The Hanging-wall Effect of the Near-fault Strong Ground Motions during the Hokkaido Eastern Iburi MW 6.6 Earthquake
-
摘要: 上盘效应是近断层地震动的主要特性之一，而目前就上盘效应的定量研究较少。本文利用日本K-NET和KiK-net强震动台网获取的近场强震动加速度记录，定量研究了北海道MW6.6地震的上盘效应对地震动PGA、PGV和不同周期的加速度反应谱值空间分布和衰减特征的影响，探讨地震动上盘效应的特征及其影响范围，并将上、下盘观测结果与地震动预测经验模型进行对比。研究结果表明：（1）在断层距小于45 km时，此次北海道地震具有显著的上盘效应特征，断层上盘记录的PGA、PGV和加速度反应谱值明显大于下盘和中间区域的地震动观测值，且高于本次地震的平均值。上盘效应影响范围与震源破裂过程反演得到的断层尺度相吻合。（2）断层上盘的PGA观测值高于此次地震平均水平的对数偏差为0.61±0.16，这与1994年北岭地震和1999年集集地震等逆冲型地震的影响水平接近。上盘记录的PGV高于平均水平的对数偏差为0.39±0.12，即高于平均水平约35%。上盘观测地震动在周期T为0.2 、0.5 、1.0、2.0、3.0、5.0 s时的加速度反应谱值高于平均水平的对数偏差分别为0.33±0.19、0.54±0.23、0.53±0.20、0.26±0.21、0.24±0.19、0.16±0.16，随着周期的逐渐增大，上盘效应引起的偏差不断减小。此次地震上盘效应对地震动的影响主要以PGA和短周期（T≤1.0 s）地震动为主。（3）从实际观测结果与地震动预测经验模型的对比来看，对于PGA和小于1.0 s的短周期地震动，BSSA2014和CB2014的2个模型对此次地震上盘效应的预测效果更好，但对1.0 s以上的长周期，ASK2014、CB2014、CY2014模型的预测效果更好，BSSA2014模型则可能会高估地震动。Abstract: The hanging-wall effect is one of the main characteristics of near-fault strong ground motion. However, there are few quantitative studies on the hanging-wall effect. Here, based on the near-fault strong ground motion recordings obtained by K-NET and KiK-net during the MW 6.6 Hokkaido Eastern Iburi earthquake, we investigated the hanging-wall effect of the near-fault and its influence on spatial distribution and attenuation features of horizontal peak ground acceleration (PGA), peak ground velocity (PGV) and acceleration spectra (Sa) of different periods. The characteristics and the influence range of the hanging-wall effect were investigated. And the observation of hanging-wall and footwall was compared with NGA-West2 prediction models. The results show the following: (1) The Hokkadio earthquake has a distinct hanging-wall effect. Within about 45 km from the fault, the observation of PGAs, PGVs and Sa are larger on the hanging-wall sites than on the footwall sites and the netural sites, and above the regressed median curve. The region of influence of the hanging-wall effect is consistent with the fault scale given by the rupture process. (2) The PGA mean residual of the hanging-wall sites is 0.61±0.16. This value is similar to the mean residual from 1994 Northridge earthquake , 1999 Chi-Chi earthquake and other dipping fault earthquakes. The PGV mean residual of the hanging-wall sites is 0.39±0.12, that is, the observed PGV is 35% larger than the fitted mean. The mean residual for the spectra acceleration at periods of 0.2 s to 5.0 s are 0.33±0.19、0.54±0.23、0.53±0.20、0.26±0.21、0.24±0.19 and 0.16±0.16. With the increase of the period, the mean residual of acceleration spectra on the hanging-wall tends to gradually decrease. The analysis results show that the PGA and the short-period ground motion are systematically affected by the hanging-wall effect. (3) Based on the comparison between the observation and the prediction results, for the PGA and the short period ground motions less than 1.0 s, observation shows a coincidence with the prediction from the BSSA2014 and CB2014 models on the hanging-wall. When the long-period motion is over 1.0 s , the observation of the acceleration response spectrum shows a coincidence with the prediction from the ASK2014, CB2014 and CY2014 models, and the BSSA2014 model may overestimate the ground motions.
-
Key words:
- Near-fault /
- Hanging-wall effect /
- Strong-ground-motion prediction models
1)1 2https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us1000chhc/executive#executive -
引言
2018年9月5日18时7分（UTC）（日本东京标准时间9月6日3时7分），日本北海道胆振东部发生MW6.6地震（以下简称“北海道地震”），震中位于42.686°N，141.929°E，震源深度30 km，数据源自USGS官网
1 。地震造成41人死亡，691人受伤，1410余栋房屋损坏，其中694栋房屋为完全倒塌（気象庁，2018a）。伤亡和损失最为严重的区域在厚真町，其烈度高达VII度（気象庁，2018a；Ishikawa等，2021）,且地震引发大规模滑坡以及场地塌陷（鲍鹏鹏等，2020；吴帅等，2022）。本次地震的震源机制为高倾角的逆断层破裂（Katsumata等，2019），地表没有形成明显的地表破裂带（Kobayashi等，2019；Ren等，2021；Nakagawa等，2023）。在反演得到的断层面东侧和西侧的加速度幅值有较大差异。与位于断层面西侧的下盘记录加速度幅值相比，位于断层面东侧的上盘记录的加速度幅值明显较大，即加速度幅值存在较明显的上下盘差异。此外，日本气象厅地震调查委员会公布的地震烈度分布图显示，在相同震中距范围内，位于震中东部的厚真町烈度要明显高于位于震中西部的苫小牧市烈度，即此次地震中震害特点也存在明显的上下盘差异（気象庁，2018b）。因此，此次北海道地震存在较明显的上盘效应。
