MS6.4主震中PGA、PGV不对称的距离衰减可能是破裂方向性导致的,进一步根据强震动峰值估计地震破裂方向性.采用破裂方向性系数Cd表示震源破裂方向性对地震动峰值的影响,将地震震源简化为具有一致滑动分布和恒定破裂速度的简单线源模型,Wen等[8]将Cd表示为
式中:φ和θ分别表示破裂方向和台站方位角; k表示沿破裂方向φ的破裂长度占整个破裂面长度的比例,k≥0.5表示破裂方向φ为主破裂方向,否则相反方向为主破裂方向; vr/β为马赫数(Mach number),vr和β分别表示震源破裂速度和震源区介质剪切波速,一般情况下vr<β; 指数γ表示震源相关的参数,本文中取γ=1.0[8].目前,采用大量强震动记录回归分析建立了描述地震动强度指标(如PGA、PGV和PSA)随震级、距离、场地条件以及其他因素的变化规律的地震动预测方程,预测方程通常不考虑震源破裂方向性的影响.理论上,Cd修正的地震动峰值观测值与预测值之间的残差达到最小,即
式中:YiO和YiP分别表示第i个台站的水平地震动峰值(PGA、PGV)的观测值与预测值; N为台站数量.根据式(2),可以确定最佳的Cd及其对应的破裂方向性参数(φ、k、vr).
本文采用俞言祥等[9](以下简称为Yu13)为我国第五代区划图编制建立的青藏地震区基岩场地水平向地震动峰值预测方程.Y13模型是根据地震烈度衰减关系通过中线映射得到的地震动参数衰减关系,其地震烈度衰减关系模型采用椭圆模型(椭圆模型一定程度上反映了破裂面走向),因此,为了消除长短轴的影响,设置长轴方向从0°到180°、等间隔为0.1°计算PGA预测值,然后使用其平均值作为预测值.为考虑场地效应对地震动参数的影响,进一步使用李小军[10]给出的基于I1类场地的场地影响系数对PGA预测值进行调整.根据VS30(即场地地表以下30 m土层的等效剪切波速)值与场地分类之间的经验关系[11],将场地等级分为不同的类别,即VS30>510 m/s为I类场地,260~510 m/s为II类场地,150~260 m/s为III类场地,<150 m/s为IV类场地,台站场地VS30根据基于地形数据的全球VS30估计值确定[12].取两个水平分量的几何平均值观测值作为观测值.
根据式(2),通过网格搜索确定四次漾濞地震的破裂方向性系数Cd及相应的破裂参数.四次地震PGA观测值与预测值的路径项修正的残差和最佳拟合的Cd曲线如图3所示,反演结果表明:MS6.4主震为沿NNW-SSE走向的非对称双向破裂事件,优势破裂方向为SSE(φ=165.9°),在优势破裂方向上的破裂约占整个破裂长度的85%,地震序列精确定位也表明发震断层沿NNW-SSE走向[3-4],vr/β=0.63,根据Crust1.0速度结构模型(β=3.55 km/s),vr约为2.24 km/s.MS5.6前震震源破裂方向有较大可能近似NW-SE走向,主要的破裂传播方向近似NW向(φ=311.6°),可能是沿主破裂方向的非对称双向破裂事件,相对破裂速度vr/β=0.70.对于两次余震事件,残差随方位角没有明显变化趋势,表明两次余震可能是均匀对称破裂.随着我国地震预警与地震烈度速报台网的大规模建设和运行,实时传输的地震动数据可应用于震源破裂参数的快速估计,能够服务于地震烈度速报、地震应急等工作.
图3 四次漾濞地震的PGA残差随方位角变化及最佳拟合的破裂方向性系数
Fig.3 Path-corrected residuals for PGAs against azimuths for the four Yangbi earthquakes and the best-fitted rupture directivity coefficient