0 引言

2018年新疆部分地区发生一系列小震群活动，其中：2018年9月伽师地区发生M 5.0—5.9地震1次，M 4.0—4.9地震1次，M 3.0—3.9地震16次，M 2.0—2.9地震48次，M 1.0—1.9地震206次；2018年10月精河地区发生M 5.0—5.9地震1次，M 4.0—4.9地震1次，M 3.0—3.9地震2次，M 2.0—2.9地震9次，M 1.0—1.9地震28次；2018年10月拜城地区发生M 4.0—4.9地震2次，M 3.0—3.9地震3次，M 2.0—2.级地震7次，M 1.0—1.9地震24次。震群发生后，新疆强震动台网获取大量中小地震强震动记录，特别是伽师地区，其中最大地震获取35条三分向强震动记录，是该台网在伽师地区获取的震群强震动记录较多的一次地震。

伽师震区位于塔里木沉积盆地西北角，地处南天山地震带和西昆仑山地震带交汇夹角区，地表沉积层厚达12—13 km，未见断层出露。该区地质构造环境复杂，地壳速度结构三维反演表明，在地表 12 km以下存在1条NNE向及1条NNW向低速条带，初步推测，低速条带对应地壳深部的2条断裂（李松林等，2002）。文中利用2018年9月伽师震群强震动记录，研究该区域强震动记录及区域场地特征，以便进一步了解强震动场地的地震反应。

1 新疆数字强震动台网

新疆数字强震动台网于“十五”期间建成，由97个固定强震台组成，覆盖新疆重点监控区，与50个烈度速报台组成乌鲁木齐烈度速报台网。固定强震台站主要分布在南、北天山地震带，其中：①北天山地震带分布26个强震动台站，其中3个台站配置K2型采集器，23个台站配置ETNA型一体化数字强震动记录仪（下文简称ETNA仪）；②南天山地震带分布71个强震动台站，均配置ETNA仪。

新疆数字强震动台网建成后获取新疆大量强震动记录，其中近2 000多条M 2.0—6.7地震三分向加速度记录，最大峰值加速度为348.4 cm·s^-2。该台网的建成，进一步扩大了新疆地区强震动观测范围及精度，使该区以往呈散点状分布的台点变成4片相对独立、完整、自成体系、真正意义上的台网，可为震后灾害快速评估及抗震救灾服务提供数据支撑，为新疆地区防震减灾事业提供更好的服务。

2 伽师震群记录 2.1 震群分布

2018年9月新疆伽师地区发生震群活动，其中：M ≥ 3.0地震18次，M < 3.0地震254次，最大地震为9月4日M 5.5地震，新疆强震动台网获取此次地震35条三分向强震动记录。伽师震群3.0级以上地震及周边100 km范围内强震动台分布见图 1。由图 1可见，震群主要呈NS向延伸，周边强震动台站分布西密东疏。为了更好地分析此次震群强震动记录特征，对强震台网记录的地震进行筛选，原则如下：①M≥3.0；②每次地震至少具有3个强震动台站记录。根据以上原则，筛选得到12次M≥3.0地震，详细信息见表 1。

由表 1可见，9月4日M 5.5地震在此次伽师震群中震级最大，有35个强震动台站记录。统计发现，记录到此次M 5.5地震的台站均为土层台基，均采用ETNA仪进行记录，仪器采样率均为200 sps，计算得到各台站EW、NS、UD向峰值加速度，统计结果见表 2，可见加速度记录峰值在距震中30 km范围内衰减较快，30—100 km范围内变化平缓。

2.2 加速度记录峰值比

强震记录垂直向加速度峰值约为水平向的1/2—2/3（郭明珠，2000），但不同区域场地存在一定差别。选取此次伽师震群中强震动记录最多的2次地震——9月4日M 4.7、M 5.5地震（震中距20—200 km），分析强震记录加速度峰值比，结果见图 2。由图 2可见，2次地震的水平向与垂直向加速度记录峰值比值在1—3范围内，均值约1.5，与郭明珠（2000）的研究结果一致，可见此次震群强震动记录比较可靠。

