论文部分内容阅读
地震动受震源(断层破裂)、传播介质(地壳介质)和场地(土层结构、地形地貌)的影响。自1985年墨西哥地震以来,相关学者逐渐意识到地表沉积层对基岩输入长周期地震动的振幅有显著影响,持时明显增大,即场地效应。强地面运动的模拟及预测,有助于提高城市的抗震减灾能力、减少人员的伤亡和降低经济损失,为城市地震应急工作提出指导性意见。而精确的沉积层三维速度结构模型是模拟及预测长周期地震动的关键一环。本文以玉溪盆地三维速度结构建模为例,提出了一个包含数据预处理、模型建立、模型修正和模型检验的建模过程。因为对于同一位置,使用钻孔与地震勘探分别获取的剪切波速度之间存在很大的偏差,所以本文基于各类数据间不同的可信度,给出消除各类数据之间速度偏差的折减函数。另一方面,浅层速度结构模型是基于地质和地球物理勘探数据所建立的。相比于钻孔和地震测线勘探等其他建模数据,地脉动数据的获取更加经济和方便。自1971年Nogoshi提出利用由单点三分量检波器获取的地脉动数据计算水平与垂直向地脉动的傅里叶谱(H/V谱),单点地脉动H/V谱已被广泛反演浅层速度结构。而理论地脉动H/V谱的模拟是采用单点地脉动H/V谱反演浅层速度结构模型的基础。本文利用面波在层状半空间介质中传播理论推导出的理论面波H/V谱,模拟玉溪盆地内场地A和B的地脉动H/V谱。通过分析面波H/V谱的特征,本文发现面波H/V谱的波峰频率与地脉动加载源无关,而面波H/V谱的振幅与地脉动加载源有关。同时为减少地脉动H/V谱反演结果的误差,本文认为波峰频率附近的地脉动H/V谱波形不适于反演速度结构。此外,在人为干扰较小的情况下记录的地脉动数据更适用于单点地脉动H/V谱的反演。通过对面波H/V谱灵敏性的分析,本文发现在0.1-5Hz范围内,地脉动H/V谱反演的最优区间位于地脉动H/V谱的波峰和波谷频率之间。在速度模型修正的过程中,基于以获取的地脉动数据,为避免以往模型修正对地震波形数据的依赖以及更好地模拟地脉动H/V谱等复杂问题,本文提出了一种改进的模型修正方法,即根据基阶Rayleigh波H/V谱与实测地脉动H/V谱形状变化相似的原则,对模型进行修正。修正依据:在玉溪盆地中,单个地脉动测点所在位置处的地下速度结构中各沉积层面的深度均增加约15m时,由该点的地下速度结构得到的基阶Rayleigh波H/V谱的波峰周期和波谷周期均增加约0.1s,且波峰周期和波谷周期分别由盆地内沉积层的深层和浅层的速度结构控制。由于地脉动数据获取较方便,因此该模型修正方法具有广泛的适用性,同时由该模型修正方法修正后的玉溪盆地三维速度结构模型经检验具有较高的准确度。