随机有限断层法模拟乌鲁木齐县-昌吉市MS5.6地震的地震动

孙吉泽俞言祥中国地震局地球物理研究所，北京 1000812）新疆维吾尔自治区地震局，乌鲁木齐 830011

随机有限断层法模拟乌鲁木齐县-昌吉市MS5.6地震的地震动

孙吉泽1，2）俞言祥1）
1）中国地震局地球物理研究所，北京 100081
2）新疆维吾尔自治区地震局，乌鲁木齐 830011

由于大震复发周期较长，很多区域较难遇到，所以越来越多的工程项目开始关心近场中强震的破坏。中强地震的地震动模拟主要受到断层破裂面上距场地近的、局部的有限部分影响，高频成分丰富，持时一般较短；考虑到地震破裂的不均匀性和传播过程的随机性，在模拟近场中强震时，往往采用随机法进行模拟，随机有限断层方法是目前发展比较成熟的方法之一。

有限断层模型中，一般将震源取为长方形破裂面，将断层面沿走向和下倾方向划分为若干子源，每个子源赋予相应的错动量。破裂以一定的破裂速度从起点向外传播，破裂到达某一子源中心时，该子源被触发，破裂过程由破裂起始点位置和破裂传播速度控制；当记录场点向震源体靠近时，该点只受到整个错动面距其较近处的局部有限断层的影响，将各子源的地震动以一定的延时在时间域进行叠加，就获得了场点上总的地震动。为了约束断层的总辐射能和保证总地震矩守恒，有限断层法引入了动态拐角频率和脉冲百分比，认为后破裂的子源比先破裂的子源具有更低的拐角频率，子源拐角频率随破裂面增大而下降，在破裂发生的任一时刻，滑动只发生在部分断层上。

以2013年3月29日新疆乌鲁木齐县与昌吉市交界处发生MS5.6地震为例，建立随机有限断层震源模型，进行地震动模拟。根据Havard CMT结果，本次地震震中位于43.52°N，86.96°E，震源深度38.5 km，断裂类型为走滑断裂，震中位于依连哈比尔尕断裂附近，该断裂全长约374 km，呈SW倾，倾角40°～70°之间，震源错断以倾滑逆断为主。地震矩震级为MW5.4，断层破裂面走向167°，倾角51°，破裂面上沿距离地表38.5 km。根据Wang Haiyun等人的统计结果确定断层参数：

断层面积S：lgS=MW－4.05=22.4 km2

长度L：lgL=0.5MW－1.9=6.3 km

宽度W：W=S/L=3.6 km

滑动量：lg =0.5MW－1.35=22.4 km

划分子源尺寸为1 km×1 km，则断层面被划分为6×4源。根据刘建明等人研究成果确定传播路径参数：

品质因子选为北天山场地反演结果：Q（f ）= 465.2f0.53

近地表放大函数选用北美基岩放大函数，几何扩散因子和路径持时分别为：

利用上述参数模拟距震中50 km 永丰乡的地震动，并与记录到的实际地震动作对比（图略）。

对于中强地震的近场强震动，主要关心高频特征，从模拟结果来看，1 s期范围内模拟的平均PSV场地记录结果拟合较好，说明通过已知的震源参数建立的有限断层模型是比较可靠的。对缺乏近场地震记录的地区，可以通过建立有限断层模型进行地震动模拟，将会对重大工程和地震危险性评估提供可靠的资料。