工程地震与结构抗震-地震危险性分析PPT(共 44张)

地震危险性分析研究工作的发展
地震危险性研究起自四十年代。随着科学技术的 发展，为满足蓬勃发展的工程建设的需要，地震危险 性评定工作大致经历了两个重要的发展阶段：
第一阶段自50年代初期到70年代后期，所用的方 法称之为确定性方法，即地震基本烈度鉴定方法。基 本烈度确定后，其场地影响采用场地分类法，按照有 关抗震设计规范对场地进行分类以确定设计地震动参 数。
交 叉 学 科
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地表及基岩地形
目的：工程场地的地震动
场地土层区（局部）
地震波传播
基岩区 （区域地质）
震 源
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影响地震动及地震地质灾害的因素
• 地震、地质环境：震源特性
• 区域地质条件：地壳介质
对地震动的影响 空间上缓慢变化
• 局部场地条件：地形，土层，（近地表）断层
对地震动的影响空间上显著变化
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在这个基本假定下，一般来说地震发生过程可以 用一个三维随机过程｛ Li,Ti,Mi ｝来描述，其中 i 表 示发生一次地震事件, L i 表示地震 i 的震源位置, T i 表示地震 i 的发生时间, M i 是地震 i 的震级。
地震发生过程的完整的统计分析需要考虑这3个 参数的联合概率分布。
地震危险性分析 Seismic Hazard Analysis （SHA）
(工程场地)地震安全性评价 Seismic Hazard Assessment
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地震危险性分析
地震危险性分析是对某一特定的工程场址， 评定在工程有效使用期内遭遇一定地震动强度的 危险性。
目的：通过计算分析给出评价场点(site)未来一 定时间内遭遇到的地震动(I,Y,S)超过给定值的 概率，提供场地的地震动输入。为合成地震动提 供参数。
二、通过地震观测资料和历史地震等震线的分析， 了解地震波传播途径的地区特性，确定衰减关系；
三、详细勘察场地条件，对场地土质条件进行分析 测试，研究局部场地条件对地震动的影响。
通过上述三方面的工作，便能在统一考虑地震环境 和场地条件的基础上确定设计地震动参数，即地震危险 性评定结果。
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地震活动
大地构造
地球物理场
断层活动
地震统计区划分及 地震活动性参数确定
潜在震源区划分及 地震活动性参数确定
确定地震动 衰减关系
地震危险性分析
基岩地震动时程合成
场地土层地震反应分析
工程场地地表设计 地震动参数确定
场地工程地质条 件勘探、波速测 试和土样动力试 验
场地地震地质灾害 及影响分析
综合评价结论和建议
地震危险性分析途径框图
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下面分别介绍地震构造法和历史地震 法两种确定性方法以及两者结合起来对地 震动参数的综合评定方法。
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1. 地震构造法
1）根据对研究区域范围内发生大地震的地质 构造条件的认识，评定工程场地最大地震动 参数的方法。
它是地震危险性分析的一种确定性方法， 主要就是研究地震地质构造背景。
需要有足够的地质勘查资料，构造与地 震发生之间联系的判断。
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2. 历史地震法
它的基本假定是历史上曾经发生破坏性地震的地方, 同样的地震有可能再次发生,这就是历史重演原则。
1）调查以往发生过的有影响的地震，取最大
2）如何调查和分析历史地震资料，这是中国 的特点
详细收集；对比分析；去伪存真 直接得到场地的烈度（历史地震烈度表） 判断震中烈度，推断震级，再根据衰减关 系判断
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第二阶段自70年代后期至今,发展了一种地震 危险性分析的新方法,即概率方法。新方法的特点 是建立地震发生的概率模型,在统一考虑地震环境 和场地条件的基础上确定与设防水平相应的地震动 参数。
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一、 地震危险性分析确定性方法
地震危险性分析的确定性方法Байду номын сангаас多种，如上个 世纪70年代我国以地震活动性为主编制区划图所采 用的方法。这里介绍的确定性方法与编制区划图时 所采用的确定性方法有所不同，是针对地震安全性 评价工作分级为I级的重要建设（例如核电厂中涉及 核辐射外泄安全的部分结构，要求万无一失 ）。
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概率方法最基本的假定是，地震是一个随机事 件，即未来地震发生的时间、地点和大小都是不确 定的，并可以用一定的概率分布来描述。这是符合 客观实际的。因为人们还不能准确的预知未来地震 发生的时间、地点和大小，同时，由于受震源机制 、地震波传播途径和局部场地条件等诸多因素的影 响，工程师所关心的地震动参数也是有很大的不确 定性。
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一般说来，这样的分布模型将会是非常复杂 的，并且在缺少地震数据的情况下，建立这样的模 型也是非常困难的。在实际应用中，通常将这3个 参数独立开来而分别研究其统计特征。
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二、 地震危险性分析概率方法
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地震危险性分析的概率方法是1968年由美国学 者Cornell首先提出来的，这种方法主要包括四个环 节
1. 潜在震源划分。 2．地震活动模型和参数统计。 3．地震动衰减关系的确定。 4．场地地震动的概率计算。
其中前面两个环节主要是建立描述地震发生的 地点、时间和大小的概率模型并估计模型参数，后 一个环节是依据建立起来的地震发生的概率模型和 地震动参数的衰减关系计算场地地震动参数在一定 时间内的超越概率。
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地震危险性分析实质上是中长期地震预报 向工程抗震设防方面的延伸与拓展。通过地震危 险性分析，把对研究地区的地震活动规律性的认 识、对场址周围地震活动和地震发生的地质条件 的认识等地震预报的信息融入到预测工程场址的 设计地震动参数中去。
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评定某个地点的地震危险性，需要作以下三个方面的工 作：
一、确定该地点周围未来一定时间内可能发生破坏 性地震的地点、强度和性质；
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2）划分地震构造区 单元划分； 划分的判断：构造活动年代
相同构造类型 构造应力场 地球物理场 地震活动性 实际就是在划分潜在震源区
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3）确定最大震级 为尽量细地分析地震活动的非均匀性，将
发震断层分段。 用地震构造特征确定最大震级： 断层长度，错动类型，历史活动，综合
确定（需要经验） 4）最大原则：综合考虑各潜在震源影响，取 最大者
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3）历史地震衰减资料 因为是有具体区域，所以要查尽相关
资料，反映区域特点 特殊的衰减关系 考虑烈度异常
以上确定性方法中都将震源看成点源，没有 考虑大震发震断层长度影响，如果直接以历 史地震资料为基础，有可能避免。
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3. 综合评定 基于核电厂这类重要工程设施，偏于保守。
1）最大原则 2）不确定性很大 3）给出的值一般偏大，但对龙门山断裂带， 给出偏小。