地震安全性評價工作中的地震問題二

地震安全性評價工作中的地震問題2005年11月主要內(nèi)容—區(qū)域和近區(qū)域的地震資料收集和地震活動性分析—地震安全性評價工作的概率法—地震安全性評價工作的確定性方法《中華人民共和國防震減災法》規(guī)定：“重大建設工程和可能發(fā)生嚴重次生災害的建設工程，必須進行地震安全性評價；并根據(jù)地震安全性評價的結(jié)果，確定抗震設防要求，進行抗震設防?！薄兜卣鸢踩栽u價管理條例》規(guī)定：“第三條新建、擴建、改建建設工程，依照《中華人民共和國防震減災法》和本條例的規(guī)定，需要進行地震安全性評價的，必須嚴格執(zhí)行國家地震安全性評價的技術(shù)規(guī)范，確保地震安全性評價的質(zhì)量?！眹业卣鸢踩栽u價的技術(shù)規(guī)范：中華人民共和國國家標準GB17741—2005《工程場地地震安全性評價技術(shù)規(guī)范》本標準代替了1999年4月26日頒布、1999年11月1日實施的的國家標準GB17741-1999《工程場地地震安全性評價技術(shù)規(guī)范》為什么要修訂規(guī)范？1,我國現(xiàn)行地震區(qū)劃圖（GB18306-2001)已不采用地震烈度表征地震動；2,原規(guī)范（GB17741-19999）中的工作分級已不能滿足建設工程抗震設防的需求；3,應增加地震動峰值加速度復核的內(nèi)容。(17741-1999)和(17741-2005)的主要差別：1,工作分級：Ⅱ級和Ⅲ級互換Ⅳ級工作該為地震動峰值加速度復核2,增加了“地震動峰值加速度復核”一章3,調(diào)整了部分術(shù)語及其定義4,部分格式編排、章節(jié)劃分及表述方式。本國家標準是在1994年以來所實施的地震行業(yè)標準DB001-94《工程場地地震安全性平價工作規(guī)范》的基礎(chǔ)上，修改完善而形成國家標準的。是我國近三十年來地震區(qū)劃和地震安全性評價工作實踐的系統(tǒng)總結(jié)。與本國家標準有關(guān)的其他國家標準有：GB50267－1997核電廠抗震設計規(guī)范GBJ7－1989建筑地基基礎(chǔ)設計規(guī)范JGJ83－1991軟土地區(qū)工程地質(zhì)勘察規(guī)范GB18306－2001中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖還有：國家核安全法規(guī)HAF0101(1)：《安全導則核電廠廠址選擇中的地震問題》地震安全性評價工作的分級：a)Ⅰ級工作包括地震危險性的概率分析和確定性分析、能動斷層鑒定、場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價。適用于核電廠等重大建設工程項目中的主要工程；b)Ⅱ級工作包括地震危險性概率分析、場地地震動參數(shù)確定和地震地質(zhì)災害評價。適用于除Ⅰ級以外的重大建設工程項目中的主要工程；地震安全性評價工工作的分級：a)Ⅰ級工作包括地震危險性的概率率分析和確定性分析、能動斷層鑒定、、場地地震動參數(shù)數(shù)確定和地震地質(zhì)質(zhì)災害評價。適用用于核電廠等重大大建設工程項目中中的主要工程；b)Ⅱ級工作包括地震危險性概率分分析、場地地震動參數(shù)數(shù)確定和地震地質(zhì)質(zhì)災害評價。適用用于除Ⅰ級以外的的重大建設工程項項目中的主要工程程；c)Ⅲ級工作包括地震危危險性概率分析、、區(qū)域性地震區(qū)劃和地震小區(qū)劃，，適用于城鎮(zhèn)、大大型廠礦企業(yè)、經(jīng)經(jīng)濟建設開發(fā)區(qū)、重重要生命線工程等等；d)Ⅳ級工作包括地震危險險性概率分析、地地震動峰值加速度復核。