上盘效应是近断层地震动的一个重要特征，尤其逆冲型地震的上盘效应十分明显。其显著特征是与下盘相比，断层上盘观测地震动会被系统性的放大（Abrahamson等，1996；Shabestari等，2003）。Abrahamson等（1996）研究1994年Northridge地震时发现，在10～20 km范围内周期0.2～4.0 s时的地震动受上盘效应影响较大。Chang等（2004）研究发现1999年台湾集集地震中在5～20 km范围内，周期0.02～0.5 s时的地震动受上盘效应影响较大。可以发现不同地震上盘效应的特征及影响范围存在差异，而受到上盘效应影响的地震动将显著改变结构的动力响应（李爽等，2006；崔光耀等，2018；齐剑峰等，2019；胡进军等，2020）。因此需要研究上盘效应的特性及影响范围，为近断层区域结构的抗震设计以及抗震设防提供研究基础。图1以北海道地震中上盘IBUH01、HKD125台站以及下盘HKD184、HKD129台站的EW和NS分量记录为例，发现此次地震上盘效应主要影响1～3 Hz的短周期地震动。因此，本文需要进一步研究此次地震上盘效应的特征及影响范围。
图 1 上盘和下盘强震动记录的傅立叶谱Figure 1. The Fourier spectrum of ground motions recorded on the hanging wall and footwall, respectively考虑到上盘效应对近断层地震动的显著影响，美国太平洋地震工程研究中心（Pacific Earthquake Engineering Research Center，PEER）发起了名为下一代衰减模型（Next Generation of Attenuation，NGA）的大型研究计划，先后基于NGA-West1和NGA-West2数据库发布了考虑上盘效应的地震动经验预测模型。近些年关于NGA-West的地震动预测模型对上下盘地震动的适用性研究已取得一定进展。Wang等（2010）基于汶川地震的上下盘地震动数据研究发现，在上盘区域，NGA-West1 经验预测结果与短周期地震动观测值较吻合，但高于长周期地震动观测值；在下盘区域，NGA-West1 经验预测结果与长周期地震动观测值较吻合，但低于短周期地震动观测值。Xie等（2014）和Wen等（2014）分别基于芦山地震数据研究发现上盘和下盘的地震动加速度幅值与NGA-West1的经验预测结果有较好的吻合。Bai（2017）同样基于芦山地震数据将上盘和下盘地震动与NGA-West2的经验预测模型进行了比较，发现在短周期范围内（T=0.06 s和T=0.2 s），相对于上盘地震动，下盘地震动观测值与NGA-West2经验预测结果较吻合；在长周期范围内（T=1.0 s和T=3.0 s），与NGA-West2经验预测结果相比，上下盘地震动观测值均偏低。Donahue等（2013）研究了NGA-West2数据库中几次地震事件上盘和下盘的短周期（T=0.1 s，T=0.2 s和T=0.5 s）地震动观测值与AS08模型经验预测值的事件内残差。综上可以发现，地震动经验预测模型对上下盘地震动的适用性研究已取得了一定的进展，但对上下盘地震动观测值与经验预测结果间的定量研究较少，且其研究的周期范围较窄，不能较全面的定量分析经验预测模型对上下盘不同周期对应地震动的适用性。为进一步全面揭示上盘效应特征并提升新一代地震动经验预测模型对上下盘不同周期对应的地震动的适用性，本文将对北海道地震上盘效应展开详细研究，并与NGA-West2经验预测模型进行定量对比分析。
NGA-West1数据库中只有1994年北岭地震和1999年台湾集集地震的上下盘强震数据。随着NGA-West2数据库的完成，增加了一些新的地震事件（2008年汶川地震、2010年新西兰Darfield 地震、2011年新西兰Christchurch地震等）的上下盘强震数据。但是NGA-West2数据库仅收集到2011年之前的地震事件（Ancheta等，2014）。总之，目前存在明显上盘效应的地震事件较少，世界范围内获得的近断层上盘记录数据较少，这给上盘效应的定量研究带来许多困难。此次北海道地震中在发震断层的上盘和下盘获取到了较丰富的强震动记录，为上盘效应的研究提供了宝贵的数据。
本文利用北海道地震的近断层强地震动记录，在消除场地影响的条件下，分析近断层地震动水平峰值加速度（PGA）、峰值速度（PGV）和对应于不同周期的加速度反应谱值（Sa）的空间分布、衰减特征，进而定量考察该地震的上盘效应特征及其影响范围，并检验NGA-West2地震动预测模型对本次地震上盘地震动的适用性，揭示本次地震上盘效应对不同周期地震动参数的影响特征。
1. 强震记录及数据处理方法
此次北海道MW6.6地震中，日本防灾科学技术研究所（National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience，NIED）所属的K-NET和KiK-net台网获取了超过475个台站的三分量加速度记录，尤其获取了大量近断层记录，距离发震断层100 km以内有67个台站（其中上盘台站16个，下盘台站15个）获取到记录，强震动台站的空间分布如图2所示。
图 2 北海道胆振东部地震67个近场强震动台站的空间分布Figure 2. Spatial distribution of 67 near-field strong ground motion stations during Hokkaido Eastern Iburi earthquake为了避免采用滤波方法对近断层记录速度和位移特征的影响，保留可靠的速度和永久位移特性，本文采用基线校正方法对强震动记录进行基线校正处理。由于Wang等（2011）提出的自动基线校正方法具有效率高、自动化程度高等优点，且由该方法得到的永久位移与GPS观测数据吻合较好（Melgar等，2013），本文采用Wang等（2011）提出的方法对本次地震的加速度记录进行基线校正。
为了研究近场强震动随距离的衰减特征，我们选用的距离为台站到断层面的最短距离Rrup。为研究位于断层上盘区域与下盘区域的地震动随距离变化的特性差异，我们选用的距离为台站到断层破裂顶部在地表投影的距离Rx（Spudich等，1996）。不同位置台站的Rrup和Rx等距离参数如图3所示。计算Rrup和Rx时选用的断层模型为北京大学张勇教授课题组基于强震动资料采用震源破裂过程快速反演方法（郑绪君等，2018）得出的有限断层模型结果（strike=344°， dip=63°，slip=99°），如图2所示。此外，由于局部场地条件对水平向地震动特性的影响较大，本文收集了选取的67个强震动台站场地钻孔资料。对于KiK-net台站，由于其钻孔深度大于30 m，可以用钻孔资料直接计算场地的30 m平均剪切波速VS30。对于钻孔资料小于30 m的K-NET台站，采用Boore等（2011）经验模型计算场地平均剪切波速VS30。本文选取的67个强震台站的基本参数如表1所示。
图 3 不同位置台站距离参数的示意图Figure 3. The schematic diagram of distance parameters of stations at different locations表 1 北海道地震近断层67组地震动记录基本参数Table 1. Parameters for the 67 strong ground motion recordings during the Hokkaido earthquake编号 台站名 纬度
/（°）经度
/（°）Rrup
/kmRjb
/kmRx
/kmVS30
/（cm·s−1）台站位置 PGA/（cm·s−2） PGV/（cm·s−1） 1 HKD038 43.2 142.6 71.9 53.3 77.4 519.9 Neutral 34.1 2.71 2 HKD039 43.3 142.4 73.9 58.0 68.4 334.8 Neutral 31.0 5.44 3 HKD040 43.0 142.4 52.8 31.3 58.5 325.8 Neutral 71.6 5.46 4 HKD096 42.7 143.1 97.0 80.9 108.2 386.3 HW 26.2 2.28 5 HKD099 43.1 142.8 86.4 69.0 96.2 269.7 Neutral 60.9 6.73 6 HKD102 42.9 142.4 53.4 32.0 59.2 376.2 HW 86.7 10.67 7 HKD103 42.7 142.3 38.6 15.4 42.6 288.9 HW 617.9 38.83 8 HKD104 42.6 142.1 23.1 0.0 25.2 396.1 HW 310.3 20.75 9 HKD105 42.5 142.1 14.8 0.0 15.9 379.3 HW 306.1 35.13 10 HKD106 42.3 142.4 33.6 10.8 36.5 238.7 HW 157.3 16.71 11 HKD107 42.4 142.5 44.5 22.0 49.2 365.7 HW 52.8 7.44 12 HKD108 42.3 142.6 48.6 29.4 49.3 312.3 Neutral 115.4 7.71 13 HKD109 42.2 142.8 65.5 48.6 62.8 288.0 Neutral 42.0 3.18 14 HKD110 42.1 142.9 78.9 62.9 74.9 222.0 Neutral 35.4 3.16 15 HKD118 43.6 141.9 81.5 74.7 37.8 359.3 Neutral 63.1 3.63 16 HKD119 43.5 142.2 83.2 71.5 58.5 413.3 Neutral 46.8 4.57 17 HKD120 43.3 141.7 58.5 57.5 11.3 272.1 Neutral 149.9 6.27 18 HKD121 43.3 141.9 57.2 52.0 26.1 276.3 Neutral 116.4 6.02 19 HKD122 43.2 141.8 41.9 39.2 15.6 247.4 Neutral 88.3 7.27 20 