摘要：場(chǎng)地放大效應(yīng)在幾十年的探索中取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，觀測(cè)資料綜合考慮到尾波，S波和脈動(dòng)。介紹了一些場(chǎng)地放大的方法，對(duì)當(dāng)今以及今后場(chǎng)地放大效應(yīng)的研究方向給出一個(gè)綜述。
　　關(guān)鍵詞：場(chǎng)地放大，S波，尾波，脈動(dòng)，線性反演，頻譜比
　　引言
　　場(chǎng)地放大對(duì)地震動(dòng)的影響是地震工程研究中的一個(gè)重要課題。測(cè)量場(chǎng)地放大的方法主要有兩類(lèi),頻譜比法和反演法。頻譜比法和線性反演法稱(chēng)為參考臺(tái)法。兩類(lèi)都須要一參考場(chǎng)地作為基準(zhǔn),求出相對(duì)的場(chǎng)地放大。通常認(rèn)為基巖沒(méi)有或只有很小的場(chǎng)地放大,因此,基巖臺(tái)作為參考場(chǎng)地是合理的選擇。在沒(méi)有基巖臺(tái)時(shí),亦可選擇研究區(qū)內(nèi)平均的場(chǎng)地放大作為參考。測(cè)量場(chǎng)地放大可用S波、尾波或脈動(dòng)。
　　
　　1.反演法
　　常用的估測(cè)場(chǎng)地放大因子的方法是線性反演法,它以場(chǎng)地放大因子、震源譜和路徑衰減作為待測(cè)參數(shù)(或其中兩個(gè),另一個(gè)設(shè)為已知),用線性反演法解出。
　　通常認(rèn)為尾波是S波的散射波,用尾波資料得出的場(chǎng)地放大與用S波得出的結(jié)果相近。
　　1.1S波線性反演場(chǎng)地放大
　　消除了觀測(cè)儀器響應(yīng)后,第i個(gè)地震在第j個(gè)觀測(cè)臺(tái)站記錄中f頻率的直達(dá)S波譜振幅可表為
　　（1）
　　式中SS(f)是震源項(xiàng),RS(f)是觀測(cè)S波場(chǎng)地放大項(xiàng),G是幾何擴(kuò)散因子,指數(shù)項(xiàng)是路徑項(xiàng),Dij是震源到臺(tái)站的距離，Qs(f)是S波傳播品質(zhì)因子,vs是S波傳播速度。對(duì)震中距小于100km的體波,取幾何因子G=Dij-1。
　　1.2尾波線性反演的場(chǎng)地放大
　　尾波譜振幅表示式的形式與(1)式類(lèi)似。設(shè)Cij(f)表示尾波譜振幅,有
　　（2）
　　上式中RCj(f)表示尾波場(chǎng)地放大,SCi(f)是尾波震源項(xiàng),QC(f)是尾波的品質(zhì)因子,t為尾波流逝時(shí)間(從發(fā)震時(shí)間起算)。當(dāng)流逝時(shí)間大于2倍S波走時(shí)時(shí),臺(tái)下地殼內(nèi)有均勻的散射波。相同流逝時(shí)間的尾波走過(guò)相同的路程,在所有地震的不同臺(tái)站的觀測(cè)記錄上取相同流逝時(shí)間t處的尾波計(jì)算Cij(f)。
　　
　　2.頻譜比法
　　估測(cè)場(chǎng)地放大因子的另一個(gè)方法是頻譜比法,是將待求場(chǎng)地的觀測(cè)譜振幅與參考場(chǎng)地的觀測(cè)譜振幅進(jìn)行比較而得出,通常選擇巖石場(chǎng)地作參考場(chǎng)地,并假設(shè)其譜振幅沒(méi)有被放大。所用的觀測(cè)資料可以是S波譜,尾波譜或者脈動(dòng)。
　　2.1S波頻譜比的場(chǎng)地放大
　　在臺(tái)站間的距離較震源距小得多時(shí),可將相同地震的待求場(chǎng)地與參考場(chǎng)地的觀測(cè)譜振幅進(jìn)行直接比較,得出場(chǎng)地放大因子。根據(jù)(1)式,S波的頻譜比場(chǎng)地放大因子SR(f)的表式為
　　（3）
　　式中下標(biāo)r表示參考臺(tái)。由于震源輻射的方向性,不同臺(tái)站的震源項(xiàng)一般說(shuō)來(lái)不會(huì)相同。若有多方位的臺(tái)站分布或多種震源機(jī)制的地震分布,大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)平均會(huì)消除震源輻射方向性的影響,因此,我們約定(3)式分子和分母中的震源項(xiàng)是相同的。將從各地震得出的同一臺(tái)站的放大因子進(jìn)行平均,得出該臺(tái)的頻譜比場(chǎng)地放大因子SRj。