適適用于GB18306-2001中4.3條b)、c)規(guī)定的一般建設工工程。c)Ⅲ級工作包括地震危險性概率分分析、區(qū)域性地震區(qū)劃和地震小區(qū)劃，，適用于城鎮(zhèn)、大大型廠礦企業(yè)、經(jīng)經(jīng)濟建設開發(fā)區(qū)、重重要生命線工程等等；d)Ⅳ級工作包括地震危險性概率分分析、地震動峰值加速度復核。適適用于GB18306-2001中4.3條b)、c)規(guī)定的一般建設工工程。地震安全性評價工工作的基本結(jié)果：：工程場地一定概率率水準的地震動參參數(shù)：—地震動加速度（基基巖地動水平峰值值加速度）：a—地震動反應譜：S（—地震烈度：I）如果在距離工程場場地R處發(fā)生震級為M的地震，要計算在場場地處的地震動參參數(shù)值，就有地震動衰減關(guān)關(guān)系:I=I(M,R)a=a(M,R)S=S(M,R)土層基巖地震安全性評價中中的概率法是怎么么回事？地震M距離R地震影響：烈度I加速度aI=I(M,R)a=a(M,R)烈度（加速度）衰衰減關(guān)系如果確切知道：距場址R處，要發(fā)生震級為M的地震工程場地工程場地地震M距離R地震影響：烈度I加速度aI=I(M,R)a=a(M,R)烈度（加速度）衰衰減關(guān)系如果確切知道：距場址R處，要發(fā)生震級為M的地震工程場地地震M距離R地震影響：烈度I加速度a我們只能說，由由于距場址R處，可能發(fā)生震級為M的地震，場址可能受到烈度為I（加速度為a）的影響！可能性的大小——概率如果只知道：距場址R處，可能發(fā)生震級為M的地震I=I(M,R)a=a(M,R)工程場地地震M距離R地震影響：烈度I加速度a地震發(fā)生概率P如果這個地震地震震發(fā)生的概率為P，則我們說：場址受受到地震影響的烈烈度為I（或加速度為a）的概率也是P。如果A，B兩地都有發(fā)生地震震的可能，則工工程場地受到地震震影響（烈度，加加速度）將來自自兩個地震：工程場地地震M1發(fā)生概率P1距離R1I1或a1地震M2發(fā)生概率P2距離R2I2或a2這個例子的結(jié)果是是：工程場地受到地震震M1的影響，地震影響響為I1（a1）的概率為P1，地震M2的影響為I2（a2）的概率為P2。最簡單的情況，M1=M2，R1＝R2，而且P1＝P2自然：I1=I2＝I（a1=a2=a）那么，問：由于于兩個地震的影響響，工程場址受到到地震影響為I（或a）的概率是多少？？地震危險性概率分分析工作的基本任任務就是：1，得到適合工作作地區(qū)的衰減關(guān)系（I，a，S(T)）＝f(R,M)2，確定工程場址周圍圍，空間每一點處處，發(fā)生震級為：：M=4，5，6,…地震的概率；3，計算得到場址址地震影響為I1，I2，I3…（或a1，a2，a3…，或S1，S2，S3…)的概率；；4，根據(jù)據(jù)工程特特點，給給出一定定概率水水平的地地震動值值（I，a，，S)如何確定定發(fā)生一一次震級級為M的地震的的概率？？一、確定定發(fā)生k次地震的的概率泊松分布布：λkP(k)=——————e-λk!k=0,1,2,……………二、確定定一次震震級為M的概率必須知道道一群地地震的震震級分布布指數(shù)分布布：logN=a-bMMLogN震級指數(shù)數(shù)分布和地震事事件服從從泊松分布布是概率法的的兩個基基本假定定！