HKD123 43.0 142.0 28.2 12.2 27.9 554.9 Neutral 111.6 7.55 21 HKD124 43.0 141.8 20.5 17.7 10.7 461.1 Neutral 446.0 14.71 22 HKD125 42.8 142.1 28.0 3.5 30.8 213.3 HW 666.4 54.10 23 HKD126 42.6 141.9 8.4 0.0 8.7 152.5 HW 506.6 84.51 24 HKD128 42.8 141.8 6.1 0.0 6.1 180.9 HW 609.4 90.72 25 HKD129 42.6 141.6 15.1 15.1 −15.1 445.0 FW 346.8 19.15 26 HKD130 42.6 141.3 37.6 37.5 −37.5 462.7 FW 161.8 10.37 27 HKD131 42.4 141.1 63.2 63.1 −63.1 438.4 FW 307.4 9.98 28 HKD132 42.3 141.0 69.3 69.3 −69.3 229.4 FW 147.9 7.66 29 HKD133 42.5 140.9 78.7 78.7 −78.7 335.5 FW 80.2 4.96 30 HKD134 42.7 141.1 55.7 55.7 −55.7 376.0 FW 165.0 7.69 31 HKD135 42.6 140.9 74.6 74.5 −74.5 214.1 FW 40.4 3.18 32 HKD140 43.2 141.0 73.1 73.1 −46.5 346.7 Neutral 58.4 3.62 33 HKD145 42.8 140.9 65.0 65.0 −63.1 271.7 FW 66.1 3.73 34 HKD176 43.5 141.6 80.0 79.2 11.4 337.5 Neutral 99.8 4.73 35 HKD177 43.4 141.4 68.9 68.9 −5.2 455.2 Neutral 60.3 3.56 36 HKD178 43.2 141.3 52.4 52.4 −22.5 214.4 Neutral 93.7 13.39 37 HKD179 43.2 141.5 48.2 48.2 −4.0 201.9 Neutral 94.4 8.77 38 HKD180 43.1 141.4 47.1 47.1 −19.8 128.0 Neutral 148.3 21.33 39 HKD181 43.1 141.5 36.2 36.2 −5.0 212.7 Neutral 242.6 15.49 40 HKD182 43.0 141.6 24.0 24.0 −8.3 310.9 Neutral 187.6 14.59 41 HKD183 43.0 141.2 49.2 49.2 −39.6 532.1 Neutral 93.7 2.45 42 HKD184 42.8 141.6 10.7 10.7 −10.7 291.0 FW 336.5 26.05 43 HKD185 42.8 141.4 27.0 27.0 −26.9 310.8 FW 463.5 19.39 44 HDKH01 42.7 142.2 33.2 9.3 36.5 368.3 HW 583.2 36.40 45 HDKH04 42.5 142.0 14.4 0.0 15.5 235.0 HW 389.0 47.35 46 HDKH05 42.6 142.5 52.5 31.0 58.3 766.2 HW 58.6 4.08 47 HDKH06 42.3 142.4 32.8 9.6 35.8 412.2 HW 163.1 18.23 48 HDKH07 42.1 142.9 77.4 61.3 73.5 459.1 Neutral 33.4 3.13 49 IBUH01 42.9 141.8 9.6 3.8 9.2 306.8 HW 1107.3 97.57 50 IBUH02 42.9 142.1 30.6 6.4 33.7 541.8 HW 485.8 26.84 51 IBUH05 42.6 141.3 37.6 37.5 −37.5 379.3 FW 207.4 11.11 52 IBUH06 42.4 141.0 69.8 69.8 −69.8 340.0 FW 238.4 13.80 53 IBUH07 42.6 141.1 57.6 57.6 −57.6 259.3 FW 208.9 8.19 54 IKRH01 43.4 141.6 66.6 66.2 6.9 404.7 Neutral 137.3 5.01 55 IKRH02 43.2 141.7 45.0 44.6 6.6 180.0 Neutral 256.3 19.52 56 IKRH03 42.9 141.6 10.5 10.4 −4.6 325.8 Neutral 180.6 21.47 57 KKWH07 43.4 142.3 74.3 59.1 65.7 403.0 Neutral 43.3 3.46 58 KKWH08 43.0 142.7 72.5 53.5 80.7 318.0 Neutral 56.5 3.44 59 KKWH13 43.5 142.4 88.9 75.2 74.0 800.0 Neutral 36.7 3.30 60 KKWH14 43.4 142.5 83.9 68.2 80.7 537.5 Neutral 21.8 3.04 61 SBSH07 42.8 140.8 75.8 75.8 −74.3 228.5 FW 80.7 4.71 62 SBSH08 42.8 141.0 61.9 61.9 −60.8 630.0 HW 106.9 4.91 63 SRCH07 43.2 141.9 46.7 40.0 26.3 620.0 Neutral 92.0 5.27 64 SRCH08 43.5 141.9 77.3 70.6 35.9 346.7 Neutral 68.4 4.36 65 SRCH09 43.1 141.8 27.1 23.8 13.8 240.5 Neutral 515.2 23.51 66 SRCH10 43.0 142.0 28.2 12.2 27.9 1026.8 Neutral 117.6 6.47 67 TKCH04 43.2 142.9 95.2 79.0 105.5 445.5 Neutral 41.4 4.38 注：Rrup为断层距，即台站至断层面的最短距离；Rjb为台站至断层破裂面表面投影的最近距离；Rx为台站至断层破裂顶部投影在地表的距离，均基于图2中的断层破裂面计算得到，不同位置台站的距离参数计算方法如图3所示；VS30为场地30 m剪切波速；HW代表台站位于上盘区域；FW代表台站位于下盘区域；Neutral代表台站位于中间区域。 2. 峰值加速度、峰值速度和加速度反应谱的空间分布特征
本文研究了北海道地震的地震动PGA、PGV和对应于不同周期的加速度反应谱值水平分量的空间分布特征。参考美国NGA采用的方法（Boore等，2008；Bozorgnia等，2014），水平向地震动强度参数以地震动的东西（EW）分量和南北（NS）分量的几何平均值表示。
图4为北海道地震的地震动PGA和PGV的空间分布。由图4（a）可以看出，近断层PGA的空间分布具有较明显的上盘效应特征。当断层距相同或相近时，与位于断层下盘区域的PGA相比，位于断层上盘区域的PGA相对较大，且随着断层距的增加PGA衰减相对较慢（图4、表1）。其中，位于断层上盘的IBUH01台站记录得到的水平向PGA最大，高达1107.3 m/s。这与同为逆冲型震源机制的芦山地震相似，2013年MW6.7芦山地震中，位于断层上盘区域的51BXD台站记录得到的PGA值也超过1 g，上盘效应是造成PGA较大的一个重要原因（Wen等，2014）。由图4（b）可以看出，近断层PGV的空间分布也具有较明显的上盘效应特征。PGV较大的台站主要集中在断层上盘，其中IBUH01、HKD128、HKD126台站记录到的PGV值最大，分别为97.6 cm/s、90.7 cm/s、84.5 cm/s。此外，与位于断层下盘区域的PGV相比，位于断层上盘区域的PGV较大且衰减较慢。
图4（c）～图4（h）分别给出周期T为0.2 、0.5 、1.0 、2.0 、3.0 、5.0 s时的加速度反应谱值的空间分布。从图中可以看出，当断层距相同或相近时，与位于断层下盘区域的加速度反应谱值相比，位于断层上盘区域的加速度反应谱值较大且衰减较慢。此外，比较对应于不同周期的加速度反应谱值，可以看出在近断层区域，对应于T=0.2 s的加速度反应谱值高达3.4 g；随着周期的不断增大，加速度反应谱值逐渐减小；在周期T=1.0 s时对应的加速度反应谱值为1.5 g。而芦山MW 6.7地震短周期成分较丰富，但中长周期值较小，如周期为1.0 s时，Sa最大值仅为0.16 g（Xie等，2014）。从不同周期对应的加速度反应谱值及其分布情况来看，虽然此次北海道地震与芦山地震的震级非常接近，但近断层地震动的长周期（T > 1.0 s）谱值要明显高于芦山地震。总之，由北海道地震的地震动空间分布可以发现，北海道地震存在较明显的上盘效应。
图 4 水平向PGA、PGV及不同周期对应的加速度反应谱值的空间分布Figure 4. The spatial distributions of observed horizontal PGA、PGV and spectral accelerations at different periods3. 峰值加速度、峰值速度和加速度反应谱值的衰减特征
