均位错 、 平均 滑动 时间 、 滑动 方 向 、 均破 裂 速度 、 平 破裂
的强震观测资料进行统计分析 ， 在这一系列的大地震 中， 有价值 的台阵记 录并 不 多 。另外 ， 由于地 震 动 的空 间变化受 震源 、 播 途 径 、 地 条 件 等 因素 的 影 响 ， 传 场 根 据 对不 同台 阵的强震记 录 得 到 的描述 地 震动 统计 空 间 相关性相 干 函数 模 型 也存 在 着 很 大差 别 ， 用 的 应 时候很难 确定 哪一种模 型 比较合理 ， 因而文 献 ［ ］ 工 ６从 程应用 出发 ， 多个 相 干 函数 模 型 的相 干值 的平 均 建 取 立 了一个 新 的模 型 。 由于 不 同 因素对 空 间相 关 性 的影
响程度 不一 样 ， 一些 学者 提 出 了能 考 虑诸 多 因素 影 响 的相干 函数模 型 ＩＪ但 是 ， ９， 直接 从 地震 记 录 中区分 各 种 因素的影 响 很 困难 。因 此 ， 些 学 者 尝试 从 理 论 分 一 析和 数 值 模 拟 的 方 法 来 分 析 各 因 素 对 相 干 函 数 的 影响 。 。 随着震 源破 裂 过 程研 究 的发 展 ， 种考 虑 震 源 破 一
２ 中国地震局 工程力学研究所 ， ． 哈尔滨
２５ １ ； １０ １
１０ ８ ） ５０ ０
摘 要 ：基于运动学震源模型， 以弹性半空间作为传播介质模型， 采用显式有限元数值模拟方法进行强地面震动
数值模拟 ， 根据模 拟结果考察 了震源深度 、 断层破裂子源 大小 、 裂速度和断层 走 向等震 源参数对地 震动相干 函数 的影 破 响， 结果表明 ： 震源深度和断层走向对相干 函数的影响较大。并根据统计结果给出了一个基岩地震动的相干函数模型 。 关键词 ：震源参数 ； 弹性介质 ； 地震动空间变化 ； 相干函数
１ 运 动学 震 源 模 型
基 岩 的地 震动 空间 变化 规律 受有 限断层 破 裂和 弹 性 传播 介质 的影 响。本文 采用 位 错模 型模 拟 断层 的破 裂运动 ， 以弹性半空 间作 为传 播 介质 模 型 ， 数值 方 法 用 求解位 错产生 的地震 动 。
动的空 间相关 性 的 研 究 ， 展 不 大 ， 其 原 因 ， 究 地 进 究 研
振
动
与
冲
击
Ｖｏ． ９ １２ Ｎｏ ７ Ｏｌ ２ Ｏ
．
第２ ９卷第 ７期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＲＡＴ ＯＮ Ｂ Ｉ ＡＮＤ ＨＯＣＫ Ｓ
震 源 参 数 对 地 震 动 相 干 函数 的 影 响
丁海平 ，宋贞霞
（． １江苏省结构工程重点实验室 （ 苏州科技学院 ） 江苏苏州 ，
方式 和初始破 裂点位 置 等 。其 中大 多数 震源 模 型参数
可 以通 过地 震 勘 探 和地 震 记 录 的反 演 统 计 关 系 得 到 ，
如断层 的走 向 、 向和倾 角 、 动 角等 ， 诸 如 断 层 的 倾 滑 而 长度 和宽度 、 均 位 错 ］平 均 滑动 持 时 等则 可 以 平 、
２ １ 计算模 型 ．
本 文假定 的基 岩 地 震 动 三 维 计 算 模 型 如 图 １所 示： 采用 垂直均 匀走 向滑动 断层模 型 ， 断层 长度 为 １ ８
利用 强地震 动 场 的数 值 模 拟 结 果 ， 行 地 震 动 空 间相 进
关性 的研 究 ， 不失 为一 种有效 的方法 。 本文将 基于 运 动 学 震 源 模 型 ， 据 不 同震 源 参数 根
由统计 关 系式得 到 。
本文将 主要考 察震 源 深度 、 断层 破 裂子 源 大小 、 破
裂速 度 和断层走 向对地 震动 相干 函数 的影 响 。
２ 计算方法
地震 动的数 值计算 方法 采 用显 式 有 限元 结合 并行 计算 技术 ＿ １ 。为减少 计 算 量 ， 断层 所 在 区域 与 有 限 将 元计 算 区域分 离 ， 用 移 动位 错 源 在 全 空 间辐 射 的地 利 震 波作 为入射波 施加 到计算 区域 中。
（ 裂 面积 、 度 、 度 、 藏 深度 、 破 长 宽 埋 断层 的走 向和 平 均
破 裂速度 ） 的强地 面震 动数值 模 拟结 果 ， 算 基岩 场 地 计
ｋ 宽度为８ｋ 倾角 ＝ ０ ， ｍ， ｍ， ９ 。上升时间为０４ ， ．５ 平均 ｓ 位 错为 ０ ４ Ｉ设初 始破裂点 位 于断层 的左端 ， ．５Ｉ， Ｔ 以单 向 破裂方 式 向右端破 裂 ， 中 Ａ。 线段 为 有 限 断层 上边 图 缘Ａ Ｂ在地表的投影。为满足计算精度 、 稳定性 和 模拟地震动结果输出统计需要 ， 有限元计算区域取 ８ ＝ ｂ ０ ｍ， ３ｋ 介 质 波速 为 ３００ｍ ｓ计 算单 元 ＝１０ｋ Ｃ＝ ｍ， ０ ／ ， 形状采用正六面体 ， 边长为 ５ 数值模拟的地震动频 ０ｍ， 率可 达到 ３ ０ Ｈ ， 间步距 取 Ａ ＝ ． ０ 。 ． ｚ时 ｔ ０ ０ ５Ｓ
中 图分 类 号 ：Ｐ １ ． ３５９ 文 献标 识 码 ：Ａ
近 ２ ０年 来 全 球 发 生 了 一 系 列 破 坏 性 地 震 ， ： 如
１９ ９ ４年 美 国 Ｎ ｒ ｒ ｇ ｏｔ ｉ ｅ地 震 、９ ５年 １本 Ｋ ｂ ｈｄ １９ ３ ｏｅ地 震 、 １９ ９ ９年 台湾集集 地震 和 中国 ５ １ ．２汶川 地震 等 ， 根据 收 集 到 的大 量强震 记 录 ， 地震 动 特征 ， 别是 近 断层 地震 特 动特征 的研 究 得 到 了很 大 的发 展 ¨ 。然 而 ， 关 地 震 有
裂机制 与传播 效应 的强地 震 动 场建 模 理论 与数 值计 算 方法 已成 为 当前 研究 的一 个 新 的 方 向， 取得 较 大进 并 展 － ］ １ １。该方 法 能够反 映 震源 、 ６９ 传播 途 径 和局 部 场地 条件 的影 响 ， 能够 揭示 强地 震 动 场 的分 布规 律 。因此 ，
震 动时空 变化 的方法 主要 是通 过 对强 震 观测 台阵得 到
运 动学震 源模 型 中 ， 述 断 层 特征 的几 何 参 数 主 描 要包括 断层 的破裂 面 、 长度 、 度 、 藏深 度 、 宽 埋 断层 的 走 向和倾 角 ； 述平 均破 裂过 程 的参 数包 括 地震 矩 、 描 平