基于H/V譜比法的重慶測震臺網(wǎng)場地響應(yīng)研究

摘要：利用重慶測震臺網(wǎng)36個子臺地脈動噪聲數(shù)據(jù)，采用H/V譜比法計(jì)算分析場地響應(yīng)。根據(jù)各臺站0.5～20 Hz場地響應(yīng)曲線形態(tài)特征，將這些子臺分為平坦類、低頻放大類、中頻放大類、中頻衰減類和高頻放大類。結(jié)合7個鉆孔應(yīng)變同址觀測臺站地質(zhì)剖面圖，分析了淺層地質(zhì)構(gòu)造對臺站場地響應(yīng)的影響，結(jié)果表明：臺基巖性差異和分層結(jié)構(gòu)對場地放大效應(yīng)有直接影響，臺站局部低密度介質(zhì)會造成低頻段（0.5～1 Hz）的場地放大效應(yīng)，而巖性單一的地下結(jié)構(gòu)場地放大效應(yīng)不明顯。對比3個臺基改造臺站在改造前后的場地響應(yīng)曲線，發(fā)現(xiàn)臺基觀測形式的改變對臺站場地響應(yīng)會產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響，地震計(jì)墩加高后的獨(dú)立柱體結(jié)構(gòu)，明顯增大了中高頻段場地放大效應(yīng)。重慶地區(qū)場地響應(yīng)等值線分布與區(qū)域地形地貌之間無必然聯(lián)系，但臺基局部地勢和所處山體的位置會影響觀測頻帶范圍內(nèi)場地響應(yīng)曲線表現(xiàn)形態(tài)。綜合來看，臺基巖性差異和工藝水平、淺層地質(zhì)構(gòu)造和介質(zhì)密度、局部地形特征和山體部位等均會影響臺站場地響應(yīng)的表現(xiàn)形式。

關(guān)鍵詞：H/V譜比法；場地響應(yīng)；臺基形式；重慶地區(qū)

中圖分類號：P315.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000-0666（2024）04-0528-13

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0047

0引言

合格的地震臺站能夠盡可能真實(shí)地記錄地脈動噪聲和地震事件波形。在估算中小地震的震源參數(shù)時，如果不能合理地考慮場地響應(yīng)，那么場地的低頻放大作用將很容易掩蓋震源原來的拐角頻率，而拐角頻率很小的數(shù)值變化都將顯著影響應(yīng)力降的估算結(jié)果。因此，給出與頻率有關(guān)的臺站場地響應(yīng)，有助于提高利用數(shù)字地震記錄估算中小地震震源參數(shù)的準(zhǔn)確性（張紅才等，2015）。臺站臺基場地響應(yīng)也會影響震級計(jì)算結(jié)果，在進(jìn)行震級偏差校正時，統(tǒng)計(jì)臺站震級偏差平均值的方法存在一定的缺陷，還必須充分考慮臺站的臺基場地響應(yīng)（華衛(wèi)等，2010）。因此，研究臺站的場地響應(yīng)不僅可以提高利用地震波形數(shù)據(jù)分析震源參數(shù)的可信度，還可以為單臺震級的校正提供依據(jù)。

場地響應(yīng)一般是指場地附近理想基巖上覆蓋的松軟土層對地震波振幅的影響，而理想基巖本身則被認(rèn)為對地震波振幅沒有影響（Shearer，1999）。但近年來國內(nèi)外的相關(guān)研究（Nakamura，1989；劉麗芳等，2007）發(fā)現(xiàn)，上述情況在場地條件很好的基巖臺站上作為一種近似是可以的，然而大多數(shù)臺站的場地響應(yīng)曲線并不是完全無地表放大作用的。場地響應(yīng)可通過地面運(yùn)動反演法、參考臺站法和H/V譜比法這3種方法來測量，其中H/V譜比法假設(shè)地面運(yùn)動垂直分量的振幅譜對場地響應(yīng)相對不敏感，利用H/V峰值估計(jì)共振頻率，適合快速評估場地特性。相比基于地震記錄的方法，該方法具有數(shù)據(jù)獲取簡單、數(shù)據(jù)處理快捷、適用多種儀器、受場地限制少、無需等待地震發(fā)生等優(yōu)點(diǎn)，盡管其理論解釋還存在一些爭議，但依然在工程地震領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用（馬淑芹等，2007；華衛(wèi)等，2010）。本文應(yīng)用H/V噪聲譜比法，利用地脈動噪聲數(shù)據(jù)，開展重慶測震臺網(wǎng)子臺場地響應(yīng)研究。

