1、地震安全性評價工作中的地震問題2005年11月主要內容 區域和近區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定：“重大建設工程和可能發生嚴重次生災害的建設工程，必須進行地震安全性評價；并根據地震安全性評價的結果，確定抗震設防 要求，進行抗震設防 。”地震安全性評價管理條例規定：“ 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定，需要進行地震安全性評價的，必須嚴格執行國家地震安全性評價的技術規范，確保地震安全性評價的質量。”國家地震安全性評價的技術規范：中華人民共和國國家標準 GB 17

2、7412005工程場地地震安全性評價技術規范 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 GB 17741-1999 工程場地地震安全性評價技術規范 為什么要修訂規范？1,我國現行地震區劃圖（GB 18306-2001) 已不 采用地震烈度表征地震動；2,原規范（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容。(17741-1999) 和 (17741-2005)的主要差別：1,工作分級 ：級和級互換 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,調整了部分術語及其定義

3、4,部分格式編排、章節劃分及表述方式。 本國家標準是在 1994年以來所實施的地震行業標準 DB 001-94 工程場地地震安全性平價工作規范的基礎上，修改完善而形成國家標準的。是我國近三十年來地震區劃和地震安全性評價工作實踐的系統總結。與本國家標準有關的其他國家標準有： GB502671997 核電廠抗震設計規范 GBJ71989 建筑地基基礎設計規范 JGJ831991 軟土地區工程地質勘察規范 GB183062001 中國地震動參數區劃圖還有 ： 國家 核安全法規 HAF 0101(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)級工作包括地震危險性的概率分析

4、和確定性分析、能動斷層鑒定、場地地震動參數確定和地震地質災害評價。適用于核電廠等重大建設工程項目中的主要工程；b) 級工作包括地震危險性概率分析、場地地震動參數確定和地震地質災害評價。適用于除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 工作的分級：a)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、場地地震動參數確定和地震地質災害評價。適用于核電廠等重大建設工程項目中的主要工程；b) 級工作包括地震危險性概率分析、場地地震動參數確定和地震地質災害評價。適用于除級以外的重大建設工程項目中的主要工程；c) 級工作包括地震危險性概率分析、區域性地震區 劃和地震小區劃，適用于城鎮、

5、大型廠礦企業、經 濟建設開發區、重要生命線工程等；d)級工作包括地震危險性概率分析、地震動峰 值加速度復核。適用于GB18306-2001中4.3條 b)、c)規定的一般建設工程。c) 級工作包括地震危險性概率分析、區域性地震區 劃和地震小區劃，適用于城鎮、大型廠礦企業、經 濟建設開發區、重要生命線工程等；d)級工作包括地震危險性概率分析、地震動峰 值加速度復核。適用于GB18306-2001中4.3條 b)、c)規定的一般建設工程。地震安全性評價工作的基本結果：工程場地一定概率水準的地震動參數：地震動加速度（基巖地動水平峰值 加速度）：a地震動反應譜：S （地震烈度：I）如果在距離工程場地R

6、處發生震級為M的地震，要計算在場地處的地震動參數值，就有地震動衰減關系: I = I (M, R) a = a (M, R) S = S (M, R)土層基巖地震安全性評價中的概率法是怎么回事？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）衰減關系如果確切知道：距場址R處，要發生震級為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）衰減關系如果確切知道：距場址R處，要發生震級為M的地震 工程場地 地震 M距離 R地

7、震影響：烈度 I 加速度 a我們 只能說，由于距場址R處，可能發生震級為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地震發生概率 P如果這個地震地震發生的概率為 P，則我們說：場址受到地震影響的烈度為 I （或加速度為 a ）的概率也是 P 。如果 A ， B 兩地都有發生地震的可能 ，則工程場地受到地震影響（烈度， 加速度）將來自兩個地震：工程場地地震 M1發生概率 P1距離 R1I 1 或 a

