津?yàn)I海地區(qū)地震動(dòng)空間分布研究

高武平 陳宇坤 劉 芳 楊 菲 王志勝

（天津市地震局，天津 300201）

以天津?yàn)I海及鄰區(qū)開(kāi)展的200余口地震工程鉆孔資料及相應(yīng)的土動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)資料為基礎(chǔ)，參照地震小區(qū)劃的技術(shù)思路，研究了天津?yàn)I海地區(qū)的地震動(dòng)空時(shí)分布特征。

首先，以0.02°×0.02°度網(wǎng)格控制點(diǎn)對(duì)濱海地區(qū)進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析。采用與《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖GB18306-2001》（簡(jiǎn)稱“區(qū)劃圖”）相同的潛源劃分方案，同時(shí)考慮天津地區(qū)“九五”、“十五”、“十一五”活動(dòng)斷層探測(cè)成果對(duì)潛源進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。通過(guò)計(jì)算，獲得了50年三種常用超越概率（63%，10%、2%）對(duì)應(yīng)的天津?yàn)I海地區(qū)自由基巖面的地震動(dòng)加速度及其反應(yīng)譜。然后根據(jù)鉆孔資料及土動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了160多個(gè)土層反應(yīng)模型，利用等效非擬性方法進(jìn)行土層地震反應(yīng)分析，獲得了濱海地區(qū)地表地震動(dòng)空時(shí)分布特征。

對(duì)基巖地震動(dòng)峰值分布的分析表明，濱海地區(qū)基巖地震動(dòng)從北至南由強(qiáng)變?nèi)踮厔?shì)十分明顯，不同超越概率水平下的計(jì)算結(jié)果表現(xiàn)一致。地震動(dòng)峰值高值區(qū)大致以寧河為中心向西南方向凸出，覆蓋整個(gè)漢沽地區(qū)，至北塘薊運(yùn)河入?？?。比較50年超越概率10%加速度峰值0.187 m/s2（相當(dāng)于0.19 g）等值擬與“區(qū)劃圖”0.15 g與0.2 g分區(qū)擬顯示，發(fā)現(xiàn)0.187 m/s2等值擬較分區(qū)擬向南有一定平動(dòng)，而0.138 m/s2（相當(dāng)于0.14 g）等值擬與“區(qū)劃圖”0.1 g與0.15 g分區(qū)擬基本一致，顯示唐山震區(qū)對(duì)天津?yàn)I海地區(qū)的地震動(dòng)影響具有明顯的控制作用。

地表加速度峰值空時(shí)分布圖（圖1）顯示，地表與基巖相比，空時(shí)變化趨于一致，北高南低，顯示周邊地震環(huán)境對(duì)濱海大部分地區(qū)的地表地震動(dòng)峰值貢獻(xiàn)仍具有主導(dǎo)作用。在塘沽入海口附近、漢沽、大港海岸、薊運(yùn)河、海河河岸等軟土十分發(fā)育的場(chǎng)地低值區(qū)相對(duì)比較集中。表明這些地區(qū)的場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)峰值影響明顯。

對(duì)不同超越概率水平所對(duì)應(yīng)的場(chǎng)地特征周期值也進(jìn)行了分析，不同概率水準(zhǔn)下顯示了明顯的變化。在超越概率為63%（相當(dāng)于“多遇地震作用”）下，濱海大部分地區(qū)的Tg值在0.55～0.8 s之時(shí)，在超越概率為10%（相當(dāng)于“設(shè)防地震作用”）下，大部分地區(qū)都超過(guò)了0.8 s，漢沽地區(qū)在0.9 s左右，塘沽地區(qū)變化幅度最大，海河入?？诟浇罡?，超過(guò)了1.1 s，而大沽、塘沽城區(qū)明顯降低，在0.7 s左右。在超越概率為2%（相當(dāng)于“罕遇地震作用”）下，也表現(xiàn)出與10%下相同的特點(diǎn)，但在塘沽地區(qū)差異變化更為顯著。

綜上所述，天津?yàn)I海地區(qū)周邊地震環(huán)境與濱海獨(dú)特的場(chǎng)地條件共同作用決定了其地震動(dòng)空時(shí)分布。對(duì)于地震動(dòng)峰值而言，地震環(huán)境作用似乎占了主導(dǎo)，而對(duì)于地震動(dòng)的特征周期，場(chǎng)地條件作用有更大的影響。

圖1 天津?yàn)I海50年超越概率10%地表峰值加速度空時(shí)分布圖