1.強地震動基礎(chǔ)研究進展
    地震動研究的視野關(guān)注更長的周期范圍和轉(zhuǎn)動分量,地震動的空間變化性(空間相關(guān)性或相干性)、地震動隨機性以及隨機場理論等,涌現(xiàn)出一些新的研究成果。以波形包絡(luò)擬合反演方法為代表的震源反演技術(shù)在20世紀(jì)80年代后期有了迅速發(fā)展,利用近場強地震動觀測記錄在頻率低于1Hz的范圍內(nèi)取得了很好的效果。缺乏強震記錄的地區(qū),地震動衰減的研究在有限的經(jīng)驗性數(shù)據(jù)(小震或遠場)與地震學(xué)理論結(jié)合的研究途徑上取得喜人的進展。發(fā)展了經(jīng)驗格林函數(shù)法估計近場地震動,用在震源區(qū)小地震中記錄的地震動作為經(jīng)驗格林函數(shù)合成大地震引起的強烈地震動。指出大地震近斷裂的破裂方向性效應(yīng)、上盤效應(yīng)、地殼波導(dǎo)效應(yīng)、大型沉積盆地邊緣效應(yīng)等都對地震動有重要的影響。
    地震動估計的隨機方法取得可喜進展,將地震動模擬為有限帶寬白噪聲的一個時間序列,用震源譜代替震級、用表示地震波傳播效應(yīng)因子修正譜的形狀。寬頻帶格林函數(shù)的研究逐漸深人,震源表達為在一個延伸的斷裂面上的剪切位錯,它的輻射模式和它在短于0.5s周期段變得壓低的趨勢被精確地表示出來,斷裂面上滑動空間和時間變化用離散的方法表示。波的傳播由對包括斷裂和場地的地震波速度結(jié)構(gòu)所計算的格林函數(shù)表達。用理論或數(shù)值計算的格林函數(shù)模擬低頻的地震動,與用隨機法估計的高頻地震動在時域疊加,形成一個值得探索的新途徑。
    重視大型沉積盆地對地震動的影響,采用強震或地脈動觀測分析與簡化場地盆地模型的數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究盆地及盆地邊緣效應(yīng)。場地條件影響研究與震源破裂過程模擬、地震波傳播研究的緊密結(jié)合,成了最近地震動研究的最大熱門。對地震地表破裂參數(shù)建立了一些和震級的經(jīng)驗統(tǒng)計關(guān)系,借助固體力學(xué)一些新進展,例如應(yīng)變的局部化、位移的強間斷等研究巖土體剪切帶的萌生和發(fā)展。
2.地震動基礎(chǔ)研究方向
   強地震動基礎(chǔ)研究既是人類認識、探索地震和地震動之間的因果關(guān)系、地震波產(chǎn)生與傳播機理的努力,也是了解分析地震對工程結(jié)構(gòu)物作用的過程。強地震動研究中的震源模擬以觀測為基礎(chǔ)揭示震源破裂的復(fù)雜過程,與強震機理、震源物理研究結(jié)合,使地震學(xué)中震源破裂過程研究大大深化。傳播介質(zhì)的影響則是不均勻介質(zhì)中波傳播的一個最復(fù)雜的問題,既涉及地殼介質(zhì)參數(shù)的不均勻性、各向異性、非線性,又要考慮地殼中各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)面,還要考慮地下水的作用。局部場地條件的影響又與數(shù)值模擬技術(shù)中的許多基本理論問題緊密聯(lián)系,如多相介質(zhì)中波的傳播理論與數(shù)值模擬、近場波動離散模擬的理論基礎(chǔ)與技術(shù)的精度、穩(wěn)定性和效率,各種表現(xiàn)計算域與外無限域之間波動能量交換的人工邊界建立及精度、穩(wěn)定性和效率等。
  目前我國工程地震研究應(yīng)充分吸收大陸強震機理與預(yù)測的研究成果,以強震動觀測記錄和大城市地震活動斷層探查資料為依托,將震源破裂過程的模擬、地震波傳播的研究與場地條件影響的研究緊密結(jié)合、連成一條主線;細化震源的尺寸和幾何形態(tài),探討斷裂面上錯動的空間分布和錯動的時間函數(shù),與國內(nèi)外強震動觀測記錄反演標(biāo)定的震源參數(shù)對照,探討震源參數(shù)估值可利用的信息、原則和方法;有限帶寬白噪聲隨機振動法和寬頻帶格林函數(shù)數(shù)值模擬法結(jié)合發(fā)展,徹底更新我國目前廣泛采用經(jīng)驗衰減關(guān)系估計近場地震動的局面;改善人工邊界,借助并行算法完善大型沉積盆地對地震動影響的數(shù)值模擬技術(shù)。經(jīng)過五年的努力,發(fā)展與震源過程緊密結(jié)合的強地震動預(yù)測理論,在強度、譜特征的空間分布和時變特征上取得突破性的進展。以下為四個重點研究課題。
   (1)強地震動特征的研究。研究對工程結(jié)構(gòu)破壞起主要作用的強地震動時空特征,探討地震動破壞勢理論、提取特征參數(shù)、歸納主要影響因素。
   研究強地震動的強度和頻率非平穩(wěn)特征,地震動三分量間的關(guān)系,地震動的隨機特征,以及長周期地震動的主要影響因素。利用密集強震臺陣的強震及微震觀測記錄資料,探討地震動的空間相關(guān)性,將研究的重點置于高頻成分的隨機性和中低頻成分相關(guān)性方面。
   (2)近場強地震動的研究。研究大地震近斷裂的破裂方向性效應(yīng)、上盤效應(yīng)、長周期大脈沖的分布規(guī)律和生成機理。研究整個震源破裂面上錯動的不均勻分布特征和破裂過程,重點研究粗糙面的位置、尺寸的分布規(guī)律及隨機性,探討動力學(xué)模型。
   研究地震波在地殼速度成層介質(zhì)中的傳播規(guī)律及對地表地震動的影響。建立并論證震源、區(qū)域地殼結(jié)構(gòu)、局部工程場地條件相關(guān)的地震動場理論方法。
  (3)大型沉積盆地對地震動影響的研究。研究盆地場地條件對地震動的影響,包括場地近地表土層特性、地表和土層下臥基巖地形以及盆地邊緣效應(yīng)的影響。
  利用密集強震動觀測臺陣所獲得的強震動記錄和地脈動觀測資料,開展三維地震波動的數(shù)值模擬,研究強地震動輸入下盆地場地條件對地震動影響的特征和規(guī)律,并且探討基于強震動記錄和地脈動觀測資料反演盆地場地土層結(jié)構(gòu)的數(shù)值分析方法。
  (4)地震地表永久變形和破裂的研究。統(tǒng)計分析和數(shù)值模擬結(jié)合,發(fā)展以震源位錯、地震動或埋藏基巖面錯動量為輸入的覆蓋土(巖)層永久變形和地表破裂的分析方法,探討巖土體在彈塑性反應(yīng)中應(yīng)變集中在一很窄的區(qū)域形成剪切帶的機理和條件。破裂或剪切帶內(nèi)巖土材料局部失穩(wěn),強度和剛度嚴(yán)重退化的本構(gòu)關(guān)系,隨著外部作用的持續(xù)或加劇,剪切帶擴展,形成宏觀永久變形和地表破裂的規(guī)律。