存在的問問題：泊松分布布的假定定與對地地震成因因的物理理考慮有有矛盾所以，，目前在在地震危危險性概概率分析析工作中中，假定定分段泊松松分布◎基基本本統(tǒng)計關(guān)關(guān)系只在在一定的的空間范范圍內(nèi)成立：地震帶中國地震震區(qū)、地地震帶的的劃分◎只有有在統(tǒng)計計數(shù)據(jù)完完整的條條件下，，統(tǒng)計結(jié)結(jié)果才是可可信的必須對地地震資料料進行完完整性分分析地震危險險性概率率分析工工作步驟驟一、在有有關(guān)地震震帶內(nèi)，，劃出可可能發(fā)生生破壞性性地震的的范圍—潛潛在震源源區(qū)。。依據(jù)：：地震活活動資料料地質(zhì)構(gòu)造造資料地球物理理資料給出地震震帶的震震級上限限MUZ二、統(tǒng)計計確定各各有關(guān)地地震帶的的地震活活動性參參數(shù)b值，年年平均發(fā)發(fā)生率ν（資料完整整；地震震活動趨趨勢分析析）地震帶地震帶潛在震源源區(qū)三、求出出地震帶帶內(nèi)各個個潛在震震源區(qū)各各震級擋擋的地震震年平均均發(fā)生率Mmi，J四、計算算場點的的地震影影響（I，a，，或S）其中，峰峰值加加速度a和反應譜譜S都是基巖巖處的數(shù)數(shù)值；五、根據(jù)據(jù)鉆孔資資料，，建立場場址處的的土層模模型；六、根據(jù)據(jù)基巖反反應譜，，求得滿滿足該反反應譜的的地震時時程；（人工時時程合成成）七、計算算地震波波形（時時程）有有基巖傳傳播的地地表的變變化；（土層反反應分析析）八、計算算得到傳傳播的地地表的地地震波的的反應譜譜；九、給出出工程所所需的概概率水準準的反應應譜。地震資料料的收集集和分析析—區(qū)域—近區(qū)域域“區(qū)域范圍圍”是多多大？國家標準準規(guī)定：：“區(qū)域取取對工程程場地地地震安全全性評價價有影響響的范圍圍，不應應小于工工程場地地外圍150km?！薄碧貏e要注注意：一、對工程場場地地震震安全性性評價有有影響的的范圍二、不應小于于工程場場地外圍圍150km絕不能不不加分析析地只取150km中國地震震目錄《中國地地震目錄錄》，李李善邦，，1960《中國地地震目錄錄》，李李善邦，，1970《中國地地震目錄錄（前前1831——1969）》》，1983《中國地地震目錄錄（1970—1979））》，顧顧功敘，，時振梁，，1984《中國地地震簡目目（前780——1986）》》，《中國歷歷史強震震目錄（（前23世紀——1911）》》《中國近近代強震震目錄（（1912-1990）》各個版本本都有變變化！！其他資料料：《中國地地震歷史史資料匯匯編》1——5卷卷《中國歷歷史地震震圖集》》元元、明、、清卷卷《地震觀觀測報告告》每每年年出版各地震臺臺網(wǎng)的報報告研究論文文……………地震資料料的完整整性分析析：—早期地地震資料料大量缺缺失中國歷史史地震資資料的來來源：：歷代中央央和地方方政府的的記載，，民間的的記載，，墓碑，，碑記，，地方志志…完整程度度取決于于當時的的政治、、軍事、、文化、、經(jīng)濟狀狀況。公元前780—1500年年西部少地地震？？臺灣無地地震？？公元1501—1900年年東部地震震多于西西部？？1901年—1950年50年間間，地震震活動范范圍大體體上與目目前的認認識相當當！公元前780年年—2000年地震資料料完整性性分析：：根據(jù)各歷史時時代的經(jīng)濟、、政治地理情情況縣治的密度統(tǒng)計分析（（黃瑋瓊））…大體上，在華華北地區(qū)：M≥6地震，明明代開始基基本完整M≥5地震，1900年開開始基本完整整注意每個地震震事件的定位位精度，不同同版本地震目目錄的精度表表示方法略有有不同，一般般情況是：I類：≤10公里II類：≤25公里III類：≤50公里IV類：≤100公里V類：≥100公里注意各版本地地震目錄中地地震參數(shù)的變變化，以及有有疑問之處，，如對工程場場址可能有影影響，必須進進一步收集資資料，甚至進進行必要的調(diào)調(diào)查，以確認認其可用參數(shù)數(shù)。