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研究亮點(diǎn)

海域近斷層脈沖型地震動(dòng)特性——以2016年 Mw6.0 日本Off-Mie地震為例

發(fā)布時(shí)間： 2023-12-01 點(diǎn)擊數量：8028
研究背景：
隨著(zhù)沿海經(jīng)濟的發(fā)展，許多跨海大橋和石油平臺相繼建成。盡管海域和陸域地震動(dòng)存在差異，特別是近斷層地震動(dòng)，但陸域地震動(dòng)記錄仍被用于海洋結構的抗震分析。因此對海域地震動(dòng)特性的探究很有必要，雖然已有一些研究對海域地震動(dòng)特性進(jìn)行了探討，但對海域近斷層地震動(dòng)，特別是海域脈沖型地震動(dòng)的研究仍然很少。本研究識別并提取了2016年日本Off-Mie地震(Mw = 6.0)的海域脈沖型地震動(dòng)，并探討了海域近斷層脈沖型地震動(dòng)的特性。
研究方法及結果：
分析了2016年日本Off-Mie Mw 6.0地震的海域近斷層地震動(dòng)特征。將海域近斷層地震動(dòng)的PGA、SA、PGV、DS5-75和DS5-95與陸域預測模型進(jìn)行對比。將阻尼比為5%的歸一化反應譜下的海域近斷層地震動(dòng)與中國、美國和日本的設計譜進(jìn)行了比較。利用HHT方法識別和提取了海域脈沖型地震動(dòng)（圖1），分析了這些海域脈沖型地震動(dòng)的脈沖參數特征、時(shí)頻特征和反應譜特征。一些值得注意的發(fā)現包括:
1） 在0.5 ~ 5.0 s周期內的SA值以及PGV值通常高于陸上經(jīng)驗關(guān)系預測值。相比于Off-Mie地震事件的海域地震動(dòng)歸一化反應譜，中國、美國和日本抗震設計規范的設計譜都低估了海域近斷層地震動(dòng)的最大譜值；無(wú)脈沖效應的海域近斷層地震動(dòng)顯著(zhù)持時(shí)大于陸域模型的預測值（圖2）。
2） 與陸域脈沖型地震動(dòng)比較，Off-Mie地震的海域脈沖型地震動(dòng)的脈沖周期大于相同震級的陸域脈沖型地震動(dòng)。當斷層距小于20 km時(shí)，海域脈沖型地震動(dòng)的脈沖幅值超過(guò)選取的陸域脈沖型地震動(dòng)的脈沖幅值。
3） Hilbert譜分析表明，海域脈沖型地震動(dòng)的主要頻率范圍為0 ~ 4 Hz，低于陸域脈沖型地震動(dòng)的主要頻率范圍。四分之三的海域脈沖型地震動(dòng)記錄的動(dòng)力放大系數最大值對應的周期長(cháng)于設計譜的特征周期。在中長(cháng)周期段，海域脈沖型地震動(dòng)記錄的動(dòng)力放大系數大于陸域脈沖型地震動(dòng)記錄（圖3）。

該成果發(fā)表在國際期刊《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》（Jinjun Hu*, Longbing Ding, Xutong Zhou, Mingji Liu, Jingyang Tan. Offshore near-fault pulse-like ground motions: An insight into the DONET1 seafloor ground motions from the 2016 Mw6.0 Off-Mie earthquake in Japan. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2024, 176: 108326. DOI: https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2023.108326）（IF：4.0，*通訊作者）。


圖1 部分海域脈沖型地震動(dòng)記錄：（a）KME17臺站，（b）KME18臺站，（c）KME19臺站，（d）KME20臺站

圖2 2016年Mw6.0 Off-Mie地震的顯著(zhù)持時(shí)與陸域GMPEs的比較:(a) DS5-75和(b) DS5-95

圖3 (a)陸域設計譜、海域和陸域脈沖型地震動(dòng)記錄的水平向歸一化反應譜; (b) 陸域設計譜的水平向歸一化反應譜與海域和陸域脈沖型地震動(dòng)記錄的水平向歸一化反應譜的均值


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