地震波时频反应谱分析方法的初步研究 - 图文

硕士期间发表和完成的论文【ｌ】ＬｕｏＱｉｆｅｎｇＬｉＳｈｉｄｏｎｇ．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａＳｅｉｓｍｉｃＡｃｔｉｖｉｔｙ，ＰＲＣ．ＵＳ【２】【３】【４】【５】ＬＵＯ［６１ｗｏｒｋｓｈｏｐｏｎｓｅｉｓｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓ＆ｄｅｓｉｇｎｏｆｓｐｅｃｉａｌＢｒｉｄｇｅ．２００２李仕栋罗奇峰，非活动隐伏断层对结构地震反应的影响，自然灾害学报，２００３，Ｖ０１．１２，Ｎｏ．４，２５－２８李仕栋罗奇蜂，反复荷载作用下考虑粘结滑移的框架分折方法，中国地震学会第九次学术大会论文摘要集，地震出版社罗奇峰、石春香等，中国近４年结构抗震进展介绍，地震学报（中文版），２００３，Ｖｏｌｔ２５，Ｎｏ．６，６３７－－６５２Ｑｉ－ｆｅｎｇ，ＳＨＩＣｈｕｎ－ｘｉａｎｇ，ｅｔａ１．，Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａ．ｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｉｎＣｈｉｎａｉｎｒｅｃｅｎｔｆｏｕｒｙｅａｒｓ?ＡＣＴＡＳＥＩＳＭＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡ（ＥｎｇｌｉｓｈＥｄｉｔｉｏｎ）。２００３，Ｖ０１．１６，Ｎｏ．６，６５６－－６７５李仕栋罗奇峰，不同倾角断层对场地动力放大效应的分析，地震研究（待刊）地震波时频反应谱分析方法的初步研究第一章绪言中国地震简介及时频反应谱的引入１．１中国地震简介中国是一个多地震国家，在过去的一千年里发生了许多次大地震。１５５６年１月２３日在陕西省境内发生的关中大地震中，死亡人数高达８３０，０００人。１９７６年河北省唐山发生了７．８级地震。这次地震使一个超过百万人口的现代化城市毁于一旦。震中的唐山市被夷为平地，震害波及天津、北京、秦皇岛等重要城市。这次地震造成２４｜２万人死亡，１６．４万人重伤，倒塌民房６３０万间，直接经济损失达１００亿元。过去的五十年内，震级超过７．０级的强震中国境内共发生了５ｌ起。因此如何预测地震，如何减轻地震带来的损失是地震工作者的主要目标。本节中作者将简要介绍中国地震的近年研究工作的情况…。１．１．１主要的地震带和地震事件基于对地震事件和地壳构造情况的研究，中国境内共划分出７个主要地震带，分别是东北地区、华北地区、华南地区、台湾地区、南中国海地区、新疆地．区以及青藏高原地区（见图１—１）。相形之下，在台湾地区、新疆地区和青藏高原地区发生的地震强度非常强，并且发生的频率也非常高；华北地区地震强度非常强，发生频率很高：华南地区发生的地震其强度虽然比较高，但是发生的频率相对较低；东北地区和南中国海地区，地壳运动并不是非常活跃，在这两个地区发生的地震一般强度较弱，而且发生的频率也不高。台湾地区位于太平洋板块的西边界，隶属于环太平洋地震带。南中国海地区则主要受到菲律并板块的影响。除了在这两个地区发生的地震外，其他地震大都属于内陆地震。一些美国的地震工作者也因此把中国归入内陆地震区ｌ上Ｉ。划分地震带的方法还有很多。例如，有的地震工作者把中国划分为四个地震活动带，第一个活动带是台湾：第二个是西藏和印度交界这一带，包括西藏、云南和四川省；第三个是新疆，特别是它的西部和南疆：最后一个地震带是南北地震带，包括宁夏、甘肃、陕西从北往南延伸，已故地震学家李善邦先生也称之为中国的“中枢地震带”。（见图ｌ－１）从ｔ９００年至今，我国境内发生了数以百计的强烈地震，其中八级以上的特大地震共有９次。图１．２中列出了从１９０１至１９５０年我国境内发生的所有震级１Ｍ≥４二的地震震中分布情况。４根据作者收集的资料，在过去的５０年内我国境内发生的七级以上的地震共５１起，其中各个地震带发生的强震次数见表１－１。从图ｌ－２和表ｌ－ｌ中我们可以看出我国地震的区域分布特性。表１－１过去的５０年内Ｍ主７．０强震在各个地震带的分布情况地震波时频反应谱分析方法的初步研究从表１一ｌ中我们可以看出，青藏高原地区和台湾地区是我国强震发生频率最高的地方。但是由于青藏高原地区地广人稀，很多地震发生在荒无人烟的地方，所以这些地震很少造成严重的灾难。例如，２００１年１１月１４日１７时２６分，在新疆、青海交界处发生的昆仑山地震，面波震级达到８．１级，是建国以来我国大陆震级最大的一次地震。幸运的是，震中位于荒郊野外，并且原定跨越该地震带的青藏铁路当时正在建设之中，因此该地震并未造成很大的生命财产损失。图１－１中国地震烈度区划图”。地震波时频反应谱分析方ｊ去的初步研究但是对于人口稠密的华北地区而言．如果发生类似的地震，就会造成无可估量的损失。１９７６年７月２６日唐山地震用几十万生灵的鲜血和生命向我们地震工作者敲响了警钟。图１。从１９０ｌ至ｌ蛳年震级凹２４丢的地震震中分布图１．１．２地震发生的周期早在３８００年前，中国就有了关于地震的文献记载（公元前１８３１年首次在中国留下了地震文字记载，见“竹书纪年”），从这些文献中我们可以推测出当时地震活动的一些情况。图ｌ－３给出了中国不同地震区地面活动的活跃期和间歇期ｐＪ。从图中可以看出，对于同一个地区，活跃期和间歇期交替出现的频率基本相同，但是不同区域的频率就各不相同。华北地区、华南地区、台湾地区和青藏高原地区，活跃期的长度大致为３００～４００年，新疆地区约为１００年左右，而在台湾地区这个周期只有几十年。从图１．３中还可以看出，中国目前各个地震带均处于活跃期。公式ｆ１．１）给出了震级和频率关系的表达式：培Ｎ＝口一６Ｍ（１一１）其中肘为震级，Ⅳ是震级为肼的地震的发生次数，口和６为常数。图ｌ一４ｔ”从图１．３和图ｌ－４中我们可以看出，活跃期较短（１００年左右或者更短）的Ｚ给出了主要地震带震级和频率关系曲线。地震区带口和６值较高，分别为５．Ｏ～６．５和Ｏ．６０～Ｏ．７５，如台湾东部、青藏高原南部和中部、新疆中部等地区；活动期塔３００～４００年的地震区带ａ和６值较低，分别为３．５～５．０和Ｏ．４０～Ｏ．６０，如华北、青藏高原北部、台湾西部等地区。另外，从图中还可以看出，绝大部分地震区的重复率曲线在Ｍ轴上的截距都在８妄级附近，说明我国绝大部分地震区在每个活动期中都可能发生８级以上的地震。