1H/V譜比法原理

H/V譜比法又稱為中村（Nakamura）法，是一種基于同一地表測點(diǎn)地脈動水平分量與豎向分量傅立葉幅譜比值來估計(jì)場地特征的方法。其基本原理為：設(shè)V_S和H_S分別為地表處垂直向和水平向的地震動振幅譜，V_B和H_B分別為基底處垂直向和水平向的地震動振幅譜。實(shí)驗(yàn)證明，基底處地震動的垂直分量與水平分量大致相等，假定地表處垂直分量基本未被放大，則有H_B≈V_B≈V_S，因此臺站噪聲譜比值可表示為（馬淑芹等，2001）：

S=H_S/H_B=H_S/V_S （1）

利用快速傅立葉變換計(jì)算所選地脈動噪聲數(shù)據(jù)，以VUD表示地表處垂直分向傅立葉振幅譜，水平分量的傅立葉譜HS采用地表NS、EW向振幅譜HNS和HEW的合成譜，經(jīng)驗(yàn)傳遞函數(shù)可用Nakamura譜比表示為：

根據(jù)式（2），用地表記錄到的水平向地震波振幅譜和垂直向地震波振幅譜之比就可以計(jì)算得到各臺站的場地響應(yīng)。

2數(shù)據(jù)處理方法步驟

重慶測震臺網(wǎng)共有36個子臺（圖1），其中17個臺基巖性為砂巖，其余均為灰?guī)r。臺基觀測形式有3種，重慶（CQT）為山洞觀測，開縣臨江（LIJ）、忠縣善廣（SHG）、合川云門（YUM）原本為擺坑式觀測，國家預(yù)警重慶子項(xiàng)目開展期間改造為地表擺墩觀測（表1），其余臺站均為地表擺墩。觀測儀器主要是2 s～50 Hz速度型短周期地震計(jì)和60 s～50 Hz寬頻帶地震計(jì)，采樣頻率均為100 sps。

從2021年重慶測震臺網(wǎng)各月歸檔波形數(shù)據(jù)中，按照每個月挑選一天的方式，每個臺站共選出12 d的噪聲記錄。進(jìn)行截取、對齊、去均值和去傾斜等處理，拼接成每個臺站一條的預(yù)處理數(shù)據(jù)，然后利用短時窗平均比長時窗平均（STA/LTA）觸發(fā)算法（Withers et al，1998）反向選擇相對穩(wěn)態(tài)的時窗信號。為消除持續(xù)短時瞬變干擾信號，篩選地震動中相對平靜的部分，將算法的短時窗長度設(shè)置為1 s，長時窗長度設(shè)置為30 s（圖2a），以0.5～2.5為閾值選擇穩(wěn)態(tài)信號（Bard et al，2008；彭菲等，2020；邵媛媛等，2022）。使用Konno和Ohmachi（1997）的平滑方法進(jìn)行平滑處理（b=40），每個選定的數(shù)據(jù)段都生成一條H/V曲線（圖2b），將所有H/V曲線進(jìn)行幾何平均計(jì)算，得到目標(biāo)臺站平均場地響應(yīng)及峰值頻率（圖2c）。本文重點(diǎn)分析0.5～20 Hz各臺站場地響應(yīng)（圖2d）。

