2018年臺(tái)灣花蓮地震中在米倫斷層附近集中出現(xiàn)較豐富的速度脈沖記錄。而近斷層速度脈沖型地震動(dòng)對(duì)柔性結(jié)構(gòu)具有特殊的破壞作用。因此，在近斷層區(qū)域內(nèi)的工程設(shè)計(jì)及概率地震危險(xiǎn)性分析中應(yīng)考慮速度脈沖效應(yīng)的影響。普遍認(rèn)為傳統(tǒng)的地震動(dòng)預(yù)測(cè)模型會(huì)低估速度脈沖型地震動(dòng)。隨著預(yù)測(cè)模型的發(fā)展，目前還未有關(guān)最新NGA-West2地震動(dòng)預(yù)測(cè)模型對(duì)速度脈沖型地震動(dòng)（原始脈沖記錄和提取長(zhǎng)周期脈沖后的殘余記錄）適用性的研究。此外，方向性模型（SB2011，Chang2018以及Rupakhety2011模型）對(duì)速度脈沖的適用性也鮮有研究。

本文基于2018年臺(tái)灣花蓮地震中豐富且高質(zhì)量的速度脈沖記錄，研究了NGA-West2地震動(dòng)預(yù)測(cè)模型以及方向性模型對(duì)本次地震中速度脈沖記錄的適用性。研究發(fā)現(xiàn)（1）NGA-West2預(yù)測(cè)模型在短周期范圍內(nèi)（T<1.0 s）均高估了原始和殘余的脈沖記錄，而在長(zhǎng)周期范圍內(nèi)(T≥1.0 s)內(nèi)可較好地描述殘余記錄，但低估了原始速度脈沖記錄?？梢奛GA-West2并不總是對(duì)殘余記錄有較好的預(yù)測(cè)。這與Shahi and Baker（2011）研究結(jié)果存在差異。（2）本次地震中速度脈沖周期偏長(zhǎng)。充分探討脈沖類型、場(chǎng)地條件以及脈沖周期確定方法對(duì)脈沖周期的影響，發(fā)現(xiàn)斷層的破裂過程是造成本次地震脈沖周期較長(zhǎng)的主要原因。此外，通過與脈沖周期的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行比較還發(fā)現(xiàn)，除震級(jí)外，斷層的破裂細(xì)節(jié)是影響脈沖周期的重要原因。（3）充分考慮場(chǎng)地線性和非線性的影響，研究發(fā)現(xiàn)速度脈沖型地震動(dòng)在長(zhǎng)周期區(qū)域的放大作用主要受速度脈沖效應(yīng)的影響。此外目前考慮窄帶效應(yīng)的方向性模型（SB2011和Chang2018）以及脈沖譜形的Rupakhety（2011）預(yù)測(cè)模型均低估了本次地震中速度脈沖的長(zhǎng)周期放大作用。

花蓮地震中速度脈沖型地震動(dòng)觀測(cè)值反應(yīng)譜與BSSA2014預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)值的比較

花蓮地震中速度脈沖放大作用系數(shù)觀測(cè)平均值隨周期比的變化曲線及與SB2011以及Chang2018的Af預(yù)測(cè)模型的比較

本研究對(duì)NGA-West2地震動(dòng)預(yù)測(cè)模型以及方向性模型的進(jìn)一步發(fā)展提供了重要參考價(jià)值。此外，花蓮地震中速度脈沖記錄幅值偏大、脈沖周期偏長(zhǎng)、脈沖放大作用偏大等特點(diǎn)與以往對(duì)速度脈沖的認(rèn)識(shí)存在很大的不同，本文為速度脈沖特性研究提供了研究基礎(chǔ)。

研究成果發(fā)表于“Bulletin of the Seismological Society of America”。研究受“國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFC1500405）；國家自然科學(xué)基金（51378477,51639006,51738001）；國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018YFC1504602-04）”資助。

【文獻(xiàn)列表】

Zhao, X., Z. Wen, J. Xie, Q. Xie, and K.-E. Ching (2021).Comparison of Near-Fault Velocity Pulse-Like Ground Motions from the 2018 Mw 6.4 Hualien, Taiwan, Earthquake with the Next Generation Attenuation (NGA)-West2 Ground-Motion Models and Directivity Models, Bull. Seismol. Soc. Am. 111,686–703.

Boore, D. M., J. P. Stewart, E. Seyhan, and G. M. Atkinson (2014). NGA-West2 equations for predicting PGA, PGV, and 5% damped PSA for shallow crustal earthquakes, Earthq. Spectra 30, no. 3, 1057–1085.

Shahi, S. K., and J. W. Baker (2011). An empirically calibrated framework for including the effects of near-fault directivity in probabilistic seismic hazard analysis, Bull. Seismol. Soc. Am. 101, no. 2, 742–755.

Chang, Z., X. Sun, C. Zhai, J. X. Zhao, and L. L. Xie (2018). An empirical approach of accounting for the amplification effects induced by near-fault directivity, Bull. Earthq. Eng. 16, no. 5, 1871–1885.

【個(gè)人簡(jiǎn)介】

趙曉芬，博士畢業(yè)于中國地震局地球物理研究所固體地球物理專業(yè)。2021年就職于中國地震局地球物理研究所第二研究室溫增平研究員課題組。主要從事工程地震學(xué)領(lǐng)域的研究。開展近斷層地震動(dòng)特性及其對(duì)結(jié)構(gòu)影響、以及工程抗震減災(zāi)設(shè)計(jì)地震動(dòng)輸入確定相關(guān)理論、方法和應(yīng)用等方面研究工作。目前發(fā)表相關(guān)研究論文7篇，其中第一作者論文4篇。