取决于爆破的药量和方式,山前等测点延时的放大为3-4倍,也是水平分量大于垂直分量.山顶上地面运动的这种特殊性,是由于入射波所激发的山体共振所引起的. 相似文献
12.
不规则地形和土层对地震动的影响较大,建(构)筑物选址及其抗震设防必须考虑地形和土层场地的放大效应,以避免或减轻其震害.利用自贡地形台阵记录的汶川地震(Ms8.0)的主震加速度时程,基于传统谱比法分别研究了地形和土层场地对地震动的放大效应.结果表明:(1)地形场地在低频的放大效应不明显,最大仅为1.24;在高频的放大效应较显著,在1~10 Hz频带,山顶的放大效应最大,EW、NS和UD地震动的最大放大效应分别为4.15、3.61和2.41,对应频率分别为5.72 Hz、6.46 Hz和7.44 Hz;在10~20 Hz频带,靠近山顶的山脊上某个地震动分量的放大效应最大,7#台站EW、5#台站NS和7#台站UD地震动的最大放大效应分别为9.10、5.56和2.52,对应频率分别为16.97 Hz、16.91 Hz和17.91 Hz.(2)地形场地的最大放大效应随高度有增加的趋势,且在0.1~10 Hz频带随高度增加的趋势更加明显.(3)土层场地水平向地震动在2 Hz以上开始明显放大,竖向地震动在4 Hz以上开始明显放大;EW、NS和UD地震动的最大放大效应分别为13.4、12.168和6.0,对应频率分别为6.94 Hz、7.55 Hz和10.8 Hz.(4)土层场地与地形场地的最大放大效应相比较,前者显著大于后者,对于水平向地震动,前者至少是后者的3倍以上;对于竖向地震动,前者至少是后者的2.5倍以上.(5)无论是地形场地还是土层场地,地震动的最大放大效应均有水平向大于竖向的特征. 相似文献
13.
本文随机选取了100条具有不同地震动峰值特征参数的地震动记录,通过基线校正、积分等方法获取每条地震动的峰值加速度（PGA）、峰值速度（PGV）和峰值位移（PGD）三个参数,进而基于有限元数值模拟,通过对比同一个观测点不同峰值特征参数的特性与不同观测点同一峰值特征参数的特性来研究土坡的地震响应规律,分析各地震动峰值特征参数与土坡地震响应的相关性。计算结果表明:PGA,PGV和PGD与土坡地震响应都具有良好的正相关性,其相关性系数平均值分别为0.868,0.981,0.926;PGV的相关性优于PGA和PGD,而PGD的相关性要稍好于PGA。因此在关于土坡稳定性评价中,建议采用PGV作为参数指标。 相似文献
14.
The earthquake occurred in Lushan County on 20 April, 2013 caused heavy casualty and economic loss. In order to understand how the seismic energy propagates during this earthquake and how it causes the seismic hazard, we simulated the strong ground motions from a representative kinematic source model by Zhang et al. (Chin J Geophys 56(4):1408–1411, 2013) for this earthquake. To include the topographic effects, we used the curved grids finite difference method by Zhang and Chen (Geophys J Int 167(1):337–353, 2006), Zhang et al. (Geophys J Int 190(1):358–378, 2012) to implement the simulations. Our results indicated that the majority of seismic energy concentrated in the epicentral area and the vicinal Sichuan Basin, causing the XI and VII degree intensity. Due to the strong topographic effects of the mountain, the seismic intensity in the border area across the northeastern of Boxing County to the Lushan County also reached IX degree. Moreover, the strong influence of topography caused the amplifications of ground shaking at the mountain ridge, which is easy to cause landslides. These results are quite similar to those observed in the Wenchuan earthquake of 2008 occurred also in a strong topographic mountain area. 相似文献
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— Seismic responses of weathered and non-weathered ridge models were simulated to study the ridge effects on the ground motion characteristics. The range of ridge slope from 19.98° to 45° was considered to produce a possible set of generalized results. 2.5-D modeling based on parsimonious staggered grid approximation of elastodynamic wave equations was adopted in simulations. Computed results reveal an increase of amplitude of incoming waves with both elevation and the slope of the ridge. Further, the characteristics of surface waves are highly ridge slope dependent. The analysis of responses of weathered and non-weathered ridge models reveals that ridge has caused a strong generation of surface waves near its top. The surface waves are not dominating on the top of the ridge but at some lower elevation. The increase of weathering of ridge further intensified the ridge effect. Analysis in frequency domain, based on spectral ratio method, does not indicate any pattern in the spectral amplification factor and is very much sensitive to slope, source focal mechanism and location. However, on an average there is a continuous decrease of amplification with slope in the vertical component and increase in the transverse component, and it is increasing in the radial component up to slope =38.0° and thereafter decreasing. 相似文献
16.
