受近場大震影響的特高壩，合理估計壩址最大可信地震動是實現(xiàn)近場大震作用下不潰壩目標的前提條件。隨著溪洛渡、白鶴灘等多個近300m的特高壩的建設，用于高壩抗震設計的地震動需要特別關注長周期分量，建立一種能夠表征地震波從震源-介質-場地全過程傳播、且能包含結構抗震設計關注的主要頻段的高效地震動模擬方法，是進行高壩場址最大可信地震動參數(shù)評估必須要解決的問題。

中國地震局地球物理研究所俞瑞芳研究員團隊發(fā)展和完善了隨機有限斷層法，建立了能夠表征地震動低頻成分、且適合工程應用的寬頻帶地震動模擬方法。首先，通過在確定性的子源位錯模型中加入服從k平方分布的隨機滑移量，模擬更加符合真實情況的斷層破裂；然后通過采用表征子源非均勻應力降的動拐角頻率模型，優(yōu)化理論震源譜；最后，通過在子源幅值譜中引入低頻濾波函數(shù)，補償由于路徑效應簡化等不確定性因素導致的低頻模擬誤差。通過對汶川地震記錄的模擬表明，本文建立的方法能夠較好地模擬基巖場地加速度時程的幅值和頻譜（圖1），但對地震動低頻分量的合理估計依賴于先驗目標譜的選擇。基于建立的寬頻帶地震動模擬方法，對白鶴灘壩址最大可信地震動參數(shù)進行了綜合評價，給出了不同層次和風險水平的地震動參數(shù)（圖2），可為近場大震作用下300m級的高壩抗震安全評估提供合理的地震動輸入。

圖1 不同模擬方法得到的加速度時程和原始記錄的對比

圖2 白鶴灘壩址不同風險水平的地震動參數(shù)

該項成果建立了一種適合于工程應用的、高效的寬頻帶地震動模擬方法，已應用于多個大壩或抽水蓄能工程場址的最大可信地震動參數(shù)綜合評價。成果于2025年發(fā)表在國際學術期刊《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》（Yu R., Yang Q., Xu J., Song Y., Zhou H., Yu Y. 2025. Maximum credible ground motion evaluation based on broadband stochastic finite-fault method: A case study for Baihetan dam in China. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 190, 109168. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2024.109168.）。研究受國家自然科學基金項目（51878627）、國家重點研發(fā)計劃課題（2017YFC0404901）和中國電建華東院科研項目（KY2018-ZD-02）項目共同資助。

【作者簡介】

第一作者，俞瑞芳，博士生導師，研究員。從事地震動特性、地震動數(shù)值模擬及對結構響應的影響等相關研究。Email: yrfang126@126.com

通訊作者：俞言祥，博士生導師，研究員。從事強地震動特性、地震動衰減關系、地震動數(shù)值模擬、地震區(qū)劃理論與應用等相關。Email: yuyx@cea-igp.ac.cn