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地震安全性评价工作中的地震问题2006年4月主要内容—区域和近区域的地震资料收集和地震活动性分析—地震安全性评价工作的概率法—地震安全性评价工作的确定性方法《中华人民共和国防震减灾法》规定：“重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程，必须进行地震安全性评价；并根据地震安全性评价的结果，确定抗震设防要求，进行抗震设防。”《地震安全性评价管理条例》规定：“第三条新建、扩建、改建建设工程，依照《中华人民共和国防震减灾法》和本条例的规定，需要进行地震安全性评价的，必须严格执行国家地震安全性评价的技术规范，确保地震安全性评价的质量。”国家地震安全性评价的技术规范：中华人民共和国国家标准GB17741—2005《工程场地地震安全性评价技术规范》本标准代替了1999年4月26日颁布、1999年11月1日实施的的国家标准GB17741-1999《工程场地地震安全性评价技术规范》为什么要修订规范？1,我国现行地震区划图（GB18306-2001)已不采用地震烈度表征地震动；2,原规范（GB17741-19999）中的工作分级已不能满足建设工程抗震设防的需求；3,应增加地震动峰值加速度复核的内容。(17741-1999)和(17741-2005)的主要差别：1,工作分级：Ⅱ级和Ⅲ级互换Ⅳ级工作该为地震动峰值加速度复核2,增加了“地震动峰值加速度复核”一章3,调整了部分术语及其定义4,部分格式编排、章节划分及表述方式。本国家标准是在1994年以来所实施的地震行业标准DB001-94《工程场地地震安全性平价工作规范》的基础上，修改完善而形成国家标准的。是我国近三十年来地震区划和地震安全性评价工作实践的系统总结。与本国家标准有关的其他国家标准有：GB50267－1997核电厂抗震设计规范GBJ7－1989建筑地基基础设计规范JGJ83－1991软土地区工程地质勘察规范GB18306－2001中国地震动参数区划图还有：国家核安全法规HAF0101(1)：《安全导则核电厂厂址选择中的地震问题》地震安全性评价工作的分级：a)Ⅰ级工作包括地震危险性的概率分析和确定性分析、能动断层鉴定、场地地震动参数确定和地震地质灾害评价。适用于核电厂等重大建设工程项目中的主要工程；b)Ⅱ级工作包括地震危险性概率分析、场地地震动参数确定和地震地质灾害评价。适用于除Ⅰ级以外的重大建设工程项目中的主要工程；地震安全性评价工作的分级：a)Ⅰ级工作包括地震危险性的概率分析和确定性分析、能动断层鉴定、场地地震动参数确定和地震地质灾害评价。适用于核电厂等重大建设工程项目中的主要工程；b)Ⅱ级工作包括地震危险性概率分析、场地地震动参数确定和地震地质灾害评价。适用于除Ⅰ级以外的重大建设工程项目中的主要工程；c)Ⅲ级工作包括地震危险性概率分析、区域性地震区划和地震小区划，适用于城镇、大型厂矿企业、经济建设开发区、重要生命线工程等；d)Ⅳ级工作包括地震危险性概率分析、地震动峰值加速度复核。适用于GB18306-2001中4.3条b)、c)规定的一般建设工程。c)Ⅲ级工作包括地震危险性概率分析、区域性地震区划和地震小区划，适用于城镇、大型厂矿企业、经济建设开发区、重要生命线工程等；d)Ⅳ级工作包括地震危险性概率分析、地震动峰值加速度复核。适用于GB18306-2001中4.3条b)、c)规定的一般建设工程。地震安全性评价工作的基本结果：工程场地一定概率水准的地震动参数：—地震动加速度（基岩地动水平峰值加速度）：a—地震动反应谱：S（—地震烈度：I）如果在距离工程场地R处发生震级为M的地震，要计算在场地处的地震动参数值，就有地震动衰减关系:I=I(M,R)a=a(M,R)S=S(M,R)1101001000123456789101112长轴5.06.07.08.0R(km)M7.0-7.8M6.0-6.9M5.0-5.9I11010010001234567891011128.07.06.05.0短轴IR(km)11010010000.111010010005.06.07.08.0PGA(Gal)R(km)土层基岩地震安全性评价中的概率法是怎么回事？