Seismicity is known to contribute to landscape denudation through its role in earthquake‐triggered slope failure; but little is known about how the intensity of seismic ground motions, and therefore triggering of slope failures, may change through time. Topography influences the intensity of seismic shaking – generally steep slopes amplify shaking more than flatter slopes – and because glacial erosion typically steepens and enlarges slopes, glaciation may increase the intensity of seismic shaking of some landforms. However, the effect of this may be limited until after glaciers retreat because valley ice or ice‐caps may damp seismic ground motions. Two‐dimensional numerical models (FLAC 6.0) were used to explore how edifice shape, rock stiffness and various levels of ice inundation affect edifice shaking intensity. The modelling confirmed that earthquake shaking is enhanced with steeper topography and at ridge crests but it showed for the first time that total inundation by ice may reduce shaking intensity at hill crests to about 20–50% of that experienced when no ice is present. The effect is diminished to about 80–95% if glacier ice level reduces to half of the mountain slope height. In general, ice cover reduced shaking most for the steepest‐sided edifices, for wave frequencies higher than 3 Hz, and when ice was thickest and the rock had shear stiffness well in excess of the stiffness of ice. If rock stiffness is low and shear‐wave velocity is similar to that of ice, the presence of ice may amplify the shaking of rock protruding above the ice surface. The modelling supports the idea that topographic amplification of earthquake shaking increases as a result of glacial erosion and deglaciation. It is possible that the effect of this is sufficient to have influenced the distribution of post‐glacial slope failures in glaciated seismically active areas. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
17.
基于2008—2015年龙门山地区的强震动记录，采用广义线性反演法计算了龙门山地区的震源参数、品质因子以及83个强震动台站的局部场地放大系数。结果显示:芦山地震发生之前，汶川地震余震的应力降随时间的增加而逐渐增大；芦山地震发生之后，龙门山断裂带上余震的应力降明显减小，并在之后随时间呈缓慢增大的趋势；部分MS≥4.7余震事件的加速度震源谱中出现明显的高频衰减现象。通过对应力降随时间变化规律的分析认为，这种高频衰减现象可能与震级大小和震源破裂滑动的最大速率有关。此外，反演得到了山区和盆地地区的品质因子分别为Q（ f ）＝264 f 0.75和Q（ f ）＝223 f 1.01；同时获取了龙门山地区83个强震动台站的局部场地放大系数，并计算了基于NGA场地分类标准的A类、 B类和C类场地的平均场地放大系数。结果显示，以上3类场地的平均场地放大系数具有相似的峰值，但是随着场地趋于软弱，峰值平台区向低频部分发育。 相似文献
18.
地形条件对局部震害分布有重要影响。本文选择地形起伏剧烈的芦山地区,采用三维谱元法模拟地震波传播。研究了该地区地震动的频谱特征。计算了测线上位于山顶和山谷的台站傅里叶频谱,并研究了各自的谱值和谱值比特征。分析结果表明:山顶包含了较高的频谱;山谷包含了较低的频谱;山顶上的频谱值高于山谷的频谱值;并且地形对水平分量的影响更大。同时,进一步从频谱中提取了峰值放大比和峰值频率2个参数,分析了其在芦山地形中的分布特征。结果显示,山顶对应了较大的峰值放大比和峰值频率,而山谷则对应了较低的峰值放大比和峰值频率。 相似文献
19.
Arthur Rodgers Hrvoje Tkalcic David McCallen Shawn Larsen Catherine Snelson 《Pure and Applied Geophysics》2006,163(1):55-80
We report site response in Las Vegas Valley (LVV) from historical recordings of Nevada Test Site (NTS) nuclear explosions
and earthquake recordings from permanent and temporary seismic stations. Our data set significantly improves the spatial coverage
of LVV over previous studies, especially in the northern, deeper parts of the basin. Site response at stations in LVV was
measured for frequencies in the range 0.2–5.0 Hz using Standard Spectral Ratios (SSR) and Horizontal-Vertical Spectral Ratios
(HVR). For the SSR measurements we used a reference site (approximately NEHRP B ``rock' classification) located on Frenchman
Mountain outside the basin. Site response at sedimentary sites is variable in LVV with average amplifications approaching
a factor of 10 at some frequencies. We observed peaks in the site response curves at frequencies clustered near 0.6, 1.2 and
2.0 Hz, with some sites showing additional lower amplitude peaks at higher frequencies. The spatial pattern of site response
is strongly correlated with the reported depth to basement for frequencies between 0.2 and 3.0 Hz, although the frequency
of peak amplification does not show a similar correlation. For a few sites where we have geotechnical shear velocities, the
amplification shows a correlation with the average upper 30-meter shear velocities, V30. We performed two-dimensional finite difference simulations and reproduced the observed peak site amplifications at 0.6 and
1.2 Hz with a low velocity near-surface layer with shear velocities 600–750 m/s and a thickness of 100–200 m. These modeling
results indicate that the amplitude and frequencies of site response peaks in LVV are strongly controlled by shallow velocity
structure. 相似文献