李小軍：中國地震局工程力學研究所

汶川地震強震動觀測與分析

李小軍 周正華溫瑞智等

2008年5月12日汶川8.0級地震中，國家強震動觀測台網獲得了大量的強震動記錄，包括460個自由場地台站及1個地形台陣和2個建築結構台陣的記錄。主震發生後，在地震重災區範圍內迅速布設了由59台強震儀組成的流動觀測台陣，開展了強餘震的場地地震動和建築結構反應觀測。報告介紹了主震及強餘震的強震動觀測情況和對主震地震動特性的初步分析結果。

據報告介紹，本次觀測共獲得主震記錄約1400條，餘震記錄已超過20,000條。主震記錄中峰值加速度大於10 gal的超過500條，大於100 gal的超過115條，最大峰值加速度957.7gal；餘震記錄的最大峰值加速度為956 gal。主震的強震動記錄資料展示了大地震地震動的破裂方向性效應、上下盤效應、大豎向峰值加速度和速度脈衝等特性，特別是本次地震的斷層多次破裂效應。與國內外地震動衰減關係的比較表明，本次地震的地震動峰值加速度衰減相當之慢，在斷層距100 km範圍內觀測值與衰減關係計算值接近，而隨斷層距增加兩者的差值增大，斷層距300 km處觀測值的平均值達到計算值的2-3倍。汶川地震的強震動觀測極大地豐富了強震動記錄資料庫，填補了特大地震近斷層強震動記錄的空白，為工程建設抗震研究提供了難得資料。

報告同時指出，汶川地震記錄所展示的地震動破裂方向性效應、上下盤效應與地震動頻率的關係密切，對高頻成分而言其效應較為明顯，但低頻成分相對較弱，表現為地震動峰值加速度的破裂方向性效應和上下盤效應較為明顯，而地震動峰值速度和位移的相對較弱。值得注意的是，與集集地震等大地震相比，汶川地震地震動的高頻成分較豐富而低頻成分較低，近斷層地震動加速度反應譜一般在0.5秒處就開始減小且下降速度較快，另外地震動的速度脈衝特性也不如集集的顯著。汶川地震地震動的這些特征預示著近斷層範圍內較長自振周期的工程結構破壞會較輕。為此，報告認為，汶川地震中一些重大工程，如水壩工程沒遭受較嚴重破壞的原因除合理的抗震設防外，汶川地震的特殊地震動特征也是重要原因。如果汶川地震的地震動表現為集集地震的地震動那樣含有豐富低頻成分和速度大脈衝特性，或另一次特大地震發生，這些水壩工程的破壞程度如何是值得進一步探討的問題。