有限断层地震波辐射能估算及其在合成强地面运动中的应用

详细信息   

• 责任者：孟令媛^c中国科学院研究生院^e在读博士研究生 ; 史保平
• 刊名：地震学报
• 出版年：2011
• 卷期：33^b5
• 关键词：断层 ; 弹性波 ; 震源 ; 地面运动20^a地应力 ; 数学模型 ; 数值模拟
• 页码：637～649
• 索书号：P263.066/208-1
• 图表：^c表1参25插图
• 分类号：1410
• 文摘期号：2012/06/b

摘要

对有限断层地震波能量辐射的估算，通常采用断层面上子源能量的逐点求和方法。基于Brune圆盘模型，Anderson推导出有限断层地震波能量辐射S波的求解公式，即m>Em>^Ab>Sb>=0.233（Δσb>db>/Δσb>sb>）m>Mm>b>0b>Δσb>sb>/μ。其中m>Mm>b>0b>为断层面上地震矩，m>μm>为剪切模量，Δσb>db>和Δσb>sb>分别为动态应力降和静态应力降，并指出在复合震源模型强地面运动预测应用中Δσb>db>＞2Δσb>sb>以满足能量守恒。Rivera和Kanamori则从能量辐射表象定理出发，给出了有限断层中辐射能量的积分表达式，明确地指出了逐点求和所存在的问题。依据该积分表达式，该文推导出了复合源模型中新的辐射能完整的求解方法，指出Anderson方法实为断层面上点源辐射能量的简单叠加求和，后者则充分考虑了断层面上任一点在任一时刻能量传播过程中受到的断层面上所有位移破裂路径的交互影响。以1976年唐山m>Mm>b>Wb>7.6地震为例，应用上述方法分别计算了有限断层模型的辐射能量及近场强地面运动，如质点运动加速度，速度。结果表明，如果模型参数满足Δσb>db>＞2Δσb>sb>时，由该文给出的求解方法计算所得到的地震波辐射能已远远超出实际的辐射能量值，直接导致了对近场强地面运动参数如质点速度、加速度等的过高估算。因此，Zeng等和Anderson工作的局限性是非常明显的:地震矩守恒以及非物理的Δσb>db>/Δσb>sb>＞2无法准确地预测近场地面运动。未来工作中，对于有限断层模型的建立，在地震矩守恒这一约束条件的基础上，远场和近场能量解(或视应力)将可作为另一个重要的约束条件，为强地面运动的模拟提供一个更为恰当的求解方案。