考虑地震波输入差异的二维兰州盆地地震效应研究

摘要

利用谱元法和多次透射边界相结合的数值模拟方法，探讨了不同地震波输入时，具有大盆地内嵌小盆地特征的二维兰州盆地构造对地表地震波传播、地表峰值加速度(PGA)及其放大系数，以及频域放大特征等影响，分析了地表地震动的放大特征与盆地横向不均匀构造之间的关系。结果表明：1)当输入波的卓越频率接近小盆地最深处的一阶自振频率时，小盆地发生整体共振现象，进而显著改变地震动或放大系数的分布特征。大盆地边缘形成的次生面波在进入更为松散的小盆地时分化为波速差别显著的两阶面波，且盆地较陡一侧边缘形成的面波强度更大。2)无论何地震波入射，盆地内的最强烈地震动集中于小盆地边缘区域，大盆地较陡一侧边缘上方的区域是次强烈地震动放大区，而盆地基底倾角较缓的一侧边缘区域基本无边缘效应。3)兰州盆地基底形状对地震动的分布特征影响强烈，盆地地表地震动的放大系数受输入波的影响明显。4)水平和垂直分量的地震动及放大系数分布特征差别显著，垂直分量上在大盆地较陡一侧边缘及小盆地内形成两个显著放大区，最强烈放大效应区域靠近小盆地中心，而水平分量上的强烈放大区域主要出现在小盆地内的边缘区域。此外，地表不同位置处的频域放大特征也存在明显差别。

关键词

谱元法 / 透射边界 / 兰州盆地 / 平面波入射 / 地震效应