基于观测记录的大阪盆地放大效应的研究

刘可卿

(苏州科技大学 江苏省结构工程重点实验室，江苏 苏州 215011)

0 前 言

Yoojoong Choi等[1]已经通过4种不同的模型讨论在不同的残差公式和V30衰减关系共同考虑的情况下，研究了CBL和DBL计算的残差随覆盖层厚度变化的规律。其中他们发现，尤其是对于长周期而言，CBL对覆盖层厚度的依赖性更强，且呈现更好的相关性。基于他们的研究，发现大阪盆地陆地基于的覆盖层厚度要比美国洛杉矶盆地小许多，其所选取的残差分析公式[2]并不普遍使用用于全世界所有地震高发地区，且不同周期的放大倍数随覆盖层厚度关系并不能一概而论，其研究具有一定的局限性，所以本文选取大阪盆地附近的地震作为研究模型，大阪盆地的覆盖层厚度与洛杉矶盆地大为不同，要小很多，以此来探寻对于CBL和DBL的结论是否普遍适用，且细分不同周期CBL与DBL放大倍数与覆盖层厚度的相关性。

1 基础数据

由于日本是地震活动的多发区，也同时具有最先进密集的地震网络分布，所以本文选取有代表性的日本大阪盆地作为研究对象，计算所选取的记录采用K-NET(Kyoshin network)和KiK-net(Kiban Kyoshin网络)强震地震仪网络收集到的日本全国各地的强震台网数据。

为了确定合适地震数据[3]，我们选择了地震发生时间范围为近30年左右(1997.01—2018.12)大阪盆地不同震级(M4.0-M8.0)的地震，且每次地震触发盆地内的台站响应基本上都在10个台站以上，震源经纬度坐标：经度为135.685°～137.292°,纬度为33.03°～35.662°。

记录收集汇总后，满足条件的有9个K-NET和4个KiK-net台站记录到的40次地震，一共1 440条记录。

2 盆地放大倍数和覆盖层厚度的关系

经过数据的筛选后的加速度时程记录，用来计算各个太寒场地响应的实测值。文中用来判断地震动强度指标的参数是各个周期下的加速度反应谱Sa(T)，它的数值等于两个水平分量的加速度反应谱值的几何平均值即：

(1)

图1为大阪盆地CBL和DBL的覆盖层厚度和放大倍数。

(a)

本文也考虑了V30对于地震波衰减关系的影响，分别提取了0.2、1、3 s周期对应下的加速度反应谱比，将散点采用分段线性拟合的方式拟合出不同覆盖层厚度段的关系曲线。得出在周期为0.2 s时，CBL和DBL均是先随覆盖层厚度的增加而增加，到达一定的覆盖层厚度放大倍数随覆盖层厚度减小。CBL开始出现转折是在800 m，而DBL出现转折是在1 200 m，上升趋势的阶段，CBL比DBL呈现出更好的相关性。在周期1 s出现转折，CBL几乎就是一条上升曲线，放大倍数随覆盖层厚度的增大而增大，且相关性良好；而DBL在1 s出现大转折，800 m之前与覆盖层厚度无关，从800 m起与覆盖层厚度呈现良好的相关性，此时相关性仍低于CBL。在周期3 s,CBL和DBL在长周期呈现出在覆盖层厚度1 200 m以内，放大倍数与覆盖层厚度弱相关，1 200 m以后与覆盖层厚度呈现强相关性，但CBL在长周期的相关性要略好于DBL。

3 结 论

CBL和DBL的放大倍数与不同盆地机制，不同覆盖层厚度的深度和不同周期都有关系，短周期的CBL和DBL与覆盖层厚度非并无关系，在800 m内的覆盖层厚度内是有相关性的，在1 000 m后甚至呈现负相关；出现与覆盖层厚度的弱相关性是在1 s这个周期点，尤其是对于CBL来说，但是对于DBL反而是有良好的相关性；对于长周期而言，CBL也并非全覆盖层段都呈现良好的相关性，在1 200 m以内的放大倍数与覆盖层厚度呈现弱相关性，1 200 m之后呈现强相关性，DBL也类似的趋势，只是放大倍数略低于CBL。不同盆地的震源机制不同，覆盖层厚度不同，得到的放大倍数和覆盖层厚度有显著的差异性[4-5]，对于不同周期的地震动的放大不可忽视。

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