笔者计算了所选取的8次地震所激发的云龙地震台水管仪与水平摆仪记录到的地倾斜相对变化,并绘出同震响应图(图1)。从图1中可以看出,同一个地震,两种地倾斜的响应不同; 同一地区(比如腾冲)的地震,同类仪器(水管仪或水平摆)的响应也不相同。
笔者从云龙地震台水管仪与水平摆仪地震响应幅度、地震响应延迟时间、地震激发震荡时间这3个量对震中距相近、震级不同的腾冲地震的响应进行对比分析。图2中横坐标是震级,纵坐标分别是水管仪与水平摆仪对同一地震激发的地震响应幅度(图2a)、地震响应延迟时间(图2b)和地震激发震荡时间(图2c)。从图2可以看出,同一个地震,不同地倾斜观测仪器在振幅、延迟时间、震荡时间方面的响应不同; 随着震级的增大,不同仪器或同一仪器,在振幅、延迟时间、震荡时间方面的变化也不同。通过这8个地震的总结分析,可以得出一些规律性的认识。
(1)地震响应幅度对比分析:从图2a看出,除了腾冲5.2级地震及日本9.0级地震外,其余6个地震都是水平摆仪的地震响应幅度大于水管仪,这是因为水平摆仪的阻尼远比水管仪小。除了印尼苏门答腊7.5级地震以外,其他7个地震水管仪的响应幅度与震级成正比关系,与震中距没有相关性。水平摆仪的响应幅度与震级、震中距有关,在两个地震的震中距比较接近时,地倾斜响应幅度与震级成正比,与震中距成反比(图2a)。
(2)地震响应延迟时间对比分析:除了印尼苏门答腊7.5级地震以外,其他7个地震,水管仪与水平摆仪的地震响应延迟时间与震中距成正比,震中距越大响应延迟时间越长(图2b)。
(3)地震激发震荡时间对比分析:水管仪与水平摆仪的地震激发震荡时间与震级成正比关系,一般在远震中水平摆仪的震荡时间比水管仪的长,而近震中水管仪的震荡时间却比水平摆的长(图2c)。
(4)对震中距相近、震级不同的腾冲地震的响应对比分析:从表2可以看出,对震中距相近、震级不同的地震,同一观测系统的地震响应幅度、响应延迟时间、震荡时间与震级成正比关系。水平摆仪对3.0级以下地震响应幅度较小,水管仪对5.0级以下地震响应幅度较小。
图1 云龙地震台水管仪与水平摆仪记录到的所选取的8个地震的地倾斜地震响应对比
(a)日本9.0级地震;(b)汶川8.0级地震;(c)印尼苏门答腊7.5级地震;(d)缅甸7.4级地震;
(e)宁洱6.4级地震;(f)腾冲5.2级地震;(g)腾冲4.5级地震;(h)腾冲3.1级地震
Fig.1 Comparation of co-seismic response recorded by water-tube and horizontal pendulum tiltmeters of the selected eight earthquakes in Yunlong Seismic Station(a)M9.0 earthquake in Japan;(b)M8.0 earthquake in Wenchuan;(c)M7.5 earthquake in Sumatra,Indonesia; (d)M7.4 earthquake in Burma;(e)M6.4 earthquake in Ning'er;(f)M5.2 earthquake in Tengchong; (g)M4.5 earthquake in Tengchong;(h)M3.1 earthquake in Tengchong
表2 云龙地震台水管仪和水平摆仪记录到的腾冲震级不同的3个地震的响应对比分析结果
Tab.2 Comparation analysis result of co-seismic response recorded by water-tube and horizontal pendulum tiltmeters of 3 Tengchong earthquakes with different magnitude in Yunlong Seismic Station
图2 水管与水平摆地倾斜仪的地震响应对比柱状图(a)地震响应幅度对比;(b)地震响应延迟时间对比; (c)地震响应震荡时间对比
Fig.2 Comparative colum of co-seismic response recorded by water-tube and horizontal pendulum tiltmeters(a)Amplitude of co-seismic response;(b)Delay time of co-seismic response;(c)Oscillation time of co-seismic response
