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应用地球物理  2019, Vol. 16 Issue (3): 278-292    DOI: 10.1007/s11770-019-0776-z
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芦山沫东地震动放大特征的数值模拟研究*
韩超,余嘉顺,刘伟祖,原健龙,付小波,侯小平
成都理工大学地球物理学院,成都,610059
Numerical simulation of ground motion amplifi cation in Modong area, Lushan*
Han Chao, Yu Jiashun, Liu Wei-Zu, Yuan Jian-Long, Fu Xiao-Bo, and Hou Xiao-Ping
Chengdu University of Technology, College of Geophysics, Chengdu 610059, China.
 全文: PDF (1956 KB)   HTML ( KB)   输出: BibTeX | EndNote (RIS)      背景资料
摘要 2013 年4 月20 日发生的芦山地震造成了大量的人员伤亡与财产损失。地震灾害与地震动放大效应往往存在关系,因此研究浅表层放大效应对防震减灾具有重要意义。为此,本文通过对芦山地区浅表层震动放大效应的数值模拟与地震观测结果研究分析了芦山城区的地震动放大效应。利用分布于芦山城区的9 个地震台站所观测的“芦山地震”余震数据,以参考场址谱比法分析了研究场址的地震动放大效应。结果显示,芦山城区地震动放大主频主要集中在5−10 Hz,对应放大峰值在3−14 倍。其中位于沫东区的L07 场址放大效应十分突出,地震振幅显著的放大频段范围在5−10 Hz,平均放大峰值达到14 倍。为进一步了解放大效应的特征,我们通过被动源Rayleigh 面波勘探得到场址下方的地震横波速度结构模型,利用SH 波传递函数模拟计算了研究场址的一维和二维地震放大效应。除了L07场址,其余场址的一维数值模拟结果均能较好刻画观测的低频段地震动放大函数,但是数值模拟的放大峰值整体小于观测结果。针对L07 场址的显著地震动放大现象,开展了二维模拟。对比分析发现,二维模拟的地震动放大峰值比一维模拟结果对于解释场址观测的放大特征有显著改善,一定程度上揭示了场址的地震动放大效应与第四系沉积盆地的横向结构变化密切相关。
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关键词芦山地震   地震动放大效应   观测分析   数值模拟     
Abstract: The April 20, 2013, Ms 7.0 Lushan Earthquake was a major earthquake that followed the Ms 8.0 Wenchuan Earthquake on May 12, 2008. Frequent earthquakes have caused heavy casualties and property loss in Western Sichuan. Earthquake disasters are often closely related to the amplification effect of ground motion. Studying the ground motion characteristics of near-surface geological structures helps to understand the distribution of potential earthquake disasters. In this study, we investigated ground motion amplification in the downtown area of Lushan using numerical simulation and aftershock data from the Lushan Earthquake. Using the Lushan earthquake aftershock data from nine seismic stations distributed in the area, the amplifi cation effect of the sites was determined using the “reference site spectral ratio” method. The results show that the frequency of the ground motion amplifi cation in the area was in the range 5–10 Hz, and the corresponding amplifi cation peak was from 3 to 14. Among the study sites, the amplifi cation (14 times) at L07 was the most prominent. To study further the amplification characteristics, shear-wave velocity models for the structures under these sites were established using passive-source Rayleigh surfacewave exploration. One-dimensional (1D) and two-dimensional (2D) seismic amplification effects were simulated using horizontally propagating shear-wave modeling. Except Site L07, the 1D simulation results of each site well refl ected the variation feature of the seismic amplifi cation on the frequency band below the observed peak frequency, although the overall simulated amplifi cation peaks were smaller than the observed results. The 2D simulation of the remarkable amplifi cation phenomenon at L07 was in better agreement with the observation result than was the 1D simulation, indicating that the seismic amplifi cation in the Modong area is infl uenced by lateral variation of the Quaternary sediments.
Key wordsLushan earthquake   seismic amplifi cation   observation and analysis   numerical simulation   
收稿日期: 2018-12-28;
基金资助:

本研究由国家自然科学基金项目(编号:41774059)和四川省科技计划项目(编号:2018JY0005)资助。

通讯作者: 余嘉顺(E-mail: J.Yu@cdut.edu.cn)     E-mail: J.Yu@cdut.edu.cn
作者简介: 韩超,现为成都理工大学地球物理学院博士研究生。2013 年毕业于成都理工大学,获理学学士学位;2016 年毕业于成都理工大学,获理学硕士学位。主要研究方向为地震学和近地表速度结构成像。Email:122763458@qq.com
引用本文:   
. 芦山沫东地震动放大特征的数值模拟研究*[J]. 应用地球物理, 2019, 16(3): 278-292.
. Numerical simulation of ground motion amplifi cation in Modong area, Lushan*[J]. APPLIED GEOPHYSICS, 2019, 16(3): 278-292.
 
没有本文参考文献
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