地震研究

2014年鲁甸6.5级地震强震动频率非平稳特性相关分析^*

刘琼仙¹,邱志刚²,杨黎薇¹,林国良¹

(1.云南省地震局,云南昆明 650224; 2.昆明学院城乡建设与工程管理学院,云南昆明 650000)

Non-stationarity Correlation Analysis on Strong Motion Frequency of Ludian M_S6.5 Earthquake in 2014

LIU Qiongxian¹,QIU Zhigang²,YANG Liwei¹,LIN Guoliang¹

(1.Earthquake Administration of Yunnan Province,Kunming 650224,Yunnan,China)(2.Kunming University,Kunming 650000,Yunnan,China)

Keywords：Ludian earthquake; characteristic of non-stationarity frequencies; duration; the crossing-zero rates

备注

摘要

全文

图/表

参考文献

以2014年云南鲁甸6.5级地震的加速度记录为研究样本,分别对强震动三分量的加速度时程进行持续时间与穿零率分析,通过对三分量记录间频率特性差异的研究,总结了鲁甸6.5级地震中强震动记录三个分量的相对峰值持时离散特点,以及穿零率随震中距的走势特征,侧重分析了强震动频率的非平稳变化。

Taking the acceleration recording of Ludian M_S6.5 earthquake on Aug.3,2014 in Yunnan province as the studying samples,we analyzed duration time and the crossing-zero rates on its three-component acceleration history of strong motion respectively.After studying the frequency characteristic differences of the three-component recordings,we summarized the duration dispersion characteristic of the relative peak value of the three-component strong motion recording of Ludian M_S6.5 earthquake,and the trend variation of zero crossing rate with epicenter distance.Finally,we focus on analyzing the non-stationarity variation of the frequency of strong motion.

引言
1 统计数据基础
2 持时特性分析
3 穿零率相关特性
4 结论

图1 地震震中与记录台站分布图<br/>Fig.1 Distribution of the earthquake epicenter and the recording stations

图1 地震震中与记录台站分布图
Fig.1 Distribution of the earthquake epicenter and the recording stations

图2 相对峰值持时随震中距的变化趋势(a)东西向;(b)北南向;(c)竖直向<br/>Fig.2 Variation tendency of the relative peak value duration with epicenter distance(a)EW direction;(b)NS direction;(c)vertical direction

图2 相对峰值持时随震中距的变化趋势(a)东西向;(b)北南向;(c)竖直向
Fig.2 Variation tendency of the relative peak value duration with epicenter distance(a)EW direction;(b)NS direction;(c)vertical direction

表1 2014年鲁甸6.5级地震动记录部分持时<br/>Tab.1 Part of durations of strong motion of Ludian MS6.5 earthquake in 2014

表1 2014年鲁甸6.5级地震动记录部分持时
Tab.1 Part of durations of strong motion of Ludian MS6.5 earthquake in 2014

图3 三分量的相对峰值持时随震中距的变化趋势<br/>Fig.3 Variation tendency of relative peak value durations of three-component varied with epicenter distance

图3 三分量的相对峰值持时随震中距的变化趋势
Fig.3 Variation tendency of relative peak value durations of three-component varied with epicenter distance

图4 a～e代表了5种不同震中距分组条件下,东西分量记录的穿零率曲线异同。整体来看,穿零率曲线均为不规则震荡的随机曲线,可见地震波有较为复杂的周期成分,且随着时间增长,穿零率整体上有逐渐减小的趋势。通过对不同震中距的对比发现,震中距在60 km范围内的穿零次数明显小于震中距大于60 km的穿零次数,且随着震中距增加,地震动的低频成分更加丰富。图4f以线性方式绘出了不同震中距条件下东西分量穿零率均值的走势。由图4f可见,震中距20～60 km范围内的穿零率随着时间增长衰减下降最快,其次是震中距60～100 km范围内的穿零率衰减,再者是震中距100～200 km范围内的穿零率衰减,衰减最慢的穿零率震中距已超过200 km。
图5a～e代表了5种不同震中距分组条件下,北南分量记录的穿零率曲线异同。整体来看,其穿零率曲线所有变化与东西分量相似,在此不做过多介绍。相比东西分量的穿零次数,当震中距大于60 km后,北南分量的穿零次数就明显增加。图5f以线性方式绘出了不同震中距条件下北南分量穿零率均值的走势,该分量穿零率的衰减速度随着震中距增大而减小。
图6a～e代表了5种不同震中距分组条件下,竖直分量记录的穿零率曲线异同。与水平分量相比,竖直分量记录穿零曲线的穿零次数明显增多。图6f线性方式绘出了不同震中距条件下竖直分量穿零率均值的走势,该分量穿零率的衰减速度随着震中距增大而减小。

图4 不同震中距东西向归一化穿零率均值变化及走势(a)0～20 km;(b)20～60 km;(c)60～100 km;(d)100～200 km;(e)200 km以上;(f)均值走势
Fig.4 The EW normalized crossing-zero rates mean value variation and trends at different epicenter distances(a)0～20 km;(b)20～60 km;(c)60～100 km;(d)100～200 km;(e)longer than 200 km;(f)mean value trends

图5 不同震中距北南向归一化穿零率均值变化及走势(a)0～20 km;(b)20～60 km;(c)60～100 km;(d)100～200 km;(e)200 km以上;(f)均值走势<br/>Fig.5 The NS normalized crossing-zero rates mean value variation and trends at different epicenter distances(a)0～20 km;(b)20～60 km;(c)60～100 km;(d)100～200 km;(e)longer than 200 km;(f)mean value trends

图5 不同震中距北南向归一化穿零率均值变化及走势(a)0～20 km;(b)20～60 km;(c)60～100 km;(d)100～200 km;(e)200 km以上;(f)均值走势
Fig.5 The NS normalized crossing-zero rates mean value variation and trends at different epicenter distances(a)0～20 km;(b)20～60 km;(c)60～100 km;(d)100～200 km;(e)longer than 200 km;(f)mean value trends

图6 不同震中距竖直向归一化穿零率均值变化及走势(a)0～20 km;(b)20～60 km;(c)60～100 km;(d)100～200 km;(e)200 km以上;(f)均值走势<br/>Fig.6 The vertical nomalized crossing-zero rates mean value variation and trends at different epicenter distances(a)0～20 km;(b)20～60 km;(c)60～100 km;(d)100～200 km;(e)longer than 200 km;(f)mean value trends

图6 不同震中距竖直向归一化穿零率均值变化及走势(a)0～20 km;(b)20～60 km;(c)60～100 km;(d)100～200 km;(e)200 km以上;(f)均值走势
Fig.6 The vertical nomalized crossing-zero rates mean value variation and trends at different epicenter distances(a)0～20 km;(b)20～60 km;(c)60～100 km;(d)100～200 km;(e)longer than 200 km;(f)mean value trends

图7 不同震中距三分量穿零率均值走势(a)20～60 km;(b)60～100 km;(c)100～200 km;(d)200 km以上<br/>Fig.7 The three-component crossing-zero rates mean value trends at different epicenter distances

图7 不同震中距三分量穿零率均值走势(a)20～60 km;(b)60～100 km;(c)100～200 km;(d)200 km以上
Fig.7 The three-component crossing-zero rates mean value trends at different epicenter distances