3結(jié)果分析

根據(jù)上述步驟，對重慶測震臺網(wǎng)36個子臺的地脈動噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲譜比計(jì)算，得到0.5～20 Hz的場地響應(yīng)曲線（圖3）。圖3表明，各臺站場地響應(yīng)曲線不盡相同，1Hz以下的低頻段，絕大多數(shù)臺站場地響應(yīng)曲線平坦，噪聲譜比值在1附近，僅梁平復(fù)平（FUP）噪聲譜比值整體大于2，而合川云門（YUM）噪聲譜比值整體小于0.9。1～10 Hz中頻段和10～20 Hz高頻段各臺站場地響應(yīng)結(jié)果差異明顯，部分臺站存在明顯峰值或低值。

3.1臺站場地響應(yīng)分類

依據(jù)場地響應(yīng)曲線形態(tài)對臺站進(jìn)行分類是研究場地響應(yīng)的重要內(nèi)容，如張紅才等（2015）根據(jù)福建臺網(wǎng)各臺站在0.1～50 Hz的場地響應(yīng)曲線形態(tài)，將85個臺站大致分為4類；張珂等（2020）根據(jù)各頻段內(nèi)噪聲譜比值的中位數(shù)大小，將內(nèi)蒙古西部地區(qū)12個臺站分為平坦型、中頻放大型（1～10 Hz）及高頻放大型（10 Hz以上）3類；姜秀璇等（2021）依據(jù)各臺站在1～20 Hz的場地響應(yīng)曲線形態(tài)，將祁連山主動源觀測臺網(wǎng)中40個觀測臺站分為３類：平坦型、放大型和高頻衰減型。鑒于噪聲譜比值受深部地質(zhì)構(gòu)造影響的情況較為復(fù)雜，所表現(xiàn)出的場地響應(yīng)曲線形態(tài)具有多樣性，本文在進(jìn)行場地響應(yīng)曲線分類時，根據(jù)0.5～1 Hz、1～10 Hz和10～20 Hz 3個頻帶范圍內(nèi)各子臺場地響應(yīng)曲線形態(tài)特征，結(jié)合噪聲譜比值的大小綜合定義場地響應(yīng)曲線類型。首先定義不同頻帶范圍內(nèi)的場地響應(yīng)曲線類型，當(dāng)頻段內(nèi)曲線有優(yōu)勢特征出現(xiàn)時直接定義為該種類型，36個子臺分類結(jié)果包括：平坦類、中頻放大類、高頻放大類、中頻衰減類和低頻放大類（圖4）。

3.1.1平坦類

平坦類臺站包括長壽（CHS）、江津麻柳（MAL）、石柱（SHZ）、巴南石龍（SLO）、云陽文龍（WEL）、墊江新民（XIM）6個砂巖臺基臺站和重慶（CQT）、龔灘（GOT）、紅池壩（HCB）、鹿角（LUJ）、巫山雙龍（SHL）、萬盛（WAS）、新田（XIT）、仙女山（XNS）和渝北（YUB）9個灰?guī)r臺基臺站，此類臺站場地響應(yīng)曲線形態(tài)上整體平坦（圖4a），無明顯峰值（大于2）和低值（小于0.8）。臺站的臺基狀況和觀測環(huán)境普遍較好，能較好地記錄觀測頻段內(nèi)的地震動信號，此類型臺站占重慶臺網(wǎng)臺站總數(shù)的41%。

3.1.2中頻放大類

此類臺站在1～10 Hz頻帶范圍內(nèi)有頻點(diǎn)噪聲譜比值大于2，且頻點(diǎn)放大比在高頻段明顯，包括城口（CHK）、巫山建平（JIP）、奉節(jié)荊竹（JIZ）、豐都龍河（LOH）、榮昌盤龍（PAL）、忠縣善廣（SHG）、秀山（XIS）、合川云門（YUM）8個臺站（圖4b）。這些臺站中砂巖和灰?guī)r臺基各占一半。其中，忠縣善廣（SHG）和合川云門（YUM）臺基從擺坑觀測改造為地表觀測，其臺站場地放大效應(yīng)是否與臺基改造有關(guān)，將在下文進(jìn)行論述。