地震M距离R地震影响：烈度I加速度aI=I(M,R)a=a(M,R)烈度（加速度）衰减关系如果确切知道：距场址R处，要发生震级为M的地震工程场地工程场地地震M距离R地震影响：烈度I加速度aI=I(M,R)a=a(M,R)烈度（加速度）衰减关系如果确切知道：距场址R处，要发生震级为M的地震工程场地地震M距离R地震影响：烈度I加速度a我们只能说，由于距场址R处，可能发生震级为M的地震，场址可能受到烈度为I（加速度为a）的影响！可能性的大小—概率如果只知道：距场址R处，可能发生震级为M的地震I=I(M,R)a=a(M,R)工程场地地震M距离R地震影响：烈度I加速度a地震发生概率P如果这个地震地震发生的概率为P，则我们说：场址受到地震影响的烈度为I（或加速度为a）的概率也是P。如果A，B两地都有发生地震的可能，则工程场地受到地震影响（烈度，加速度）将来自两个地震：工程场地地震M1发生概率P1距离R1I1或a1地震M2发生概率P2距离R2I2或a2这个例子的结果是：工程场地受到地震M1的影响，地震影响为I1（a1）的概率为P1，地震M2的影响为I2（a2）的概率为P2。最简单的情况，M1=M2，R1＝R2，而且P1＝P2自然：I1=I2＝I（a1=a2=a）那么，问：由于两个地震的影响，工程场址受到地震影响为I（或a）的概率是多少？地震危险性概率分析工作的基本任务就是：1，得到适合工作地区的衰减关系（I，a，S(T)）＝f(R,M)2，确定工程场址周围，空间每一点处，发生震级为：M=4，5，6,…地震的概率；3，计算得到场址地震影响为I1，I2，I3…（或a1，a2，a3…，或S1，S2，S3…)的概率；4，根据工程特点，给出一定概率水平的地震动值（I，a，S)如何确定发生一次震级为M的地震的概率？一、确定发生k次地震的概率泊松分布：λkP(k)=————e-λk!k=0,1,2,………二、确定一次震级为M的概率必须知道一群地震的震级分布指数分布：logN=a-bMMLogN震级指数分布和地震事件服从泊松分布是概率法的两个基本假定！存在的问题：泊松分布的假定与对地震成因的物理考虑有矛盾所以，目前在地震危险性概率分析工作中，假定分段泊松分布◎基本统计关系只在一定的空间范围内成立：地震带中国地震区、地震带的划分◎只有在统计数据完整的条件下，统计结果才是可信的必须对地震资料进行完整性分析地震危险性概率分析工作步骤一、在有关地震带内，划出可能发生破坏性地震的范围—潜在震源区。依据：地震活动资料地质构造资料地球物理资料给出地震带的震级上限MUZ二、统计确定各有关地震带的地震活动性参数b值，年平均发生率ν（资料完整；地震活动趋势分析）地震带地震带潜在震源区三、求出地震带内各个潜在震源区各震级挡的地震年平均发生率Mmi，J四、计算场点的地震影响（I，a，或S）其中，峰值加速度a和反应谱S都是基岩处的数值；五、根据钻孔资料，建立场址处的土层模型；六、根据基岩反应谱，求得满足该反应谱的地震时程；（人工时程合成）七、计算地震波形（时程）有基岩传播的地表的变化；（土层反应分析）八、计算得到传播的地表的地震波的反应谱；九、给出工程所需的概率水准的反应谱。地震资料的收集和分析—区域—近区域“区域范围”是多大？国家标准规定：“区域取对工程场地地震安全性评价有影响的范围，不应小于工程场地外围150km。”特别要注意：一、对工程场地地震安全性评价有影响的范围二、不应小于工程场地外围150km绝不能不加分析地只取150km中国地震目录《中国地震目录》，李善邦，1960《中国地震目录》，李善邦，1970《中国地震目录（前1831—1969）》，1983《中国地震目录（1970—1979）》，顾功叙，时振梁，1984《中国地震简目（前780—1986）》，《中国历史强震目录（前23世纪—1911）》《中国近代强震目录（1912-1990）》各个版本都有变化！