为考察近断层上盘效应对北海道地震地震动衰减特性的影响，本文将本次地震的观测结果与考虑上盘效应影响的最新的NGA-West2地震动经验预测模型进行对比。其中考虑上盘效应的最新的NGA-West2地震动经验预测模型分别为ASK2014（Abrahamson等，2014）、BSSA2014（Boore等，2014）、CB2014（Campbell等，2014）、CY2014（Chiou等，2014）。此外，由于强震记录台站的场地条件各不相同，而局部场地条件会对近场地震动的峰值和频谱特征产生显著影响（Borcherdt，1994；Petersen等，1997）。因此，为了消除场地差异对地震动的影响，本文采用Seyhan等（2014）提出的场地效应模型对所获取的强震动记录进行修正，将实际记录的加速度、速度、加速度反应谱值矫正到同一场地条件，即VS30=760 m/s的基岩场地。
采用考虑几何衰减项和非弹性衰减项的地震动衰减模型，对北海道地震的地震动观测值进行拟合，衰减模型如式（1）所示：
$$ \ln (Y) = a + b \times \ln\left(\sqrt {R_{{\rm{rup}}}^2 + {c^2}} \right) + d \times {R_{{\rm{rup}}}} + {\sigma _{\ln (Y)}} $$ (1) 式中，Y表示水平向的地震动强度参数；a、b、c、d为采用最小二乘法回归分析得到的系数；Rrup为断层距；σln（Y）为回归分析的标准差。表2给出拟合得到的回归系数结果，其中R2为判定系数（拟合优度）。
表 2 各种地震动强度参数的衰减模型回归得到的衰减系数Table 2. Regression results for attenuation of various intensity measure（IMs）地震动强度表征参数 系数 R2 σlnY a b c d PGA 9.088 −1.144 8.420 −0.00286 0.686 0.560 PGV 5.987 −1.192 7.096 −0.00014 0.756 0.478 Sa（T=0.2 s） 8.500 −0.457 10.500 −0.02796 0.720 0.519 Sa（T=0.5 s） 9.262 −1.274 9.780 0 0.665 0.570 Sa（T=1.0 s） 8.141 −1.232 8.637 0 0.623 0.487 Sa（T=2.0 s） 7.498 −1.282 9.481 0 0.579 0.502 Sa（T=3.0 s） 5.670 −0.904 5.366 −0.00321 0.688 0.569 Sa（T=5.0 s） 5.508 −1.097 8.538 0 0.540 0.580 图5（a）、图5（b）分别为水平向PGA和PGV随断层距Rrup的变化趋势、水平向PGA和PGV的拟合平均曲线，以及与 4个NGA-West2地震动经验预测模型的比较。可以看出，断层距小于45 km范围内，位于断层上盘区域的PGA和PGV观测值明显大于位于断层下盘和中间区域的观测值，且高于拟合得到的平均曲线。与NGA-West2地震动预测模型对比发现，北海道地震的PGA观测结果整体上与NGA-West2地震动经验预测结果吻合得较好，其中PGA观测值的拟合平均曲线与CB2014地震动预测模型最为接近。受地震动上盘效应影响，位于断层上盘区域的PGV观测值明显较大。在断层距小于45 km范围内，PGV的拟合平均曲线均高于NGA-West2的4个地震动经验预测模型。
图 5 由北海道地震近断层强震记录得到PGA、PGV、对应于不同周期的上下盘水平加速度反应谱值随断层距的变化及与NGA-West2地震动经验预测模型的对比Figure 5. Variation of horizontal PGA, PGV and spectral accelerations at different periods in hanging wall, footwall and neutral sites with Rrup and comparison with NGA-West2 models图5（c）～图5（h）分别给出周期T为0.2 、0.5 、1.0 、2.0 、3.0 、5.0 s时的加速度反应谱值随断层距的变化趋势及其与4个NGA-West2地震动经验预测模型对比。可以看出，周期T为0.2 、0.5 、1.0 、2.0 、3.0 、5.0 s的北海道地震的地震动加速度反应谱值拟合平均曲线与NGA-West2地震动经验预测模型较吻合，即就整体而言本次地震的地震动加速度反应谱观测值没有异常的偏高或偏低，但位于断层不同区域的加速度反应谱观测值有显著的差异，在断层距小于45 km范围内，位于上盘区域的加速度反应谱值不仅高于拟合平均曲线，而且高于NGA-West2地震动经验预测模型，特别是当周期T为0.2 、0.5 、1.0 s时尤为明显。
4. 残差分析
采用Abrahamson等（1996）提出的残差分析方法，分别对位于断层上盘和下盘的地震动观测值相对于衰减关系的残差进行分析，即地震动观测值IMobs与拟合平均值IMmeanfit的对数偏差，如式（2）所示。本文将定量分析此次地震断层上盘效应的特征及影响范围。
$$ R=\ln(IM_{{\rm{obs}}}-IM_{{\rm{meanfit}}}) $$ (2) 图6（a）、图6（b）为位于断层上盘和下盘的强震台站记录地震动PGA、PGV观测值与拟合平均值的对数残差随距离Rx的变化趋势。PGA和PGV值均为利用Seyhan等（2014）方法修至统一的基岩场地（VS30=760 m/s）的地震动幅值。其中位于断层上盘台站的距离以正值表示，位于断层下盘台站的距离以负值表示。由图6（a）可以看出，位于断层上盘区域的PGA的对数偏差值不是距离的函数，这是由于在断层上盘的半空间平面内，地下介质并非均匀变化的，而是存在一定的密度异常层，这增加了地震波振动的复杂性（Chang等，2004）。当Rx < 45 km时，位于发震断层上盘区域的PGA对数偏差多数为正值，位于断层上盘区域的PGA对数偏差值为负的3个台站分别为HKD105、HDKH06、HKD106，其中HDKH06、HKD106台站位于断层上盘范围边界附近（ 图1）。去掉这3个异常值后，扣除场地影响的上盘PGA观测值与拟合平均值的平均对数偏差值为0.61±0.16，即上盘观测结果比拟合平均值平均大60%。1994年北岭地震和1999年集集地震中观测到上盘的PGA平均对数偏差值分别为0.64±0.4和0.67±0.14（Abrahamson等，1996；Chang等，2004）。本次地震上盘效应影响水平与北岭和集集等逆冲型地震上盘效应影响水平接近。从PGV的残差分布来看，在Rx< 45 km的上盘区域内，PGV的对数残差均为正，扣除场地影响的PGV值与拟合平均值的平均对数偏差值为0.39±0.12，上盘观测PGV值比拟合平均值平均大35%。
图 6 位于上下盘的强震台站记录PGA、PGV及不同周期对应的加速度反应谱值对数残差Figure 6. Residuals of PGA, PGV and spectral accelerations at different periods图6（c）～图6（h）为扣除场地影响后，周期T为0.2 s、0.5 s、1.0 s、2.0 s、3.0 s和5.0 s时对应的基岩场地上加速度反应谱值（均为利用Seyhan等（2014）方法将加速度反应谱值修正至VS30=760 m/s基岩场地的结果）与拟合平均值的对数偏差随Rx的变化趋势。由图可以看出，周期T为0.2 、0.5 、1.0 、2.0 、3.0 、5.0 s时的加速度反应谱值与拟合平均值的平均对数偏差分别为0.33±0.19、0.54±0.23、0.53±0.20、0.26±0.21、0.24±0.19、0.16±0.16。可以发现，随着周期的不断增大，整体上加速度反应谱值的平均对数偏差值有逐渐减小的趋势，此次地震上盘效应主要影响短周期（T≤1.0 s）地震动。已有的研究表明，近断层上盘效应的影响范围主要由断层破裂宽度和倾角所控制（Donahue等，2013）。震源破裂过程反演结果显示，此次北海道地震破裂宽度为45 km（与北京大学张勇博士团队交流）。从PGA、PGV以及不同周期对应的加速度反应谱值的残差分析结果可以发现，北海道地震地震动上盘效应的影响范围为Rx< 45 km，该影响范围与破裂反演得到的断层尺度相吻合。
5. 与考虑上盘效应影响的NGA-West2地震动模型对比
图7为本次地震上盘和下盘地震动观测值与NGA-West2经验预测模型的比较。为了进一步定量分析NGA-West2经验预测模型对本次北海道地震上下盘不同周期对应地震动的预测情况，图8分别给出了上盘和下盘的地震动观测值与NGA-West2不同预测模型预测值的事件内残差。由图7（a）可看出考虑断层上盘效应的NGA-West2地震动PGA预测模型呈“锥体”状，且当Rx距离相同时，位于断层上盘的预测值比位于断层下盘的预测值略大。与芦山地震相比（Wen等，2014），本次北海道地震预测模型的“锥体”更尖，即位于断层上盘与下盘的地震动值差异相对较小。这是由于北海道地震发震断层的倾角比芦山地震发震断层的倾角（38.5°）大。本次地震观测结果符合倾角越大“锥体”越尖，位于断层上盘与断层下盘的地震动差异就越小的特点（Donahue等，2013）。由图7（a）和图8（a）可以看出，在上盘一侧，相较其它模型，BSSA2014和CB2014模型的预测结果与实际PGA观测值更为吻合，说明BSSA2014和CB2014模型对PGA的预测效果更好。在下盘一侧，强震台站记录到的PGA值与CB2014地震动预测模型的预测结果较吻合，但比ASK2014、CY2014及BSSA2014地震动预测模型的预测值略大，此时CB2014模型的预测效果更好。由图7（b）和图8（b）可以看出，上盘观测PGVPGV高于ASK2014、CB2014及CY2014地震动模型的预测结果，略低于BSSA2014地震动模型的预测结果。
