第五章地震危险性分析确定性方法
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根据历史地震资料直接确定厂址烈度转 换得到地震动参数值
• 由于发生地震地区的文化程度和历史背景不同 ,使得历史地震的记载很不平衡,记录有详有 略,有的过于简单。因此,根据各次历史地震 资料直接确定场地地震烈度时,必须认真仔细 ,反复考证,对比分析;还应充分注意特殊衰 减关系和烈度异常问题; • 对根据各次历史地震资料确定的场地地震烈度 取其最高烈度,再把它转换为地震动参数值。
的标准曲线。
按场地类别调整 β (T ) (60年代中至70年代中)
在总结世界各国强震观测、震害经验和抗震规范编制工作的 基础上制定了 1964 年《地震区建筑设计规范(草案)。这一规范 》 反映的观点如下: 第一、应该区分地面破坏和强烈地震动引起的地震荷载两种 截然不同性质的地震破坏作用; 第二、不考虑场地类别对最大加速度 a 的影响。因为根据当 时的强震观测资料看不出土质条件与 a 的相关性; 第三、场地土质条件对 β(T) 的影响可以采用场地分类加以调 整的方法。
地震构造区是指具有同样地质构造和地震活动 性的地理区域。合理的划分地震构造区,主要应 考虑的因素有:
• 二级或三级或更小大地构造单元的划分及其发育历史的 一致性; • 新构造及其第四纪(特别是全新世)发育历史的一致性 ; • 现代构造应力场主压应力方向及其特征的一致性; • 地震活动特征,特别是空间和强度分布特征; • 发震构造条件的一致性; • 考虑地球物理场和地壳结构的一致性。 对地震构造条件研究程度较差的地区,或者地震活动水 平较低的地区,至少应考虑上述因素中的(一)、(四) 和(六)条因素。
历史地震法的基本内容
• 根据适合于本地区的衰减关系,计算各次历 史地震引起的厂址地震动参数值; • 根据各次历史地震资料直接确定的厂址烈 度转换得到地震动参数值; • 场址地震动参数的确定。
根据本地区的衰减关系,计算各次历史地 震引起的厂址地震动参数值
• 本地区衰减关系的确定:特殊衰减关系;烈度异 常; • 历史地震资料的整理分析:收集区域范围内全部 等震线资料、历史地震破坏情况的记载,确定厂 址和邻近地区的地震烈度;如有异常情况,应对 其震中位置和震级考虑不确定影响,取其可能范 围内的最大值并转换得到地震动加速度值; • 各次历史地震引起的场地地震动参数的计算:按 照中确定的本地区衰减关系,计算各次历史地震 在场地引起的地震烈度和地震动加速度值。
场址地震动参数的确定
根据衰减关系计算的历史地震对场址的 影响的地震动参数值和根据历史地震资料 直接确定的厂址烈度转换得到的地震动参 数值,取其最大值,就是历史地震法所确 定的场址的地震动参数值。
5.5 地震危险性确定性分析的综合评定
取地震构造法和历史地震法得到的厂址 两个峰值加速度中的最大值,作为确定性 方法最后确定的厂址地震动峰值加速度; 同样,用上述两种方法分别计算场址的反 应谱,并进行比较,取其包络线作为确定 性方法得到的厂址地震动反应谱。
场地分类
通过地震基本烈度鉴定给出的基本烈度 是在“一般场地条件下”评定的,为了反映 局部场地条件的影响,对具体的工程场地 采用的方法是场地分类。
抗震设计的反应谱方法
加速度反应谱: (T ) = a ⋅ β (T ) SA
a 是地面加速度最大值;β(T) = SA(T) a 称为动力系数,是
结构周期Τ的函数;显然,要求提供的工程场地的设 计地震动参数就是 a 和 β (T )
Hale Waihona Puke 地震危险性分析的确定性方法
• 基本烈度鉴定法; • 地震构造法; • 历史地震法。 后两种确定性方法是针对地震安全性评价工 作分级为I级的重要建设工程项目中(例如 核电厂)的主要工程。
5.2 地震基本烈度鉴定法
• 地震基本烈度:李善邦教授最初的定 义:“今后若干年内某一地区可能遭遇到的 最大地震烈度”。后来,在70‐80年代采用地 震烈度鉴定方法编制《中国地震烈度区划 图》(1977)时,对地震基本烈度的定义为:“一 定地区在今后一定时期内,在一般场地条件 下可能遭遇的最大烈度”。 • 采用地震烈度为指标,编制我国烈度区划图 的两条基本原则是:⑴ 历史上发生过的地 震,将来还可能再次发生(历史重演原则); (2) 在同一地质构造条件下可能发生同样强 度的地震(构造外推原则)。
评定某个地点的地震危险性,需要做三 个方面的工作:
第一、评定该地点周围未来一定时间内可能发 生的破坏性地震的地点、强度和性质; 第二、通过强震动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 地震烈度和地震动参数的衰减关系; 第三、设计地震动参数的工程预测。 第一方面的工作就是未来破坏性地震的中长期 预报,如果预报结果是确定的,则设计地震动参 数的工程预测方法称为确定性方法;若假定未来 破坏性地震的发生是一个随机事件,那末设计地 震动参数的工程预测方法称为概率方法。
5.3 地震构造法
地震构造法是核电厂抗震设计中确定极 限安全地震动SL‐2的主要方法之一,它的 主要依据是对本区域范围内发生大地震的 构造条件的认识。
地震构造法包括三个环节
• 依据地震活动性和地质构造合理地划分地 震构造区; • 地震构造区内最大潜在地震的评价; • 场地地震动参数的确定。
划分地震构造区
M max
8.5 7.8 7.8 7.9 7.5
M max