圖4b表明，中頻放大類臺站場地響應(yīng)曲線在中頻段有較顯著的高值區(qū)，會對該頻段及其附近的地震動成分產(chǎn)生較明顯的放大作用。吳微微等（2016）研究表明，巖石臺基對地震波信號在不同頻率的放大作用并不相同，因近震震級卓越頻段為1～4 Hz，與此類臺站場地響應(yīng)放大頻段一致。因此在震源參數(shù)分析過程中，可能出現(xiàn)單臺震級大于臺網(wǎng)平均震級的現(xiàn)象。因此，在做震源參數(shù)校正時需要重點(diǎn)關(guān)注此類臺站。

3.1.3高頻放大類

此類臺站包括后坪（HOP）、奉節(jié)紅土（HOT）、開縣臨江（LIJ）、黔江（QIJ）、巫溪（WUX）和云陽耀靈（YAL）共6個臺站（圖4c），灰?guī)r和砂巖臺基也各占一半，此類臺站從低頻段開始，噪聲譜比值隨頻率增加而增大，最大放大倍數(shù)超過4，在10～20 Hz達(dá)到峰值后下降，且該頻帶范圍內(nèi)存在多個噪聲譜比值大于2的頻點(diǎn)，場地放大效應(yīng)也明顯高于中頻段。

3.1.4中頻衰減類

此類臺站有鞍子（ANZ）、涪陵（FUL）、郎溪（LAX）、榮昌（ROC）、萬州（WAZ）和武隆（WUL）共6個（圖4d），該類臺站在1～10 Hz部分頻段的噪聲譜比值小于0.9，其中萬州（WAZ）最小值達(dá)到0.7以下；場地響應(yīng)曲線整體呈現(xiàn)“中間小，兩頭大”的形態(tài)，主要在3 Hz左右表現(xiàn)為中頻衰減特征。因而此類臺站參與臺網(wǎng)分析時，可能會導(dǎo)致震級偏小。

3.1.5低頻放大類

僅梁平復(fù)平（FUP）1個臺站表現(xiàn)為在1 Hz以下的低頻段場地響應(yīng)有顯著放大（圖4e），這一頻帶范圍內(nèi)噪聲譜比值明顯大于2，且噪聲譜比值大于其它頻帶范圍內(nèi)的值。該臺站臺基巖性為砂質(zhì)泥巖，此類沉積巖硬度低于砂巖和灰?guī)r，且較易風(fēng)化，形成地表松軟層，使臺站的場地響應(yīng)值存在局部放大現(xiàn)象。

3.2臺站場地響應(yīng)影響因素

朱榮歡和蘇有錦等（2007）、張紅才等（2015）研究表明，臺站的場地響應(yīng)受臺站地形地貌、局部地質(zhì)構(gòu)造和臺基工藝狀況等因素影響，臺站臺基巖性也可能是決定場地響應(yīng)曲線特征和大小的主要因素，場地響應(yīng)與臺基介質(zhì)密度具有反相關(guān)性（姜秀璇等，2021）。重慶地區(qū)臺站雖然均為基巖臺基，但場地響應(yīng)曲線平坦的臺站中，灰?guī)r臺基臺站占比高于砂巖臺基，表明臺基局部的巖性狀況、基底層以上介質(zhì)密度大小以及臺站所處地區(qū)地質(zhì)背景等多種因素，均會影響臺站場地響應(yīng)曲線的具體表現(xiàn)形態(tài)。