图 7 上下盘强震记录PGA、PGV以及不同周期对应的加速度反应谱值与NGA-West2地震动模型对比情况Figure 7. Comparison of horizontal PGA,PGV and spectral accelerations at different periods with those predictions of four next generation attenuation（NGA）empirical GMPE由图7（c）～图7（h）和图8（c）～图8（h）可以看出，对上盘一侧而言，在短周期（T＜1.0 s）时，实际观测结果与BSSA2014和CB2014模型的预测结果更为吻合，即BSSA2014和CB2014模型的预测效果更好；在长周期（T≥1.0 s）时，ASK2014、CB2014、CY2014地震动模型的预测结果与实际观测加速度反应谱值更为吻合，而BSSA2014地震动模型的预测结果高于实际观测值，说明BSSA2014在长周期可能会高估地震动强度。对下盘一侧而言，断层距Rx< 45 km时，NGA-West2的4个地震动模型预测结果与实际记录加速度反应谱值较吻合；但当Rx> 45 km时，实际观测加速度反应谱值低于NGA-West2地震动模型的预测结果，这在周期T为2.0 、3.0、5.0 s时尤为明显，说明此时NGA-West2地震动模型可能造成长周期成分的高估。我们在排除场地条件的影响下，探索了NGA-West2地震动预测模型的预测结果与观察结果差异。产生差异的主要原因一方面是由于目前存在明显上盘效应的地震事件较少，世界范围内获得的近断层上盘记录数据较少，这使得NGA-West2地震动预测模型确定过程中可用的上盘效应基础数据较少；另一方面是由于NGA-West2地震动预测模型研究的周期范围较窄，不能较全面的对上下盘不同周期对应地震动进行较好的预测。
图 8 基于NGA-West2模型计算的PGA、PGV和谱加速度在不同周期时上下盘事件内残差Figure 8. The intraevent residuals of the hanging wall/footwall for PGA, PGV and spectral accelerations at different periods computed by different NGA-West2 models6. 结语
本文研究了北海道地震断层上盘效应对水平PGA、PGV和对应于不同周期的加速度反应谱值空间分布和衰减特征的影响，定量研究了上盘效应对近断层地震动特性的影响及影响范围，并与有关的NGA-West2地震动经验预测模型进行对比，揭示北海道地震的地震动上盘效应特征。研究结果表明：
（1）北海道地震在断层距离小于45 km范围内具有明显的上盘效应特征。与下盘观测结果相比，上盘记录的PGA、PGV和不同周期对应的加速度反应谱值较大，且随断层距离的增加衰减相对较慢。从不同周期的加速度反应谱值及其分布情况看，虽然此次北海道地震震级与芦山地震震级接近，但近断层地震动长周期（> 1.0 s）谱值要明显高于芦山地震。在断层距小于45 km时，上盘观测的PGA、PGV和对应于不同周期的加速度反应谱观测值要明显高于本次地震的平均水平。观测到上盘效应较显著的范围为断层上盘和下盘两侧断层距小于45 km的区域，这与震源破裂过程反演得到的断层尺度相吻合。此外，虽然这次北海道地震的震源深度较深，但是NGA-West2地震动经验预测模型仍能整体上较好预测该地震的地震动加速度反应谱值。
（2）扣除场地效应影响，上盘记录的PGA观测值与拟合平均值的平均对数偏差值为0.61±0.16，这与1994年北岭地震和1999年集集地震等逆冲型地震的上盘效应影响水平接近。上盘记录PGV相对于拟合平均值的平均对数偏差值为0.39±0.12，即观测PGV比拟合平均值平均大35%。周期T为0.2、0.5、1.0、2.0、3.0、5.0 s时的加速度反应谱值与拟合平均值的平均对数偏差分别为0.33±0.19、0.54±0.23、0.53±0.20、0.26±0.21、0.24±0.19、0.16±0.16。随着周期的逐渐增大，位于上盘区域的加速度反应谱平均对数偏差值有逐渐减小的趋势。此次地震上盘效应对地震动的影响主要以PGA和短周期（T≤1.0 s）地震动为主。
（3）NGA-West2预测模型对位于上盘和下盘区域的PGA预测值呈“锥体”状，与芦山地震相比，此次地震位于上盘和下盘区域的PGA预测值差异较小，主要是由于北海道地震的断层倾角较大。比较NGA-West2的4个地震动预测模型发现，对于PGA和小于1.0 s的短周期地震动，BSSA2014和CB2014模型对此次地震上盘效应的预测效果更好，但对1.0 s以上的长周期地震动，ASK2014、CB2014、CY2014模型的预测效果更好，BSSA2014模型可能会高估地震动。本次高倾角的北海道地震上盘效应特点需要在未来新的地震动预测模型中加以考虑。
致谢 感谢NIED所属的K-NET和KiK-net台网提供强震动记录数据，感谢日本气象厅（JMA）和U.S. Geological Survey（USGS）分享北海道地震的相关报告，感谢北京大学张勇教授课题组提供此次北海道地震的震源模型。
-
图 1 上盘和下盘强震动记录的傅立叶谱
Figure 1. The Fourier spectrum of ground motions recorded on the hanging wall and footwall, respectively
图 2 北海道胆振东部地震67个近场强震动台站的空间分布
Figure 2. Spatial distribution of 67 near-field strong ground motion stations during Hokkaido Eastern Iburi earthquake
图 3 不同位置台站距离参数的示意图
Figure 3. The schematic diagram of distance parameters of stations at different locations
4 水平向PGA、PGV及不同周期对应的加速度反应谱值的空间分布
4. The spatial distributions of observed horizontal PGA、PGV and spectral accelerations at different periods
图 5 由北海道地震近断层强震记录得到PGA、PGV、对应于不同周期的上下盘水平加速度反应谱值随断层距的变化及与NGA-West2地震动经验预测模型的对比
Figure 5. Variation of horizontal PGA, PGV and spectral accelerations at different periods in hanging wall, footwall and neutral sites with Rrup and comparison with NGA-West2 models
图 6 位于上下盘的强震台站记录PGA、PGV及不同周期对应的加速度反应谱值对数残差
Figure 6. Residuals of PGA, PGV and spectral accelerations at different periods
图 7 上下盘强震记录PGA、PGV以及不同周期对应的加速度反应谱值与NGA-West2地震动模型对比情况
Figure 7. Comparison of horizontal PGA,PGV and spectral accelerations at different periods with those predictions of four next generation attenuation（NGA）empirical GMPE
8 基于NGA-West2模型计算的PGA、PGV和谱加速度在不同周期时上下盘事件内残差
8. The intraevent residuals of the hanging wall/footwall for PGA, PGV and spectral accelerations at different periods computed by different NGA-West2 models
表 1 北海道地震近断层67组地震动记录基本参数
Table 1. Parameters for the 67 strong ground motion recordings during the Hokkaido earthquake
编号 台站名 纬度
/（°）经度
/（°）Rrup
/kmRjb
/kmRx
/kmVS30
