沉积环境对地震动场地效应的影响研究

李铁飞

（中国地震局地球物理研究所，北京100081）

山火山活动区将中国东部下面软流圈地幔流分成两部分，北部顺时针旋转的地幔流向东运动，指向东方的太平洋俯冲带，而南部顺时针旋转的地幔流自北向南由向南运动变化到向西南运动，指向西南的缅甸俯冲带和巽达俯冲带。长白山火山活动区下的热地幔上涌使得中国东部软流圈地幔流分成流动方向相反的两部分，北部的顺时针旋转的地幔流向东运动，而南部的顺时针旋转的地幔流自北向南，由向南运动到向西南运动。而在蒙古地区拟合的最佳软流圈地幔流为顺时针旋转的地幔涡流，其形成可能与太平洋板片俯冲、后撤/回转，以及巨厚岩石圈的西伯利亚克拉通的几何形态相关。东亚地区的太平洋板片、巽达板片和缅甸板片的俯冲作用和后撤/回转作用导致了中国大陆及邻区顺时针旋转的软流圈地幔流，使得与岩石圈底部产生了一个水平差异运动，在软流圈中产生一个与简单剪切一致的变形结构，进而形成了研究区所观测到的各向异性。

关键词横波分裂；全球定位系统；断裂第四纪滑动速率；岩石圈变形；软流圈地幔流

中图分类号：P315.9；

文献标识码：A；

doi：10.3969/j.issn.0235-4975.2015.02.012

（作者电子信箱，常利军：ljchang@cea-igp.ac.cn）

沉积环境对地震动场地效应的影响研究

李铁飞

（中国地震局地球物理研究所，北京100081）

国内外震害经验和研究结果表明，场地效应是引起地表震害和地震动局部变化的重要因素，它主要受场地速度结构的影响。沉积环境是指沉积作用进行时具有的自然地理环境，它会对沉积层的颗粒大小和圆度、孔隙率、含水率等因素产生影响，从而进一步影响以沉积土壤为主的地下速度结构。因此，沉积环境会对场地效应产生一定程度的影响。

数值模拟方法可以模拟地下具有任意复杂结构的介质中地震波传播的过程，并获得地表的地震动响应，是一种常用的研究场地效应的方法，在工程抗震验算的地震动定量估计、地震震害预测等领域有重要意义。数值模拟需要以准确的地下速度结构模型为基础，模型的准确性也直接影响到模拟结果的准确性。

建立准确的地下速度结构模型需要大量的地球物理勘探资料，其中钻孔测井资料最为准确，然而其成本较高，且对于人口、建筑密集的城市，钻探难度大。因此，本文以玉溪盆地为例，分析了该地区沉积层速度结构与沉积环境的关系，发现沉积层的波速与沉积物颗粒大小、磨圆程度有明显的关联，并建立了使用钻孔中沉积环境特征明显的地层估计钻孔等效波速的方法，从而使未进行波速测井的钻孔可以被应用于场地模型的构建。

盆地效应作为一种典型的复杂场地效应，通常对地震动有显著放大作用。本文以沉积环境因素的影响为基础，建立了考虑土层横向不均匀性的玉溪盆地速度结构模型，使用数值模拟方法计算了其地表的地震动反应，分析了玉溪盆地的盆地效应：具有明显的聚焦效应及边缘效应；其位移峰值放大倍数普遍在1.2～1.6倍之间；对于地震动中周期为2s左右的成分