姜秀璇等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，位于高原地區(qū)的臺站的場地響應(yīng)曲線一般比位于山區(qū)及山區(qū)與高原交界處的臺站的場地響應(yīng)曲線平坦些。重慶地區(qū)海拔1 500 m以上的3個臺站紅池壩（HCB）、仙女山（XNS）、石柱（SHZ），其場地響應(yīng)曲線均表現(xiàn)為平坦的特征也證明了這一點(diǎn)。場地響應(yīng)曲線在中高頻段有明顯放大的臺站中，城口（CHK）、豐都龍河（LOH）、黔江（QIJ）等臺站的臺基位于山體半山坡上，坡度均較為陡峭；巫山建平（JIP）、忠縣善廣（SHG）、合川云門（YUM）、奉節(jié)紅土（HOT）、巫溪（WUX）、開縣臨江（LIJ）、云陽耀靈（YAL）等臺位于山體頂部位置或相對獨(dú)立山體，周圍均存在陡崖地形；奉節(jié)荊竹（JIZ）臺位于山體鞍部，周圍存在熔巖空洞區(qū)。可見，臺站局部地形地貌環(huán)境，也會影響部分頻點(diǎn)場地放大效應(yīng)。

4臺站場地響應(yīng)影響因素分析

重慶測震臺網(wǎng)有7個臺站同時開展鉆孔應(yīng)變觀測（圖1），臺站建設(shè)時獲取了地表以下一定深度的地質(zhì)剖面圖，結(jié)合相應(yīng)臺站場地響應(yīng)曲線形態(tài)特征，可探討臺站場地響應(yīng)與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系。另有合川云門（YUM）、開縣臨江（LIJ）、忠縣善廣（SHG）3個臺站的臺基觀測形式從擺坑觀測改造為地表擺墩，對比改造前后的場地響應(yīng)曲線，可分析臺基形式的改變對臺站場地響應(yīng)的影響。

4.1地質(zhì)構(gòu)造

場地響應(yīng)幅值的大小可以反映觀測臺站的質(zhì)量好壞，觀測臺站質(zhì)量與臺站接收震源信號的能力成正比，高質(zhì)量的觀測臺站可以減少獲取較高信噪比的震源激發(fā)信號的疊加次數(shù)，也可在同等疊加次數(shù)下獲取更遠(yuǎn)的傳播距離。對在基巖條件下，不同介質(zhì)密度及所處地區(qū)空間地質(zhì)背景進(jìn)行研究，可為后續(xù)待建或改建的地震臺站臺基勘選提供幫助。

從圖5a可看出，各臺站場地響應(yīng)曲線形態(tài)有一定差異，這些臺站包含了5類場地響應(yīng)類型，其中平坦類有石柱（SHZ）、巴南石龍（SLO）、墊江新民（XIM），低頻放大類有梁平復(fù)平（FUP），中頻放大類有合川云門（YUM），中頻衰減類有萬州（WAZ），高頻放大類有奉節(jié)紅土（HOT）。一般來說，地震波的振幅與介質(zhì)阻抗的平方根成反比（介質(zhì)阻抗等于密度與波速的乘積），低速低密度的介質(zhì)對地震波振幅有放大作用，因此松散的場地因介質(zhì)阻抗較小，其對地震動有較大的放大作用，而堅(jiān)硬的臺基場地則相反（史海霞，2008；姜秀璇等，2021）。

以各臺站不同頻帶范圍內(nèi)最大噪聲譜比值表示場地放大程度（表2），與對應(yīng)的鉆孔剖面圖（圖5b）反映的臺基巖性和巖層結(jié)構(gòu)存在一定的聯(lián)系。各臺站地層年代均為侏羅系時期，除石柱（SHZ）臺基巖性單一、巖層較厚以外，其余臺站均為泥巖和砂巖交替出現(xiàn)。梁平復(fù)平（FUP）臺基處第一層為砂質(zhì)泥巖，且深度達(dá)到83.03 m，第二層僅有12.5 m厚的砂巖，再深處又是泥巖，這種軟-硬-軟的地質(zhì)結(jié)構(gòu)使臺站場地響應(yīng)曲表現(xiàn)為低頻放大，且顯著區(qū)別于其它臺站。一般砂巖密度和硬度大于泥巖，因此泥巖對地震波振幅放大作用更明顯，說明地表低密度介質(zhì)主要影響低頻段場地放大作用。