8、1地震 M2發生概率 P2距離 R2I 2 或 a 2這個例子的結果是：工程場地受到地震 M1的影響，地震影響為 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 P 2 自然 ： I1 = I2 I （ a1 = a2 = a）那么 ，問：由于兩個地震的影響，工程場址受到地震影響為 I （ 或 a ）的概率是多少 ？地震危險性概率分析工作的基本任務就是：1，得到適合工作地區的衰減關系（I，a，S(T)）f(R,M)2，確定工程場址周圍，空間每一點處，發生震級為： M =4，5，6, 地震 的概率；3，計算得到場址地震

9、影響為 I1，I2，I3（或a1，a2， a3， 或S1，S2，S3)的概率；4，根據工程特點，給出一定概率水平的地震動值（I，a，S)如何確定發生一次震級為 M 的地震的概率？一、確定發生 k 次地震的概率 泊松分布 ： k P(k)= e - k ! k = 0, 1, 2, 二、確定一次震級為 M 的概率 必須知道一群地震的震級分布 指數分布： log N = a - b MMLog N震級指數分布和地震事件服從泊松分布是概率法的兩個基本假定！ 存在的問題： 泊松分布的假定與對地震成因的物理考慮有矛盾 所以 ，目前在地震危險性概率分析工作中，假定 分段泊松分布 基本統計關系只在一定的空間

10、范圍內 成立： 地震帶 中國地震區、地震帶的劃分 只有在統計數據完整的條件下，統計結 果才是可信的 必須對地震資料進行完整性分析地震危險性概率分析工作步驟一、在有關地震帶內，劃出可能發生破壞性地震的 范圍潛在震源區 。依據：地震活動資料 地質構造資料 地球物理資料 給出地震帶的震級上限 MUZ 二、統計確定各有關地震帶的地震活動性參數 b 值， 年平均發生率 （資料完整；地震活動趨勢分析）地震帶地震帶潛在震源區三、求出地震帶內各個潛在震源區各震級擋的地震年平均 發生率 M mi，J四、計算場點的地震影響（I，a，或 S） 其中， 峰值加速度a 和反應譜 S 都是基巖處的數值； 五、根據鉆孔資料

11、 ，建立場址處的土層模型；六、根據基巖反應譜，求得滿足該反應譜的地震時程； （人工時程合成）七、計算地震波形（時程）有基巖傳播的地表的變化； （土層反應分析）八、計算得到傳播的地表的地震波的反應譜；九、給出工程所需的概率水準的反應譜。地震資料的收集和分析 區域 近區域“區域范圍”是多大？國家標準規定 ：“區域取對工程場地地震安全性評價有影響的范圍，不應小于工程場地外圍150km?！碧貏e要注意：一、對工程場地地震安全性評價有影響的范圍二、不應小于工程場地外圍150km 絕不能不加分析地 只取150 km中國地震目錄 中國地震目錄，李善邦，1960中國地震目錄，李善邦，1970中國地震目錄 （前1

12、831 1969），1983中國地震目錄 （19701979），顧功敘， 時振梁， 1984中國地震簡目（前7801986），中國歷史強震目錄（前23世紀1911）中國近代強震目錄（1912-1990） 各個版本都有變化 ！其他資料 ：中國地震歷史資料匯編 1 5 卷中國歷史地震圖集 元、明、清 卷地震觀測報告 每年出版各地震臺網的報告 研究論文 地震資料的完整性分析： 早期地震資料大量缺失中國歷史地震資料的來源 ： 歷代中央和地方政府的記載，民間的記載，墓碑，碑記，地方志 完整程度取決于當時的政治、軍事、文化、經濟狀況。公元前 780 1500 年西部少地震 ？臺灣無地震 ？公元 1501