3 场地地震反应

研究场地地震反应，即了解地震区域场地反应对地震动的影响，是工程地震的一个重要领域。目前，场地地震反应研究方法主要有地面运动反演法、参考台站法和谱比法（崔建文等，2007；朱荣欢等，2007），其中：地面运动反演法主要通过多台多震联合同时反演地震的震源谱和台站场地反应；谱比法即利用观测点水平向与垂直向观测记录的傅氏谱比值，计算场地的地震反应；参考台站法是定量确定场地地震反应的原始方法，通过反演技术分离路径、震源、场地作用来研究场地的地震反应。

Nakamura（1989）最早应用谱比法，利用地脉动估算场地地震反应。随后，Lermo（1993）通过流动台阵，在墨西哥利用谱比法进行场地地震反应研究；马淑芹等（2001）对中国地震局唐山唐地震观测台阵地震记录进行研究，证实了谱比法在中国地区的有效性。

文中采用谱比法，利用2018年9月伽师地区多次中小地震强震动记录，分析伽师震群区域场地地震反应。

3.1 谱比法原理

谱比法具体原理为

$ {\rm{H/V}} = {S_{\rm{e}}} = \frac{{\sqrt {S_{{\rm{NS}}}^{\rm{2}} + S_{{\rm{EW}}}^2} }}{{{S_{{\rm{UD}}}}}} $

(1)

式中：S_e代表观测场地场址效应；S_NS、S_EW代表观测场地水平向傅氏频谱；S_UD代表观测场地垂直向傅氏频谱。

3.2 数据处理

依据此次伽师震群发震位置、强震动记录台站分布，参考表 1和图 1，选取伽师、夏普吐勒、古勒鲁克（台站代码依次为：65JAS、65XTL、65GLK）3个典型台站获取的9次地震强震动记录进行地震反应分析。由图 1可知，3个台站距震群震中最近，基本位于震中区以西，沿震群走向、由北向南依次分布。其中，65GLK台靠近山前，65JAS、65XTL台依次向覆盖层厚的沙漠延伸。统计3个典型台站共振频率及平均放大倍数及方差，结果见表 3。

借鉴工程地震中地震波频率范围，计算此次伽师震群强震动记录振幅谱时，截止频率设定为8 Hz，即谱比分析时选定频带范围为0—8 Hz。将选取的强震动记录进行格式转换，做FFT变换，并对谱数据进行光滑处理（张振斌等，2011），运用式（1），计算伽师地区观测点65JAS、65XTL、65GLK记录的9次地震谱比率，分析该区场地地震反应，对比曲线见图 3。

由表 3、图 3可知，3个台站的共振频率和平均谱比率高值变化与台站分布相关，具体表现为：共振频率由北向南依次减小，平均谱比率高值由北向南依次增大。其中，65GLK台平均谱比率高值最小，约20.1，而共振频率最高，为1.56 Hz；65XTL台平均谱比率高值最大，约达32.4，而共振频率最小，为0.48 Hz。

4 结论

2018年9月伽师震群发生后，通过对震群区强震动记录特征及典型台站强震动记录地震反应进行分析，得出以下结论：①以本次震群区域最大地震（震级5.5）加速度记录为例，可知该区域加速度记录峰值在距震中30 km范围内衰减较快，30—100 km范围内变化平缓；②地震水平向与垂直向强震动加速度峰值比值在1—3，均值约1.5，与其他研究成果一致；③此次地震震群区域场地共振频率在0.48—1.56 Hz，平均放大倍数为8.4—9.5。

本项研究仅以3个典型台站的强震动记录为例进行分析，观测点密度不够，所选用方法单一，未采取其他方法进行结果对比，所得结论可能不准确，需要继续深入研究伽师区域场地特征。