如：1695年臨汾地震震、1556年華縣地震震的震級變化化地震目錄中宏宏觀震中和微微觀震中位置置相差較大者者…還應收集：地震震源機制制資料地震等值線圖圖等宏觀資料料…區(qū)域地震活動動性分析：空間分布特征征：叢集、空空區(qū)……………注意結(jié)合構(gòu)造造特征時間分布特征征：起伏、……………可采用“定量量”描述的方方法。近場地震資料料6.2.1對對破壞性地地震的參數(shù)有有疑問時，應應進行資料核查和現(xiàn)現(xiàn)場調(diào)查。這是極為重要要的工作，特特別是對一級級工作。但也是很很困難的工作作。實例：·1484年居庸地地震的震中位位置：宣化——居庸關(guān)—延慶東東北·1604泉州海外外地震時，惠惠安的烈度·1046年山東登登州岠嵎山地地震的位置·1948年山東文文登北面海中中地震（微觀觀震中和宏觀震中中相差50km）…地震活動性參參數(shù)統(tǒng)計確定定：一、地震活動動水平：年平平均發(fā)生率ν4λkP(k)=——————e-λk!其中，λ是泊松分布的的數(shù)學期望值值即：未來T年內(nèi)，事件最最可能動發(fā)生生次數(shù)為λ次可用過去T年的實際地震震來代替，λ＝T××ν問題在于，取取哪一段T年的地震數(shù)據(jù)據(jù)來統(tǒng)計？？地震活動趨勢勢分析：分段泊松分布布而地震活動水水平是起伏的的：必需對未來地地震活動水平平進行分析：：高、低、、還是平均均地震的震級分分布：logN=a––bM統(tǒng)計求b值：注意：在一個個地震帶內(nèi)保證地震資料料的完整確定地震帶的的ν和b數(shù)值可以得到地震震帶內(nèi)各個震震級檔地震的的年平均發(fā)生生率M年平均發(fā)生率率把地震帶各震級級檔地震年平平均發(fā)生率分分配給地震帶帶內(nèi)各潛在震震源區(qū)分配原則：“應按各潛在在震源區(qū)資料料依據(jù)的充分分程度和相應應各震級檔地地震發(fā)生的可可能性大小確確定空間分布布權(quán)系數(shù)?！薄笨紤]多種因素素：—歷史地震頻頻度和強度—構(gòu)造活動—等等對每個因素，，每個震級擋擋，對地震帶帶內(nèi)各潛在震震源區(qū)評分每個潛在震源源區(qū)，各個震震級擋，求所所有因素得分分總和（必要要時各因素加加權(quán)），歸一一，即得該潛潛在震源區(qū)在在該震級擋的的空間分布函函數(shù)值。因素1因素2因素3……潛在震源區(qū)1XXX潛在震源區(qū)2XXX潛在震源區(qū)3XXX……在每個地震帶內(nèi)內(nèi)，對每個震震級擋，考慮慮所有因素，，給各潛在震震源區(qū)評分地震帶和潛在在震源區(qū)地震震活動性參數(shù)數(shù)：地震帶：地地震帶的震級級上限MUZ4級以上地震年年平均發(fā)生率率ν4震級分布：b值潛在震源區(qū)：：震級上限MU空間分布函數(shù)數(shù)：fI,Mj方向性函數(shù)：：fI(θ）這一套參數(shù)表表征了我們對對地震環(huán)境的的全部認識據(jù)此，進行地地震危險性概概率計算！！地震安全性評評價的確定性性方法：——歷史地震震法取廠址周圍所所有歷史地震震，計算對廠廠址的影響，取取其最大者。。——地震構(gòu)造造法劃分構(gòu)造區(qū)……………構(gòu)造區(qū)構(gòu)造區(qū)構(gòu)造區(qū)發(fā)震構(gòu)造發(fā)震構(gòu)造場址發(fā)震構(gòu)造MM與已知發(fā)震構(gòu)造造相關(guān)的最大大潛在地震最大彌散地震震M置于其可能發(fā)發(fā)生范圍內(nèi)距距場址最近處處9.3——應取地震震