鉆孔同址觀測臺站中有3個屬于平坦類臺站，但在整個頻帶范圍內(nèi)的場地響應(yīng)曲線石柱（SHZ）表現(xiàn)最為平坦，巴南石龍（SLO）次之，墊江新民（XIM）居后。相應(yīng)鉆孔深度資料表明，石柱（SHZ）臺基地表以下60余米深度僅存在砂巖成分，而巴南石龍（SLO）和墊江新民（XIM）地表以下10多米均為砂巖（圖5b），隨后均出現(xiàn)泥巖層，巖層厚度分別為69.9 m和75.8 m，說明分層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中夾雜低密度巖層介質(zhì)，會增加一定的場地放大效應(yīng)。奉節(jié)紅土（HOT）臺基交替出現(xiàn)砂巖-泥巖-砂巖的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，其場地放大效應(yīng)更加明顯。合川云門（YUM）臺基僅在地表以下16.7 m為相對高密度的砂巖，之后從泥巖過渡到砂質(zhì)泥巖。這種硬-軟-軟型地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成臺站場地響應(yīng)出現(xiàn)明顯的中高頻放大?？梢?，臺站臺基局部巖層結(jié)構(gòu)和巖性特征是影響臺站場地響應(yīng)曲線形態(tài)的一個重要因素。

4.2臺基觀測形式

開縣臨江（LIJ）、忠縣善廣（SHG）、合川云門（YUM）3個臺站原本是擺坑觀測，地震計(jì)安放于地下幾米深處。2019年底至2020年初，按照地震預(yù)警臺站建設(shè)規(guī)范，將擺墩整體澆筑出地面，地震計(jì)安放空間位置相對分別抬升2.9 m、4.3 m和3.5 m。基于噪聲譜比法分別計(jì)算2019年和2021年0.5～50 Hz的場地響應(yīng)曲線（圖6），對比臺站改造前后場地響應(yīng)變化情況。開縣臨江（LIJ）在4 Hz以上頻段，改造后的噪聲譜比值相比改造前有明顯增大，改造前的最大值僅為1.94，改造后最大值為3.18，在10 Hz處，最大相差1.5；峰值頻率也從改造前的5 Hz左右變?yōu)楦脑旌蟮?1 Hz左右；整體形態(tài)從平坦類變?yōu)橹蓄l放大類。忠縣善廣（SHG）在改造前后場地響應(yīng)曲線形態(tài)變化不大，峰值頻率也較為一致；但在6 Hz以上頻段，改造后的噪聲譜比值明顯增大，最大增加了0.8。合川云門（YUM）在改造后峰值頻率略有變化，從7 Hz移動到8 Hz，場地響應(yīng)曲線形態(tài)在峰值頻率后發(fā)生明顯改變，3 Hz以上噪聲譜比值均有所增大，在16 Hz附近，增加值最大為2.5。

2021基于噪聲譜比法所計(jì)算的臺站場地響應(yīng)結(jié)果一般是比較穩(wěn)定的。臺基改造后3個臺站的場地響應(yīng)曲線均發(fā)生一定變化。從中頻段開始，改造后的噪聲譜比值明顯大于改造前，表明同一臺站不同的臺基形式會影響臺站場地響應(yīng)曲線表現(xiàn)形態(tài)。其原因是擺墩加高改造后的柱體形墩體與原始臺基存在物理分層，且改造后儀器墩的高寬比增大，運(yùn)動中的儀器墩底部接觸碰撞使得地震動記錄呈現(xiàn)顯著的不對稱（周正華等，2010），即改造后記錄三分向數(shù)據(jù)存在“瀑布”現(xiàn)象，在中高頻段對地震波振幅表現(xiàn)出一定的放大作用。

