辽宁柳树ML4.5级地震强震记录分析

2013-12-27侯作亮郭丹阳梁永朵刘琳婷常银辉

防灾减灾学报 2013年2期

侯作亮，郭丹阳，梁永朵，金震，刘琳婷，常银辉

（辽宁省地震局，辽宁沈阳 110034）

0 引言

据辽宁省地震台网及中国地震台网测定，2012年2月2日05时16分57秒，辽宁省营口市盖州柳树镇发生ML4.5级地震，震中位置122.39°E，40.56°N，震源深度为6km。该次地震位于新构造活动分区上，该区处在辽东上升区和下辽河－渤海沉降区相交接的部位辽东上升区一侧。自晚第三纪以来地壳上升速率具有不断加速的特点，特别是近些年来，地壳运动明显活跃。区内主要断裂为北东向金州断裂、太子河断裂及北西向海城河断裂。1975年海城7.3级、1978年营口5.9级地震发生在北西向海城河断裂与金州断裂相接的构造部位，1999年岫岩5.4级地震发生在北西向海城河断裂。该区现今构造活动十分强烈，是辽宁中强震活动较活跃的地区。2月2日柳树ML4.5地震发生后，辽宁省地震局立即进行了远程和现场记录回收，获取了6个台站强震记录资料，其中震中距为17.2km的盖州台记录到的加速度峰值为138.7cm／s2。本文主要对此次地震强震记录进行了分析。

1 台站获取记录情况

1.1 观测台站

2月2日柳树ML4.5地震发生后，共有6个强震动台站获得了本次地震的记录，其中2个强震台站建在基岩上，其它4个强震台站建在土层场地上。土层台站的土层场地均做了场地勘察，进行了钻孔、剪切波速测试、土样实验等［1－2］。表1中列出了台站的基本情况。

表1 台站记录情况表

部分台站使用中国地震局工程力学研究所生产的GDQJ－Ⅱ型记录仪和SLJ－100型三分向力平衡加速度计，其它台站使用北京港震公司生产的GSMA－2400IP型记录仪和BBAS－2型加速度计。其主要性能指标见表2。

表2 仪器主要性能参数

1.2 观测记录情况

2月2日柳树镇ML4.5级地震发生后，我省理论触发台站数应为3个，实际触发台站为6个（图1），达到了国家强震动台网中心有关强震记录速报要求，并及时完成了向国家强震动台网中心数据上传工作。辽宁省强震动台站共获取了24条加速度记录。其中，盖州台和暖泉台获取的加速度峰值相对较大，分别为138.7 cm／s2和109.4cm／s2（表3）。图2为盖州台暖泉台加速峰值的波形记录。

2 强地震记录结果分析

2.1 地震波的频谱特征

我们选取震中距最近的盖州台进行谱分析。其震中距为17.2km，获得的近场最大加速度垂直向为133.09cm／s2，北南向为133.04cm／s2，东西向为138.75cm／s2，这些观测数据能够为当地的震害评估计算提供有意义的参考［3－4］。通过对盖州台的加速度记录数据进行加速度傅氏谱分析计算，反应谱的阻尼系数ξ取0.05，相应的加速度傅氏谱分析计算结果见图3。由图3可知，响水台的近场记录垂直向谱峰值在5Hz附近；EW向谱峰值在65Hz附近；北南向谱峰值在2Hz附近。

表3 获取的未校正记录结果

图1 柳树ML4.5级地震理论触发台站图Fig.1 Theoretical seismic station map by earthquake triggering of Liushu ML4.5

图2 盖州台获取的加速度记录Fig.2 Acceleration records at Gaizhou Seimic Station

图3 盖州台加速度傅氏谱Fig.3 Acceleration Fourier spectral of Gaizhou Seimic Station

2.2 用近场加速度记录推断震源机制

对地震中北侧暖泉台和南侧营口台加速度时程进行零点校正、二次积分及消除零漂后获得的位移进行时程分析，发现暖泉台垂直轴向的位移方向为负向，营口台的垂直轴向的位移方向为正向（表4）。由此推测主震的震源机制应属逆冲断层性质。从近场加速度处理结果的初动极性推测，地震运动以右旋为主。

表4 台站初动信息

2.3 记录校正

一般地，对记录的校正，主要包括带通滤波（0～30Hz）和零漂校正。对主震记录作速度、位移积分［5－6］，发现近场暖泉台和盖州台存在不同程度的零漂现象。表5给出了两个台站记录校正前、后加速度峰值的变化情况。因记录校正导致暖泉台加速度峰值最大减少为15%，而盖州台为40%。

2.4 震源参数

由表3可以看出，暖泉台和盖州台获取到的UD向加速度峰值突出，分别达到109.5cm／s2和138.7cm／s2，如此大的峰值可能是受到了断层和地形的影响。从衰减规律看，应该说响水台UD向的加速度峰值更符合规律，NS向和EW向个别台站记录峰值不符合规律，这点值得进一步研究。

表5 记录校正前、后结果

3 加速度记录分析地震烈度

中国地震局工程力学研究所的袁一凡教授，根据国内外地震资料和烈度关系的统计分析，分别给出地震加速度峰值、主频率、持续时间、反应谱等，以不同的权重进行计算，从而得出综合地震烈度［7］。本文利用袁一凡教授计算方法对响水台和西丰台加速度记录进行实际计算分析，得出综合烈度结果。表6为用不同的判定标准得出的地震烈度值。从表中可看出 “综合烈度”指标与 “震害描述”指标较为吻合。