其他资料：《中国地震历史资料汇编》1—5卷《中国历史地震图集》元、明、清卷《地震观测报告》每年出版各地震台网的报告研究论文…………地震资料的完整性分析：—早期地震资料大量缺失中国历史地震资料的来源：历代中央和地方政府的记载，民间的记载，墓碑，碑记，地方志…完整程度取决于当时的政治、军事、文化、经济状况。公元前780—1500年西部少地震？台湾无地震？公元1501—1900年东部地震多于西部？1901年—1950年50年间，地震活动范围大体上与目前的认识相当！公元前780年—2000年地震资料完整性分析：根据各历史时代的经济、政治地理情况县治的密度统计分析（黄玮琼）…大体上，在华北地区：M≥6地震，明代开始基本完整M≥5地震，1900年开始基本完整注意每个地震事件的定位精度，不同版本地震目录的精度表示方法略有不同，一般情况是：I类：≤10公里II类：≤25公里III类：≤50公里IV类：≤100公里V类：≥100公里注意各版本地震目录中地震参数的变化，以及有疑问之处，如对工程场址可能有影响，必须进一步收集资料，甚至进行必要的调查，以确认其可用参数。如：1695年临汾地震、1556年华县地震的震级变化地震目录中宏观震中和微观震中位置相差较大者…还应收集：地震震源机制资料地震等值线图等宏观资料…区域地震活动性分析：空间分布特征：丛集、空区…………注意结合构造特征时间分布特征：起伏、…………可采用“定量”描述的方法。近场地震资料6.2.1对破坏性地震的参数有疑问时，应进行资料核查和现场调查。这是极为重要的工作，特别是对一级工作。但也是很困难的工作。实例：·1484年居庸地震的震中位置：宣化—居庸关—延庆东北·1604泉州海外地震时，惠安的烈度·1046年山东登州岠嵎山地震的位置·1948年山东文登北面海中地震（微观震中和宏观震中相差50km）…地震活动性参数统计确定：一、地震活动水平：年平均发生率ν4λkP(k)=————e-λk!其中，λ是泊松分布的数学期望值即：未来T年内，事件最可能动发生次数为λ次可用过去T年的实际地震来代替，λ＝T×ν问题在于，取哪一段T年的地震数据来统计？M年年地震活动趋势分析：分段泊松分布而地震活动水平是起伏的：必需对未来地震活动水平进行分析：高、低、还是平均地震的震级分布：logN=a–bM统计求b值：注意：在一个地震带内保证地震资料的完整确定地震带的ν和b数值可以得到地震带内各个震级档地震的年平均发生率M年平均发生率把地震带各震级档地震年平均发生率分配给地震带内各潜在震源区分配原则：“应按各潜在震源区资料依据的充分程度和相应各震级档地震发生的可能性大小确定空间分布权系数。”考虑多种因素：—历史地震频度和强度—构造活动—等等对每个因素，每个震级挡，对地震带内各潜在震源区评分每个潜在震源区，各个震级挡，求所有因素得分总和（必要时各因素加权），归一，即得该潜在震源区在该震级挡的空间分布函数值。因素1因素2因素3……潜在震源区1XXX潜在震源区2XXX潜在震源区3XXX……在每个地震带内，对每个震级挡，考虑所有因素，给各潜在震源区评分地震带和潜在震源区地震活动性参数：地震带：地震带的震级上限MUZ4级以上地震年平均发生率ν4震级分布：b值潜在震源区：震级上限MU空间分布函数：fI,Mj方向性函数：fI(θ）这一套参数表征了我们对地震环境的全部认识据此，进行地震危险性概率计算！地震安全性评价的确定性方法：——历史地震法取厂址周围所有历史地震，计算对厂址的影响，取其最大者。——地震构造法划分构造区…………构造区构造区构造区发震构造发震构造场址发震构造MM与已知发震构造相关的最大潜在地震最大弥散地震M置于其可能发生范围内距场址最近处9.3——应取地震构造法和历史地震法结果中较大者作为地震危险性确定性分析的结果12.4.1——Ⅰ级工作的基岩地震动参数应按确定性方法和概率方法得到的结果确定重点问题一、地震资料的完整性分析问题