基于自贡台阵加速度记录的地震动空间变化特性分析

阿布都瓦里斯 俞瑞芳 俞言祥

（中国地震局地球物理研究所，北京 100081）

地震时从震源释放出来的能量以地震波的形式传至地表，地表各点接收到的地震波是经由不同路径、不同地形地质条件而到达的，因而反映到地表各点的振动必然存在差异。对于平面尺寸较小的建筑物（如一般的工业与民用建筑），地震动空间变化的影响通常可以忽略不计。但是地震动空间变化对于大跨度的空间结构，如长大桥梁、大底盘联体结构、隧道、大坝、渡槽，以及管线、输电塔等生命线工程将产生重要影响。

采用 2008年汶川地震时四川自贡台阵记录到的加速度记录，基于不同台站间相干函数随频率和空间距离的变化，对地震动空间相关特性进行了分析。自贡台阵布设于 2007年，位于我国四川省自贡市西山公园内，由8个台站组成。此台阵各台站间的空间相对距离在52～400 m之间变化，因此非常适合于工程尺度内相干函数的研究。

对自贡台阵记录到的加速度记录进行了简单基线校正，并对不同台站间的时间扰动进行了修正。基于修正后的加速度记录，分别对两个水平向（东西向、南北向）和垂直向的地震动场相干函数进行了统计计算，分析了各方向上地震动的相干函数随空间距离和频率的变化规律。结果表明：

（1）在频率小于2时，相干函数的取值基本上都大于0.9。但随着频率的增加，相干函数随空间距离的增加而递减的趋势明显。

（2）相干函数随频率的增大有减小的趋势，但是在地震动谱比曲线的峰值附近，往往伴随着相干函数值的显著变化。

（3）场地条件对相干函数的影响和频率的变化有关，频率越大，影响越明显。

（4）不同方向的地震动相干函数的变化有一定的差异。此外，本文对现有的相干函数模型进行了对比分析，就此次地震记录选取了合适的相干函数模型，并拟合得到了模型的参数。

由于自贡台阵离汶川地震震中约 200多千米，为大震远场条件下地震动空间相关特性的分析提供了可能。需要指出的是，自贡台阵中，台站 Z0位于土层上，其他台站Z1-Z7都位于基岩上，由于地震波在基岩中的传播规律在不同地区比较接近，因此，本研究成果可以用于其他地区作为基岩地震动输入，来获得土层表面的多点输入。