5討論

H/V譜比法本質(zhì)上是一種參考場地法，該方法的推導(dǎo)過程建立在“垂直分量無放大”的假設(shè)之上，而事實(shí)上垂直分量具有一定的場地放大效應(yīng)（郭明珠等，2004）。雖然基于H/V譜比法得到的場地效應(yīng)比實(shí)際臺站場地對地震波的放大作用要小，但可作為場地放大倍數(shù)的下限進(jìn)行分析研究（盧滔等，2006；秦彤威等，2021）。本文將H/V譜比法（實(shí)線）與Lg波衰減法（虛線）計(jì)算出的各臺站場地響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行比較，如圖7所示。由圖可見，兩種方法得到場地響應(yīng)曲線形態(tài)具有相似性，多數(shù)臺站在1～20 Hz頻帶內(nèi)的變化趨勢基本一致，長壽（CHS）、紅池壩（HCB）、石柱（SHZ）、城口（CHK）、巫溪（WUX）、萬州（WAZ）等臺站在對應(yīng)頻點(diǎn)的放大倍數(shù)十分接近。但由于方法、原理不同，幅值大小有一定差異，H/V譜比法計(jì)算結(jié)果整體偏小，但仍然能夠反映臺站頻點(diǎn)放大的情況，與Lg波衰減法計(jì)算結(jié)果中存在明顯放大效應(yīng)的臺站基本對應(yīng)，因此在缺乏地震事件的情況下，使用噪聲譜比法分析臺站場地響應(yīng)具有一定的可靠性。

為進(jìn)一步分析重慶測震臺網(wǎng)子臺的場地響應(yīng)空間分布特征，比較H/V譜比法和Lg波衰減法的計(jì)算結(jié)果，分別拾取兩種方法在1～20 Hz的最大幅值進(jìn)行插值，得到場地響應(yīng)等值線分布圖（圖8）。結(jié)果表明，用這兩種方法得到的臺站場地響應(yīng)分布高值區(qū)和低值區(qū)較為一致，榮昌（ROC）-合川云門（YUM）、奉節(jié)紅土（HOT）-奉節(jié)荊竹（JIZ）、忠縣善廣（SHG）-豐都龍河（LOH）連線區(qū)域均為高值區(qū)，萬州（WAZ）-石柱（SHZ）、渝北（YUB）-重慶臺（CQT）、長壽（CHS）-巴南石龍（SLO）連線區(qū)域均為低值區(qū)。

重慶地區(qū)地形是東南部和東北部高，中部和西部低，沿南北向長江河谷逐級降低。從圖8可以看出，渝西低山丘陵區(qū)臺站場地響應(yīng)以放大為主，而渝東丘陵低山區(qū)不同臺站場地響應(yīng)差異較大，渝東北大巴山區(qū)臺站場地響應(yīng)基本無放大，渝東南武陵山區(qū)不同臺站場地響應(yīng)差異較大。前述表明區(qū)域地形貌對臺站場地響應(yīng)的影響有待進(jìn)一步研究，而局部地形對場地響應(yīng)的影響可能僅限于臺站所處山體的位置。對比不同類型臺站周圍地形特征發(fā)現(xiàn)，紅池壩（HCB）、長壽（CHS）、墊江新民（XIM）、石柱（SHZ）等場地放大效應(yīng)不明顯的臺站主要位于平緩山頂或地勢平坦地帶，周圍地形高程落差較小；忠縣善廣（SHG）、奉節(jié)紅土（HOT）、合川云門（YUM）、巫山建平（JIP）等場地放大效應(yīng)明顯的臺站，附近存在陡崖地形，周圍地勢有較大落差；萬州（WAZ）、涪陵（FUL）、榮昌（ROC）、武?。╓UL）等場地放大效應(yīng)偏小的臺站均處于山體緩坡中段山腰位置。因此，地震臺站的場地響應(yīng)特征受臺站所處位置地形地貌的影響。