/（cm·s−1）台站位置 PGA/（cm·s−2） PGV/（cm·s−1） 1 HKD038 43.2 142.6 71.9 53.3 77.4 519.9 Neutral 34.1 2.71 2 HKD039 43.3 142.4 73.9 58.0 68.4 334.8 Neutral 31.0 5.44 3 HKD040 43.0 142.4 52.8 31.3 58.5 325.8 Neutral 71.6 5.46 4 HKD096 42.7 143.1 97.0 80.9 108.2 386.3 HW 26.2 2.28 5 HKD099 43.1 142.8 86.4 69.0 96.2 269.7 Neutral 60.9 6.73 6 HKD102 42.9 142.4 53.4 32.0 59.2 376.2 HW 86.7 10.67 7 HKD103 42.7 142.3 38.6 15.4 42.6 288.9 HW 617.9 38.83 8 HKD104 42.6 142.1 23.1 0.0 25.2 396.1 HW 310.3 20.75 9 HKD105 42.5 142.1 14.8 0.0 15.9 379.3 HW 306.1 35.13 10 HKD106 42.3 142.4 33.6 10.8 36.5 238.7 HW 157.3 16.71 11 HKD107 42.4 142.5 44.5 22.0 49.2 365.7 HW 52.8 7.44 12 HKD108 42.3 142.6 48.6 29.4 49.3 312.3 Neutral 115.4 7.71 13 HKD109 42.2 142.8 65.5 48.6 62.8 288.0 Neutral 42.0 3.18 14 HKD110 42.1 142.9 78.9 62.9 74.9 222.0 Neutral 35.4 3.16 15 HKD118 43.6 141.9 81.5 74.7 37.8 359.3 Neutral 63.1 3.63 16 HKD119 43.5 142.2 83.2 71.5 58.5 413.3 Neutral 46.8 4.57 17 HKD120 43.3 141.7 58.5 57.5 11.3 272.1 Neutral 149.9 6.27 18 HKD121 43.3 141.9 57.2 52.0 26.1 276.3 Neutral 116.4 6.02 19 HKD122 43.2 141.8 41.9 39.2 15.6 247.4 Neutral 88.3 7.27 20 HKD123 43.0 142.0 28.2 12.2 27.9 554.9 Neutral 111.6 7.55 21 HKD124 43.0 141.8 20.5 17.7 10.7 461.1 Neutral 446.0 14.71 22 HKD125 42.8 142.1 28.0 3.5 30.8 213.3 HW 666.4 54.10 23 HKD126 42.6 141.9 8.4 0.0 8.7 152.5 HW 506.6 84.51 24 HKD128 42.8 141.8 6.1 0.0 6.1 180.9 HW 609.4 90.72 25 HKD129 42.6 141.6 15.1 15.1 −15.1 445.0 FW 346.8 19.15 26 HKD130 42.6 141.3 37.6 37.5 −37.5 462.7 FW 161.8 10.37 27 HKD131 42.4 141.1 63.2 63.1 −63.1 438.4 FW 307.4 9.98 28 HKD132 42.3 141.0 69.3 69.3 −69.3 229.4 FW 147.9 7.66 29 HKD133 42.5 140.9 78.7 78.7 −78.7 335.5 FW 80.2 4.96 30 HKD134 42.7 141.1 55.7 55.7 −55.7 376.0 FW 165.0 7.69 31 HKD135 42.6 140.9 74.6 74.5 −74.5 214.1 FW 40.4 3.18 32 HKD140 43.2 141.0 73.1 73.1 −46.5 346.7 Neutral 58.4 3.62 33 HKD145 42.8 140.9 65.0 65.0 −63.1 271.7 FW 66.1 3.73 34 HKD176 43.5 141.6 80.0 79.2 11.4 337.5 Neutral 99.8 4.73 35 HKD177 43.4 141.4 68.9 68.9 −5.2 455.2 Neutral 60.3 3.56 36 HKD178 43.2 141.3 52.4 52.4 −22.5 214.4 Neutral 93.7 13.39 37 HKD179 43.2 141.5 48.2 48.2 −4.0 201.9 Neutral 94.4 8.77 38 HKD180 43.1 141.4 47.1 47.1 −19.8 128.0 Neutral 148.3 21.33 39 HKD181 43.1 141.5 36.2 36.2 −5.0 212.7 Neutral 242.6 15.49 40 HKD182 43.0 141.6 24.0 24.0 −8.3 310.9 Neutral 187.6 14.59 41 HKD183 43.0 141.2 49.2 49.2 −39.6 532.1 Neutral 93.7 2.45 42 HKD184 42.8 141.6 10.7 10.7 −10.7 291.0 FW 336.5 26.05 43 HKD185 42.8 141.4 27.0 27.0 −26.9 310.8 FW 463.5 19.39 44 HDKH01 42.7 142.2 33.2 9.3 36.5 368.3 HW 583.2 36.40 45 HDKH04 42.5 142.0 14.4 0.0 15.5 235.0 HW 389.0 47.35 46 HDKH05 42.6 142.5 52.5 31.0 58.3 766.2 HW 58.6 4.08 47 HDKH06 42.3 142.4 32.8 9.6 35.8 412.2 HW 163.1 18.23 48 HDKH07 42.1 142.9 77.4 61.3 73.5 459.1 Neutral 33.4 3.13 49 IBUH01 42.9 141.8 9.6 3.8 9.2 306.8 HW 1107.3 97.57 50 IBUH02 42.9 142.1 30.6 6.4 33.7 541.8 HW 485.8 26.84 51 IBUH05 42.6 141.3 37.6 37.5 −37.5 379.3 FW 207.4 11.11 52 IBUH06 42.4 141.0 69.8 69.8 −69.8 340.0 FW 238.4 13.80 53 IBUH07 42.6 141.1 57.6 57.6 −57.6 259.3 FW 208.9 8.19 54 IKRH01 43.4 141.6 66.6 66.2 6.9 404.7 Neutral 137.3 5.01 55 IKRH02 43.2 141.7 45.0 44.6 6.6 180.0 Neutral 256.3 19.52 56 IKRH03 42.9 141.6 10.5 10.4 −4.6 325.8 Neutral 180.6 21.47 57 KKWH07 43.4 142.3 74.3 59.1 65.7 403.0 Neutral 43.3 3.46 58 KKWH08 43.0 142.7 72.5 53.5 80.7 318.0 Neutral 56.5 3.44 59 KKWH13 43.5 142.4 88.9 75.2 74.0 800.0 Neutral 36.7 3.30 60 KKWH14 43.4 142.5 83.9 68.2 80.7 537.5 Neutral 21.8 3.04 61 SBSH07 42.8 140.8 75.8 75.8 −74.3 228.5 FW 80.7 4.71 62 SBSH08 42.8 141.0 61.9 61.9 −60.8 630.0 HW 106.9 4.91 63 SRCH07 43.2 141.9 46.7 40.0 26.3 620.0 Neutral 92.0 5.27 64 SRCH08 43.5 141.9 77.3 70.6 35.9 346.7 Neutral 68.4 4.36 65 SRCH09 43.1 141.8 27.1 23.8 13.8 240.5 Neutral 515.2 23.51 66 SRCH10 43.0 142.0 28.2 12.2 27.9 1026.8 Neutral 117.6 6.47 67 TKCH04 43.2 142.9 95.2 79.0 105.5 445.5 Neutral 41.4 4.38 注：Rrup为断层距，即台站至断层面的最短距离；Rjb为台站至断层破裂面表面投影的最近距离；Rx为台站至断层破裂顶部投影在地表的距离，均基于图2中的断层破裂面计算得到，不同位置台站的距离参数计算方法如图3所示；VS30为场地30 m剪切波速；HW代表台站位于上盘区域；FW代表台站位于下盘区域；Neutral代表台站位于中间区域。 
下载: 导出CSV
表 2 各种地震动强度参数的衰减模型回归得到的衰减系数
Table 2. Regression results for attenuation of various intensity measure（IMs）
地震动强度表征参数 系数 R2 σlnY a b c d PGA 9.088 −1.144 8.420 −0.00286 0.686 0.560 PGV 5.987 −1.192 7.096 −0.00014 0.756 0.478 Sa（T=0.2 s） 8.500 −0.457 10.500 −0.02796 0.720 0.519 Sa（T=0.5 s） 9.262 −1.274 9.780 0 0.665 0.570 Sa（T=1.0 s） 8.141 −1.232 8.637 0 0.623 0.487 Sa（T=2.0 s） 7.498 −1.282 9.481 0 0.579 0.502 Sa（T=3.0 s） 5.670 −0.904 5.366 −0.00321 0.688 0.569 Sa（T=5.0 s） 5.508 −1.097 8.538 0 0.540 0.580
下载: 导出CSV
-