7.25 4.5 6.8 7.2 3.4
所占百分比 (%) 4 3 6 5 19
M max
6.9 7.1 6.8 6.8 4.6
断层破裂的规模与最大震级的关系
关于断层长度、余震分布长度与震级的统计关系通常采 用如下线性关系式:
M = a + b lg L
式中 M 为震级, L 为断层长度(或余震分布长度) a, b 为回 , 归常数。
震级 断层长度/Km 6 6.5 7 7.5 80—100 8 100—200
20 左右 30—40 50—60
断层活动段上的最大历史地震
断层活动段上已发生过的最大历史地震可 根据地震目录和震中分布图得到。 因此,地震构造区内与地震活动断层有关 的最大潜在地震是考虑上述地震活动断层 分段、地震活动断层类型与最大震级的关 系、断层破裂的规模与最大震级的关系、 断层活动段上的最大历史地震等四种因素 综合判定的。
地震活动断层类型与最大震级的关系
从对全国各地区震源机制解的统计结果(表)可以看出: 走滑断层发生的比例最大,最高震级达8.5级;逆断层最大震 级为7.25级(汶川地震突破了!);正断层发生的地震一般 都在7级以下。由此可见,断层类型对最大震级具有明显的 控制作用。
走滑断层 地区 所占百分比 (%) 中国及邻区 华北地区 西南地区 西北地区 东南沿海 52 70 86 84 63 逆断层 所占百分比 (%) 44 7 8 11 18 正断层
按场地条件调整烈度(50年代初至60年代初)
这是苏联麦德维杰夫首先提出的方法。 他认为场地土质条件和地下水位对地震破 坏作用的影响可以用调整地震烈度的方法 处理。苏联抗震规范采用了这一观点。由 中国科学院土木建筑研究所于1959年主编 的我国第一个抗震规范草案仿效了苏联的 做法:设计最大加速度 由调整后的地震烈 β 度(称为场地烈度)确定, (T ) 则采用单一
地震危险性分析
第五章 地震危险性分析的确定性方法
• • • • • 5.1 地震危险性分析的基本概念 5.2 地震基本烈度鉴定法 5.3 地震构造法 5.4 历史地震法 5.5 地震危险性确定性分析的综合评定
5.1 地震危险性分析的基本概念
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。它实质上是中长期地 震预报向工程抗震设防方面的延伸与拓展。 评定方法可分为确定性方法和概率方法两 种。
与地震活动断层无关的最大潜在地震的 判定
• 已发生的与活动构造无关的最大地震(最 大弥散地震); • 根据历史纪录的长短和已发生的地震活动 强度、频度的水平估计最大潜在地震; • 定量分析地震构造区内的应变释放速率, 确定可能的最大潜在地震。
场地地震动参数的确定
• 将各个最大潜在地震置于其可能发生范围 内距厂址最近处来考虑它们对该厂址的影 响; • 将上一步“迁移”后的各最大潜在地震按适合 于本地区的地震动参数衰减关系计算厂址 的地震动参数,并考虑衰减关系的不确定 性。 • 取上一步中计算结果的最大值,作为地震构 造法所确定的地震动参数。
M=7
4
M=8 M=8
I区
M=6
3`
1`
M=5
厂址
M=6
25km
II区
详细研究范围 M=6.5 M=6.2 M=6
2`
5.4 历史地震法
历史地震法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。全面评价场址 周围各次历史地震对场址的影响,同时根据 各次历史地震破坏情况的记载与调查资料 评定的厂址烈度值,并把它们转换为场址地 震动参数,取其最大值,这就是历史地震法最 后所确定的地震动参数。
地震构造区内最大潜在地震的评价
一、与地震活动断层有关的最大潜在地震 的判定; 二、与地震活动断层无关的最大潜在地震 的判定。
与地震活动断层有关的最大潜在地震的 判定
应根据断层活动分段的尺度、活动特点、 活动规模以及断层活动段上最大历史地震 进行综合判定。
地震活动断层分段
地震活动断层的分段就是根据断裂的不连续性 和活动特性的差异划分出若干相对独立的段。其 依据有以下六个方面: 几何形状和结构的差别; 断层类型与力学性质的差别; 地震活动性的差异; 发育历史的差别; 运动特性的差别和滑动速率的不连续; 地球物理场和地壳结构的差异。
地震基本烈度鉴定法的主要内容
1.根据区域地震活动、地震地质条件的共同特征和相关程度划分地震 区和地震带,作为研究地震活动规律、发震构造条件及地震影响特征的 基本单元; • 2.分析各地震区、带内地震活动的发展过程,研究地震的时间、空间和 强度特征与规律,综合各种方法的预测结果,评价出各地震区、带中未 来百年内的地震活动趋势、最大震级和应发生各级地震的次数; • 3.分析地震区、带内不同强度地震发生的地质背景和构造条件,研究和 总结各类强度地震的发震构造标志; • 4.综合地震活动性和地震地质条件的分析结果,制定各地震区、带中未 来百年内可能发生各级地震的地点、地段或地带,勾划出各级地震危险 区。为避免区划结果的高烈度区过大,高震级的地震危险区范围应尽可 能划小; • 5.依据我国历史地震震级与震中烈度的经验关系,将危险区的震级换 算成相应的震中烈度,危险区范围即为未来地震的震中烈度区。地震 影响烈度及其分布范围,则根据所在地震区、带的烈度衰减统计数据 确定,在特殊情况下,对照历史地震影响来确定。 上述地震危险性评定或地震区划方法都是建立在对地震活动性和地质构 造直接判定结果基础上的,所以称为确定性方法。 •