13、1900 年東部地震多于西部 ？1901年 1950年50年間，地震活動范圍大體上與目前的認識相當 ！公元前780年 2000年地震資料完整性分析： 根據各歷史時代的經濟、政治地理情況 縣治的密度 統計分析 （黃瑋瓊） 大體上，在華北地區： M 6 地震 ， 明代開始 基本完整 M 5 地震， 1900年開始基本完整 注意每個地震事件的定位精度，不同版本地震目錄的精度表示方法略有不同，一般情況是： 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 注意各版本地震目錄中地震參數的變化，以及有疑問之處，如對工程場址可能有影響，必須進一步

14、收集資料，甚至進行必要的調查，以確認其可用參數。如：1695年臨汾地震、1556年華縣地震的震級變化 地震目錄中宏觀震中和微觀震中位置相差較大者 還應收集： 地震震源機制資料 地震等值線圖等宏觀資料 區域地震活動性分析： 空間分布特征：叢集、空區 注意結合構造特征 時間分布特征：起伏、 可采用“定量”描述的方法。 近場地震資料6.2.1 對破壞性地震的參數有疑問時，應進行 資料核查和現場調查。 這是極為重要的工作，特別是對一級工作。但也是很困難的工作。實例： 1484年居庸地震的震中位置：宣化居 庸關延慶東北 1604泉州海外地震時，惠安的烈度 1046年山東登州岠嵎山地震的位置 1948年山

15、東文登北面海中地震（微觀震 中和宏觀震中相差50km）地震活動性參數統計確定：一、地震活動水平：年平均發生率 4 k P(k)= e - k !其中， 是泊松分布的數學期望值 即：未來 T 年內，事件最可能動發生次數為次可用過去 T年的實際地震來代替， T 問題在于，取 哪一段 T 年的地震數據來統計 ？地震活動趨勢分析 ：分段泊松分布而地震活動水平是起伏的：必需對未來地震活動水平進行分析 ：高、低 、還是平均地震的震級分布： log N = a b M統計求 b 值：注意：在一個地震帶內 保證地震資料的完整確定地震帶的 和 b 數值可以得到地震帶內各個震級檔地震的年平均發生率M年平均發生率把

16、地震帶各震級檔地震年平均發生率分配給地震帶內各潛在震源區分配原則：“應按各潛在震源區資料依據的充分程度和相應各震級檔地震發生的可能性大小確定空間分布權系數?！?考慮多種因素： 歷史地震頻度和強度 構造活動 等等 對每個因素，每個震級擋，對地震帶內各潛在震源區評分 每個潛在震源區，各個震級擋，求所有因素得分總和（必要時各因素加權），歸一，即得該潛在震源區在該震級擋的空間分布函數值。 因素1因素2因素3潛在震源區1XXX潛在震源區2XXX潛在震源區3XXX在每個地震帶內，對每個震級擋，考慮所有因素，給各潛在震源區評分地震帶和潛在震源區地震活動性參數： 地震帶： 地震帶的震級上限 MUZ 4 級以上

17、地震年平均發生率 4 震級分布： b 值 潛在震源區：震級上限 MU 空間分布函數 ： f I, Mj 方向性函數：f I ( ） 這一套參數表征了我們對地震環境的全部認識 據此，進行地震危險性概率計算 ！地震安全性評價的確定性方法：歷史地震法 取廠址周圍所有歷史地震，計算對廠 址的影響，取其最大者。地震構造法 劃分構造區構造區構造區構造區發震構造發震構造場址發震構造MM與已知發震構造相關的最大潛在地震最大彌散地震M置于其可能發生范圍內距場址最近處9.3 應取地震構造法和歷史地震法結果中較 大者作為地震危險性確定性分析的結果 12.4.1 級工作的基巖地震動參數應按確定性 方法和概率方法得到的結果確定 重點問題一、地震資料的完整性分析問題 地震資料的不完備 地震資料統計對完整性的要求二、地震活動性參數 b 值： 含義：地震的震級分布 注意：統計范圍地震帶 資料必須完整三、地震活動水平：用地震年平均發生率4 來表示 地震活動水平的起伏 地震活動趨勢分析四、地震危險性概率分析方法的基本假設 泊松分布 地震震級的指數分布五、地震空間分布函