考虑场地效应的ShakeMap系统研究.pdfVIP

第26卷 第1期(92～102) 中 国地 震 V01．26 No．1 2010年3月 EARTHQuAKERESEARCHINCHINA Mar．2010 陈鲲、俞言祥 、高孟潭，2010，考虑场地效应的ShakeMap系统研究，中国地震 ，26(1)，92—102。 · 研究报道 · 考虑场地效应的ShakeMap系统研究 陈鲲 俞言祥 高孟潭 中国地震局地球物理研究所 ，北京市 民族大学南路5号 100081 摘要 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 (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 。值，再用 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。 关键词 ： 坡度 平均剪切波速 场地效应 ShakeMap [文章编号]1001-4683(2010)01-092—11 [中图分类号]P315 [文献标识码]A 0 引言 众所周知，大地震对建筑物可造成严重破坏。1985年墨西哥 (Mexico)大地震 、1989年 洛马普列塔 (LomaPrieta)地震和 1994年北岭 (Northridge)地震研究表明，地震对松软土层 场地的破坏比对基岩场地的破坏要严重得多。近年来 ，国内外开展 了许多研究来量化土层 对地面运动的放大作用 (Borehert，1994；Joyneretal，1985；Booreetal，1993；Holzeretal， 2005；李小军等 ，2001)。研究表明，基岩上的地震动参数值与考虑场地土层放大效应的参数 值差别可达到 250％(Allenetal，2007)。因此 ，对于震后综合各种因素描述整个灾区震动 情况的ShakeMap不仅需要考虑地震位置、震级和余震分布等因素，还必须考虑当地的场地 效应对地震动参数的作用而快速生成震动图和烈度图，这种 ShakeMap所描述的信息就更接 近于灾区破坏的真实情况 。这些破坏资料的实时获得有助于挽救更多的生命和减少财产损 失，能为地震应急救援、信息发布、损失评估、防震减灾规划和震后工程及科学研究提供一些 非常有价值的信息。 研究场地条件的一个简单方法是考虑波的阻抗 ，即以浅层地表物质 的剪切波速作为场 地条件的分类因子。国外许多研究者利用地表地质、 与土层物质的年龄、颗粒大小及深 [收稿Et期]2009—10-13；[修定 日期]2010~2-10。 [项 目类别 】中国地震局地球物理研究所基本科研业务专项(BQJB08B24)资助 。 [作者筒介 】陈鲲，男，生于 1976年，在读博士生，主要从事地震区划、地震危险性分析及震害预测等方面的研究。 1期 陈鲲等 ：考虑场地效应 的ShakeMap系统研究 93 度的关系将平均剪切波速指定给研究区域内相应的地质单元，然后根据地表地质情况外推 各个地质单元的剪切波速值 ，从而得到场地条件分类图(Tinsleyetal，1985；Borcherdtetal， 1991；Petersenetal，1997；Parketal，1998；Willsetal，2000、2006)。由于需要详细的地表 浅层物质信息 ，所以应用起来相对困难。 在许多地区，不能同时获得地表地质信息和地下的剪切波速 ，或者在数量和空间上缺乏 相关数据 ，并且这些数据的获取、解译代价相当高 ，所以不容易获取区域范围内的地震场地 条件 图。除了用以 值所描述的地质单元来进行场地条件分类外 ，近年有许多研究 已经 证实 了地貌指标、坡度 、高程与