鲍鹏鹏, 崔玉龙, 许冲等, 2020.2018年日本北海道MW 6.6级地震滑坡分布分析. 河南城建学院学报, 29（2）: 33—40Bao P. P. , Cui Y. L. , Xu C. , et al. , 2020. Analysis of landslide distribution caused by Hokkaido, Japan MW 6.6 earthquake in 2018. Journal of Henan University of Urban Construction, 29(2): 33—40. (in Chinese) 崔光耀, 伍修刚, 王明年等, 2018. 黏滑断层隧道减错措施参数对减错效果的影响分析. 震灾防御技术, 13（3）: 502—511Cui G. Y. , Wu X. G. , Wang M. N. , et al. , 2018. Analysis of influence of parameters of reducing measures on the effect of reducing dislocation on tunnels crossing stick-slip faults. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 13(3): 502—511. (in Chinese) 胡进军, 张艳静, 谢礼立, 2020. 上下盘地震动对我国核电厂抗震设计谱的影响. 振动与冲击, 39（19）: 26—31Hu J. J. , Zhang Y. J. , Xie L. L. , 2020. Effects of hanging wall/footwall ground motion on aseismic design spectra of China nuclear power plants. Journal of Vibration and Shock, 39(19): 26—31. (in Chinese) 李爽, 谢礼立, 郝敏, 2006. 上盘效应对工程结构位移反应影响分析. 西安建筑科技大学学报（自然科学版）, 38（6）: 823—827Li S. , Xie L. L. , Hao M. , 2006. A study on the displacement response of structures due to hanging wall effects. Journal of Xi'an University of Architecture & Technology (Natural Science Edition), 38(6): 823—827. (in Chinese) 齐剑峰, 郝文拯, 王晓明等, 2019. 隐伏正断层错动致地表破裂变形特征的研究. 震灾防御技术, 14（3）: 628—639Qi J. F. , Hao W. Z. , Wang X. M. , et al. , 2019. Study on feature of surface rupture and deformation caused by buried normal fault movement. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 14(3): 628—639. (in Chinese) 吴帅, 崔玉龙, 鲍鹏鹏等, 2022. 基于GIS和CF模型的2018年日本北海道MW6.6地震滑坡危险性评价. 黑龙江工程学院学报, 36（2）: 7—12Wu S. , Cui Y. L. , Bao P. P. , et al. , 2022. Risk assessment of landslides based on GIS and CF models in the 2018 Hokkaido MW6.6 earthquake. Journal of Heilongjiang Institute of Technology, 36(2): 7—12. (in Chinese) 郑绪君, 张勇, 马强等, 2018. 基于强震动资料的破裂过程快速反演及其自动化的可行性. 地球物理学报, 61（10）: 4021—4036Zheng X. J. , Zhang Y. , Ma Q. , et al. , 2018. Fast inversion of rupture process based on strong motion data and the feasibility of its automation. Chinese Journal of Geophysics, 61(10): 4021—4036. (in Chinese) 気象庁, 2018a. 平成30年北海道胆振東部地震の評価. （2023-06-14）. https://www.static.jishin.go.jp/resource/monthly/2018/20180906_iburi_3.pdf. 気象庁, 2018b. 「平成30年北海道胆振東部地震」について（第9報）. （2023-06-14）. http://www.jma.go.jp/jma/press/1809/20a/201809201500.html. Abrahamson N. A. , Somerville P. G. , 1996. Effects of the hanging wall and footwall on ground motions recorded during the Northridge earthquake. Bulletin of the Seismological Society of America, 86(1 B): S93—S99. doi: 10.1785/BSSA08601B0S93 Abrahamson N. A. , Silva W. J. , Kamai R, 2014. Summary of the ASK14 ground motion relation for active crustal regions. Earthquake Spectra, 30(3): 1025—1055. doi: 10.1193/070913EQS198M Ancheta T. D. , Darragh R. B. , Stewart J. P. , et al. , 2014. NGA-West2 database. Earthquake Spectra, 30(3): 989–1005. doi: 10.1193/070913EQS197M Bai Y. Z. , 2017. Comparison of strong ground motion recordings of the Lushan, China, earthquake of 20 April 2013 with the Next Generation Attenuation (NGA)-West2 ground-motion models. Bulletin of the Seismological Society of America, 107(4): 1724—1736. Boore D. M. , Atkinson G. M. , 2008. Ground-motion prediction equations for the average horizontal component of PGA, PGV, and 5%-damped PSA at spectral periods between 0.01 s and 10.0 s. Earthquake Spectra, 24(1): 99—138. doi: 10.1193/1.2830434 Boore D. M. , Thompson E. M. , Cadet H. , 2011. Regional correlations of VS30 and velocities averaged over depths less than and greater than 30 meters. Bulletin of the Seismological Society of America, 101(6): 3046—3059. doi: 10.1785/0120110071 Boore D. M. , Stewart J. P. , Seyhan E. , et al. , 2014. NGA-West2 equations for predicting PGA, PGV, and 5% damped PSA for shallow crustal earthquakes. Earthquake Spectra, 30(3): 1057—1085. doi: 10.1193/070113EQS184M Borcherdt R. D. , 1994. Estimates of site-dependent response spectra for design (methodology and justification). Earthquake Spectra, 10(4): 617—653. doi: 10.1193/1.1585791 Bozorgnia Y. , Abrahamson N. A. , Al Atik L. , et al. , 2014. NGA-West2 research project. Earthquake Spectra, 30(3): 973—987. doi: 10.1193/072113EQS209M Campbell K. W. , Bozorgnia Y. , 2014. NGA-West2 ground motion model for