6結(jié)論

本文使用重慶測震臺網(wǎng)36個子臺的地脈動噪聲記錄，應(yīng)用H/V譜比法研究了臺站場地響應(yīng)，通過分析鉆孔同址臺站及臺基改造臺站場地響應(yīng)曲線，并結(jié)合臺站局部地形地貌特征，對影響重慶測震臺網(wǎng)臺站場地響應(yīng)的因素進(jìn)行分析，得到以下主要結(jié)論：

（1）根據(jù)重慶測震臺網(wǎng)子臺0.5～20 Hz頻帶范圍內(nèi)場地響應(yīng)曲線形態(tài)特征，可將重慶測震臺網(wǎng)觀測臺站分為5類，即平坦類、低頻放大類、中頻放大類、中頻衰減類和高頻放大類。

（2）結(jié)合部分鉆孔應(yīng)變同址觀測臺站地質(zhì)剖面資料，發(fā)現(xiàn)臺基巖性差異和分層結(jié)構(gòu)對場地放大效應(yīng)有一定影響，臺基局部淺層低密度介質(zhì)主要影響低頻段（0.5～1 Hz）場地響應(yīng)，表現(xiàn)為具有一定放大作用，而巖性單一的地下結(jié)構(gòu)場地放大效應(yīng)不明顯。

（3）臺站臺基改造后的場地響應(yīng)曲線會產(chǎn)生明顯改變，主要表現(xiàn)在中高頻段，表明基巖上一定高度獨(dú)立墩體結(jié)構(gòu)具有明顯場地放大效應(yīng)，是否開展擺墩加高的施工改造需要慎重考慮。

（4）使用噪聲譜比法與Lg波衰減法獲得的多數(shù)臺站的場地響應(yīng)曲線形態(tài)基本一致，而且部分臺站的場地響應(yīng)數(shù)值也較為接近。但噪聲譜比法與Lg波衰減法的原理與方法均存在不同，導(dǎo)致結(jié)果也存在一定差異。

（5）重慶臺網(wǎng)測震臺站臺基巖性均為基巖，多數(shù)臺站場地放大效應(yīng)不明顯，但不同臺站場地響應(yīng)曲線有一定差異，主要原因是不同頻點(diǎn)場地放大效應(yīng)受臺站臺基巖性、局部地形地貌特征和淺層地質(zhì)結(jié)構(gòu)的綜合影響。

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Site Response of the Chongqing Seismic Networks Based

on the H/V Spectral Ratio Method

YANG Yayun，WANG Jian，LI Cuiping，MA Wei

（Chongqing Earthquake Agency，Chongqing 401147，China）

Abstract

Using the microseismic noise data recorded by 36 substations of the Chongqing Seismic Networks，the site response of each of these substations is calculated by the method of H/V spectral ratio.According to the form of the site response curves of these substations within the 0.5-20 Hz frequency band，these substations are divided into five categories：stations with flat curves，stations with low-frequencyamplification curves，stations with intermediate-frequency amplification curves，stations with the curves of intermediate-frequency attenuation and high-frequency amplification.By the help of the geological profiles of the borehole strain monitoring at 7 stations，the influence of the shallow geological structure on the site response of the sub-stations is analyzed.results show that the lithological difference and layered structures on the station site have a certain impact on the site response of the seismic stations.Partial low-density media around the stations will cause site amplification effect in low frequency band（0.5-1 Hz），while the site amplification effect of structures with single lithology is not obvious.Comparing the site response curves recorded by 3 reconstructed stations in 2019 and 2021，it is found that the change of the seismometer pillar will have a substantial impact on the site response curves；the independent pillar has obvious site amplification effect.In Chongqing area，the site response contour lines are not necessarily related to the regional terrain and geomorphology，but the small-scale terrain around the station and the location of the station in the mountains will affect the form of the site response curves within the frequency band.In conclusion，the lithology underneath the station，the differences of the shallow media，the construction quality of the seismometer pillar，the regional terrain，and the shallow geological structures all affect the site response at the stations.

Keywords：H/V spectral ratio method；site response；platform form；Chongqing area