　　2.2尾波頻譜比的場(chǎng)地放大
　　如前所述,相同流逝時(shí)間的尾波走過(guò)相同的路徑,經(jīng)歷了相同的衰減。因?yàn)樯⑸洳◤母鱾�(gè)方向到達(dá)觀測(cè)點(diǎn)而迭加,S波原有的震源方向性因素已被平均掉了。因而將同一地震的待求場(chǎng)地和參考場(chǎng)地的相同流逝時(shí)間的觀測(cè)尾波譜振幅進(jìn)行比較,就可得出該臺(tái)的尾波頻譜比場(chǎng)地放大因子CR(f),即
　                                       　（4）
　　2.3脈動(dòng)H／V頻譜比的場(chǎng)地放大
　　該方法的基本假定為：只有水平分量包括由場(chǎng)地地質(zhì)結(jié)構(gòu)引起的P-S轉(zhuǎn)換波，垂直分量沒(méi)有被場(chǎng)地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響。對(duì)地脈動(dòng)或中小震地震記錄，Vs/Vb在水平振動(dòng)為主的頻率范圍內(nèi)為1，在瑞利波能量的控制范圍內(nèi)大于1。地表的放大特性可以用
　　                                               
　　估計(jì)，而Hb／Vb在一定寬的頻帶范圍內(nèi)幾乎為1。所以，強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)的放大特性能用H/V譜比來(lái)估計(jì)。在堅(jiān)硬場(chǎng)地上，用地面運(yùn)動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)和地脈動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算出的H/V譜比值，從譜形上和大小上都很接近，可以用該方法估計(jì)場(chǎng)地放大。
　　3.結(jié)論
　　場(chǎng)地放大涉及到測(cè)試所用的方法和所用的觀測(cè)資料，相同資料的兩種方法的結(jié)果或相同方法的兩種資料的結(jié)果通常會(huì)有差別,亦有彼此符合很好的。隨著地震工程學(xué)的發(fā)展,其研究成果必將進(jìn)一步促進(jìn)場(chǎng)地放大的研究和發(fā)展。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]黎家佑、高東、陳勤等,1985,祿勸地震強(qiáng)觀測(cè)與分析,地震研究,8(增刊),67～75.
　　[2]華正興,馬云生,高龍生,1993.滇西實(shí)驗(yàn)場(chǎng)區(qū)尾波的場(chǎng)地放大效應(yīng).地震學(xué)報(bào),15,572-580.
　　[3]黃玉龍,鄭斯華,劉杰,趙興權(quán),康英(2002).華南地區(qū)地震波衰減和場(chǎng)地響應(yīng)的研究.
　　[4]Aki,K.andChouet,B.,1975.Originofcodawaves:source,attenuation,andscatteringeffects,J.Geophys.Res.,80,3322～3342.
　　[5]NakamuraYutaka.Amethodfordynamiccharacteristicsestimationofsubsurfaceusingmicrotremorsonthegroundsurface[J].QRofRTR1,1989.
　　[6]W.R.Stephenson.HVSR,SSR,andVS30ValuesatThreeNewZealandBasinArrays.JournalofEarthquakeEngineering,11:987–1009,2007.