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单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,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,1,地震危险性分析1,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。,2,地震危险性分析 地震危险性分析是对某一特定的工,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。,3,地震危险性分析实质上是中长期地震预报向工程,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；,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。,4,评定某个地点的地震危险性，需要作以下三个方面的工作：4,地震危险性分析途径框图,地震危险性分析,确定地震动,衰减关系,潜在震源区划分及,地震活动性参数确定,地震统计区划分及,地震活动性参数确定,工程场地地表设计,地震动参数确定,地震活动,大地构造,地球物理场,基岩地震动时程合成,场地工程地质条件勘探、波速测试和土样动力试验,场地土层地震反应分析,断层活动,场地地震地质灾害,及影响分析,综合评价结论和建议,交,叉,学,科,5,地震危险性分析途径框图 地震危险性分析确定地震动潜在震源区划,震源,地震波传播,场地土层,区（局部）,基岩区,（区域地质）,地表及基岩,地形,目的：工程场地的地震动,6,震源地震波传播场地土层区（局部）基岩区地表及基岩地形目的：工,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,7,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7,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。,8,地震危险性分析研究工作的发展8,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。,9,9,一、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有多种，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）。,10,一、地震危险性分析确定性方法 地震危险性分,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。,11,11,1.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,。,12,1.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,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,13,2）划分地震构造区13,3）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,14,3）确定最大震级14,2.历史地震法,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,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。,15,2.历史地震法1）调查以往发生过的有影响的地震，取最大2）,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。,16,3）历史地震衰减资料16,3.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。,17,3.综合评定基于核电厂这类重要工程设施，偏于保守。1,二、地震危险性分析概率方法,18,二、地震危险性分析概率方法18,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。,19,地震危险性分析的概率方法是1968年由美国学者Cor,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。,20,概率方法最基本的假定是，地震是一个随机事,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 来描述，其中,i,表示发生一次地震事件,表示地震,i,的震源位置,表示地震,i,的发生时间,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。,21,在这个基本假定下，一般来说地震发生过程可以用,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。,22,一般说来，这样的分布模型将会是非常复杂的,在现在的地震危险性分析概率方法中,，一般,通过划分潜在震源区来描述地震发生的,空间分布的非均匀性,，而在同一个潜在震源区内，假定地震发生的,空间分布是均匀的,；,用由古登堡里希特(GutenbergRichter),震级频度关系,导出的震级分布来描述地震大小的不确定性；,用,泊松(Poisson)过程,描述地震发生时间的不确定性。,23,在现在的地震危险性分析概率方法中，一般23,将地震看成一个随机事件，是地震三要素（时、空、强）的联合概率分布。,空间分布：划分潜在震源区处理非均匀性,时间分布：假定是泊松模型,强度分布：符合古登堡-里希特（G-R)公式的概率模型,两个概率分布模型：时间、强度,24,将地震看成一个随机事件，是地震三要素（时、空、强）的联合,1 区域地震构造评价工作范围,a.一般情况下：取工程场地外延,150km,b.,8级的远场潜源：适当扩大,c.,弱地震活动区：适当扩大,工作范围,25,1 区域地震构造评价工作范围a.一般情况下：取工程场地外,2 近场区地震构造评价工作范围,近场区范围的确定应以能够解决近场区主要断层活动性鉴定和发震构造判定等主要问题为原则，一般情况下，近场区范围可界定为,场址及其外延25公里,，但出现下列情况之一者，应适当扩大：,a.工程场地及其外延25km范围内，断裂基本被第四系所覆盖，但在这个范围外缘有较明显的地质和地貌现象出露；,26,2 近场区地震构造评价工作范围 近场区范围的确定应以能,b.工程场地及其外延25km范围内，与地震构造条件 评价密切相关的地质和地貌证据不充分，但在这个范围外缘有其典型的或有力的证据存在；,c.I级工作中，工程场地及其外延25km范围外缘有指向近,场,区域的断裂存在；,d.相关行业对近场区范围有大于25km的要求，如水电抗震设计规范要求近场区为半径30km的范围。,27,b.工程场地及其外延25km范围内，与地震构造条件,问题的提法,设在场点周围一定范围内（半径为150km）划分出N个潜在震源区，各潜在震源区的地震活动性参数（,年平均发生率,，震级频度关系中的b值，震级上限,M,u,，震极下限M,o,，地震空间分布函数f,imj,，地震动衰减关系，等震线长轴取向,等）经统计可以给出；假定各潜在震源区发生震级大于的地震这一随机事件符合泊松过程。,求在未来一定时间内场点的地震动越过给定值的概率是多少？,28,问题的提法28,1、潜在震源区划分,29,1、潜在震源区划分29,潜在震源区,（Potential Seismic Source PSS）是指未来具有发生破坏性地震潜在可能的地区。它划分为三种，即点源模型、线源模型和面源模型。,第一种,是C.A.Cornell 1968年最初提出潜在震源区概念时使用的。,后二种,是洪华生经过对Cornell工作的发展而提出的。在实际工作中把PSS常划分为I型线源（有明确的发震断层方向，长度及位置），II型面源（有明确的发震断层的方向及长波，但位置不确定），III型面源（发震断层方向，长度及位置均不确定），衰减模型中采用圆衰减模型和椭圆衰减模型，前者是Cornell和洪华生采用了，后者是我国在编制三代图（1990）时采用的。,30,潜在震源区（Potential Seismic,1）潜在震源区定义,未来 时间段随要求而变,可能 与时间段相关,破坏性 4级以上,2）划分原则,两个原则（是目前能够接受、局限、无奈的原则，可能有失误的原则）,地震构造类比原则,地震活动重复原则,3）划分步骤：三步,划分区、带；细分潜在震源区,31,1）潜在震源区定义 未来 时间段随要求而变2）划分原则3,32,32,2.震级-频度关系，b值,表示地震发生次数与震级之间的统计关系。古登堡（B.Gudenberg）和里希特（C.F.Rechter）于1944年提出的，所以也称古登堡-里希特关系（G-R关系）。尽管这种关系的物理基础至今仍不是很清楚，但已证实可应用于全球或区域尺度上一个较宽的震级范围内。N为地震次数，M为震级，N为等于和大于某个震级的地震发生累计次数,33,2.震级-频度关系，b值 表示地震发生次数与震级之间,G-R关系中的常数,b,值是一个重要参数，它代表着一个地震区带内大小地震发生频度的比例关系；,b,=1意味震级小1级、发生次数多10倍，,b,=0.7意味震级小1级、发生次数多5倍。它与该地震区带内的应力状态和地壳岩石破裂强度有关，随地区的不同而有所不同。,34,G-R关系中的常数b 值是一个重要参数，它代表着一个地震,1,10,100,1000,5,6,7,8,9,新疆中部,（,19,15,
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