the average horizontal components of PGA, PGV, and 5% damped linear acceleration response spectra. Earthquake Spectra, 30(3): 1087—1115. doi: 10.1193/062913EQS175M Chang T. Y. , Cotton F. , Tsai Y. B. , et al. , 2004. Quantification of hanging-wall effects on ground motion: some insights from the 1999 Chi-Chi earthquake. Bulletin of the Seismological Society of America, 94(6): 2186—2197. doi: 10.1785/0120030233 Chiou B. S. J. , Youngs R. R. , 2014. Update of the Chiou and Youngs NGA model for the average horizontal component of peak ground motion and response spectra. Earthquake Spectra, 30(3): 1117—1153. doi: 10.1193/072813EQS219M Donahue J. L., Abrahamson N. A., 2013. Hanging-wall scaling using finite-fault simulations. Berkeley: Pacific Earthquake Engineering Research Center, 14. Ishikawa T. , Yoshimi M. , Isobe K. , et al. , 2021. Reconnaissance report on geotechnical damage caused by 2018 Hokkaido Eastern Iburi earthquake with JMA seismic intensity 7. Soils and Foundations, 61(4): 1151—1171. doi: 10.1016/j.sandf.2021.06.006 Katsumata K., Ichiyanagi M., Ohzono M., et al., 2019. The 2018 Hokkaido Eastern Iburi earthquake (MJMA=6.7) was triggered by a strike-slip faulting in a stepover segment: insights from the aftershock distribution and the focal mechanism solution of the main shock. Earth, Planets and Space, 71: 53. Kobayashi T., Hayashi K., Yarai H., 2019. Geodetically estimated location and geometry of the fault plane involved in the 2018 Hokkaido eastern Iburi earthquake. Earth, Planets and Space, 71: 62 Melgar D. , Bock Y. , Sanchez D. , et al. , 2013. On robust and reliable automated baseline corrections for strong motion seismology. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 118(3): 1177—1187. doi: 10.1002/jgrb.50135 Nakagawa N., Takai N., Shigefuji M., 2023. Examination of one-dimensional S-wave velocity structure using strong-motion data for high-seismic-intensity area during the 2018 Hokkaido Eastern Iburi earthquake. Earth, Planets and Space, 75: 42. Petersen M. D. , Bryant W. A. , Cramer C. H. , et al. , 1997. Seismic ground-motion hazard mapping incorporating site effects for Los Angeles, Orange, and Ventura counties, California: A geographical information system application. Bulletin of the Seismological Society of America, 87(1): 249—255. doi: 10.1785/BSSA0870010249 Ren C. M. , Yue H. , Wang T. , et al. , 2021. Source rupture model of the 2018 MW6.7 Iburi, Hokkaido earthquake from joint inversion of strong motion and InSAR observations. Earthquake Science, 34(1): 88—101. doi: 10.29382/eqs-2020-0065 Seyhan E. , Stewart J. P. , 2014. Semi-empirical nonlinear site amplification from NGA-West2 data and simulations. Earthquake Spectra, 30(3): 1241—1256. doi: 10.1193/063013EQS181M Shabestari K. T. , Yamazaki F. , 2003. Near-fault spatial variation in strong ground motion due to rupture directivity and hanging wall effects from the Chi-Chi, Taiwan earthquake. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 32(14): 2197–2219. Spudich P. A., Fletcher J. B., Hellweg M., et al., 1996. Earthquake ground motions in extensional tectonic regimes. Menlo Park: U. S. Geological Survey, 96—292, 351. Wang D. , Xie L. L. , Abrahamson A. N. , et al. , 2010. Comparison of strong ground motion from the Wenchuan, China, earthquake of 12 May 2008 with the Next Generation Attenuation (NGA) ground-motion models. Bulletin of the Seismological Society of America, 100(5 B): 2381–2395. doi: 10.1785/0120090009 Wang R. J. , Schurr B. , Milkereit C. , et al. , 2011. An improved automatic scheme for empirical baseline correction of digital strong-motion records. Bulletin of the Seismological Society of America, 101(5): 2029—2044. doi: 10.1785/0120110039 Wen R. Z. , Ren Y. F. , 2014. Strong-motion observations of the Lushan earthquake on 20 April 2013. Seismological Research Letters, 85(5): 1043—1055. doi: 10.1785/0220140006 Xie J. J. , Li X. J. , Wen Z. P. , et al. , 2014. Near-source vertical and horizontal strong ground motion from the 20 April 2013 MW 6.8 Lushan Earthquake in China. Seismological Research Letters, 85(1): 23—33. doi: 10.1785/0220130121 期刊类型引用(0)
其他类型引用(2)
-
下载:
点击查看大图
计量
- 文章访问数: 245
- HTML全文浏览量: 31
- PDF下载量: 32
- 被引次数: 2
