地震破裂方向性效應(yīng)研究

丁志華 周 紅

（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

近斷層強地震動的研究是跨越理論地震學(xué)和地震工程學(xué)的重要課題，是強地面運動研究的主要內(nèi)容之一，是造成建筑物破壞的主要動力，造成一系列地質(zhì)災(zāi)害，人員傷亡的主要原因，也是保障人類社會穩(wěn)定和發(fā)展、減少地震災(zāi)害的迫切需求。因此，地震動的研究具有重要意義，而地震方向性效應(yīng)是近場地震動的一個典型特征，因此，地震方向性效應(yīng)的研究尤為重要。只有知道地震破裂方向性效應(yīng)產(chǎn)生的原因，了解地震方向性效應(yīng)，才可以更好的了解和研究地震動過程，更好的為地震學(xué)和工程地震學(xué)服務(wù)。

一些強地震數(shù)據(jù)顯示,強地面運動的振幅并不完全按照隨震中距的增加而逐漸衰減的規(guī)律,而是在某個震中距較大的方向,幅值較高,而相反震中距較小的方向,幅值較低,這便是地震方向性效應(yīng)。地震方向性效應(yīng)是在一定破裂速度條件和震源機制下,斷層的破裂傳播效應(yīng)與震源輻射模式共同作用的結(jié)果。

在進行地震方向性效應(yīng)的研究中,構(gòu)造地震斷層模型,對介質(zhì)進行標準化處理后各個介質(zhì)參數(shù)為：ρ=1，λ=μ=1，運用譜元理論程序進行計算，模擬地表接收到的地震破裂,繪出地表地震破裂圖，來研究不同參數(shù)對于地震方向性的影響。

首先以汶川地震為例，按照汶川地震斷層規(guī)模對斷層進行分塊處理，輸入反演得到的汶川地震震源時時函數(shù)，模擬汶川地震的地震方向性效應(yīng)特點，并根據(jù)汶川地震的地震災(zāi)害及人員傷亡情況證實方法的正確性.然后用此方法來研究不同的模型參數(shù)對地震方向性的影響.主要從以下幾個方面進行了研究：

（1）地震斷層類型:通過研究不同傾角的斷層，來模擬地表接收到的地震破裂，對比地震斷層傾角不同對于地震方向性的影響，通過研究發(fā)現(xiàn)，斷層的傾角對地震方向性效應(yīng)有較大的影響，同時，斷層不同傾角對于三分量的影響大小也有差異。

（2）地震破裂傳播速度：當斷層的破裂速度接近于剪切波速時，在破裂前方,能量積累，達到持續(xù)時時短，而峰值較大的脈沖，而在背離破裂方向的場點,能量分布平勻，持續(xù)時時長，峰值較小。通過研究,隨著速度逐漸接近于剪切波速，地震動的峰值大小不同，而對于不同的方向分量影響也有所不同。

（3）地形：為了研究地形對地震方向性的研究，考慮水平地形，階梯地形兩種模型，分別模擬這兩種地形的地表地震破裂圖，分析對比破裂圖的區(qū)別，了解到地形對于地震方向性有也有一定的影響。

（4）震級：震級是地震釋放能量的體現(xiàn)，而能量直接體現(xiàn)在破裂上，因此輸入不同的震級信息，對比了不同震級的地震的方向性特征，發(fā)現(xiàn)地震方向性效應(yīng)是否出現(xiàn)，是否明平與震級有關(guān)。

通過研究發(fā)現(xiàn)，地震方向性效應(yīng)是諸多因素共同作用的結(jié)果，除了上述幾項，還與很多其他參數(shù)有關(guān)系，如震源深度，斷層破裂方向與場點夾角等等，后續(xù)將繼續(xù)進行研究。地震方向性效應(yīng)是一個多因素共同作用的結(jié)果，只有更好的了解其產(chǎn)生的原因，以及各個部分對地震方向性效應(yīng)影響的大小，才能更好的了解地震方向性效應(yīng)。地震方向性效應(yīng)研究意義重大，在模擬近斷層地震動時，需要充分考慮地震方向性效應(yīng)，這樣才能更好的預(yù)測地震動，進行地震學(xué)與地震工程學(xué)研究，為各學(xué)科服務(wù)。