地震安全性評(píng)價(jià)中的地震問(wèn)題-課件

1、地震安全性評(píng)價(jià)中的地震問(wèn)題中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所呂悅軍地震活動(dòng)性分析地震危險(xiǎn)性概率方法地震危險(xiǎn)性確定性方法地震活動(dòng)性分析地震活動(dòng)性的定義 地震空間、時(shí)間、強(qiáng)度分布規(guī)律。地震活動(dòng)性研究 關(guān)于地震空間、時(shí)間和強(qiáng)度分布規(guī)律研究。 區(qū)域地震活動(dòng)性分析近場(chǎng)區(qū)地震活動(dòng)性分析 兩者區(qū)別：目的不同 資料精度不同 工作深度不同 區(qū)域地震活動(dòng)性 目的 為劃分潛在震源區(qū)和確定地震活動(dòng)性參數(shù)提供依據(jù)。 內(nèi)容 資料的收集與分析整理，編制區(qū)域歷史強(qiáng)震目錄；編制地震震中分布圖；分析地震活動(dòng)時(shí)空特征和未來(lái)地震活動(dòng)趨勢(shì)；編制震源機(jī)制解分布圖；歷史地震對(duì)工程場(chǎng)地影響分析。收集資料 首先確定范圍, “區(qū)域范圍”是多大？ 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

2、GB177412005規(guī)定：“區(qū)域取對(duì)工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)有影響的范圍，不應(yīng)小于工程場(chǎng)地外圍150km?！碧貏e要注意兩點(diǎn)：1、對(duì)工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)有影響的范圍；2、不應(yīng)小于工程場(chǎng)地外圍150km。 絕不能不加分析地只取150 km。 有幾點(diǎn)要注意：1、存在對(duì)工程場(chǎng)地有影響的遠(yuǎn)場(chǎng)大震；2、弱震區(qū);3、地震活動(dòng)的完整性。 如山東半島北部的工程場(chǎng)地，應(yīng)考慮郯城81/2地震的危險(xiǎn)性。如北京的工程場(chǎng)地，向東應(yīng)包括完整的唐山地震震群，有些報(bào)告不加分析取150 km，就將7.1級(jí)余震甩在外面。 中國(guó)地震目錄，李善邦，1960中國(guó)地震目錄，李善邦，1970中國(guó)地震目錄(前1831 1969)，顧功敘，時(shí)

3、振梁， 1983中國(guó)地震目錄(19701979)，顧功敘，時(shí)振梁， 1984中國(guó)地震簡(jiǎn)目(前7801986)，（三代區(qū)劃圖）中國(guó)歷史強(qiáng)震目錄(前23世紀(jì)1911)（四代區(qū)劃圖）中國(guó)近代強(qiáng)震目錄(19121990)各個(gè)版本都有變化！一般使用地震部門正式公布的最新地震目錄。對(duì)地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果有明顯影響的疑難地震必須慎重分析。 熟悉地震部門正式公布的地震目錄和地震觀測(cè)報(bào)告 如1730年9月30日北京西郊61/2級(jí)地震 在中國(guó)歷史強(qiáng)震目錄中，卻將震中定為40.0N，116.2E，震中位于圖所示的的極震區(qū)之外。目前在北京地區(qū)重大項(xiàng)目安評(píng)工作中，根據(jù)上圖，參考南口高溫反應(yīng)堆安評(píng)的調(diào)查工作，采用同圖協(xié)調(diào)一

4、致的宏觀震中參數(shù)(40.03N，116.25E) 。其他資料（尤其是1990年以后）：中國(guó)地震歷史資料匯編(謝毓壽、蔡美彪等，1983) 1 5 卷中國(guó)歷史地震圖集 元、明、清 卷地球物理所：中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)目錄Ms4.7，每年一期臺(tái)網(wǎng)中心：中國(guó)地震詳目，ML=1.04.6，每年一期各省地震局：各省的地震臺(tái)網(wǎng)地震目錄，每年一期中國(guó)地震局：中國(guó)地震年鑒，每年一期 各種期刊上的研究論文。 資料收集的基本要求： 時(shí)間上的完整性，要求從區(qū)域有地震記載以來(lái)至上年度12月底止。 資料的完整性，不能遺漏。注意不同版本目錄。 要收集區(qū)域內(nèi)全部的等震線資料、破壞性文字記載資料等。 掌握歷史地震資料收集、整理和分析的

5、方法 整理： 按時(shí)間先后順序逐條整理。 整理的內(nèi)容包括發(fā)震時(shí)間、震中位置、震中烈度（震級(jí)大?。?、破壞情況或等震線與文字記載資料、地震有感范圍等。 對(duì)有疑問(wèn)的地震應(yīng)進(jìn)一步分析。掌握歷史地震資料收集、整理和分析的方法 分析： 資料的可靠性分析。 主要針對(duì)資料來(lái)源，如正史或野史、地方志等，并比較各種不同資料的差異，作出判斷。 發(fā)震時(shí)間。 史料記載往往是某朝代某年某月某日等，要換成公元年；對(duì)某些發(fā)震時(shí)間模糊的，要根據(jù)資料重新判定，特別是歷史上一些事件對(duì)定發(fā)震時(shí)間有幫助。 震中位置。要對(duì)各個(gè)地點(diǎn)的破壞情況進(jìn)行判定，并評(píng)估地震烈度，將震中位置置于破壞最重的地段。必要時(shí)須對(duì)等震線根據(jù)破壞記載資料進(jìn)行重新繪制

6、，取極震區(qū)的幾何中心為震中；對(duì)不能勾繪等震線的，可將震中位置限定在某破壞最重的區(qū)域內(nèi)。對(duì)大地震，發(fā)震斷層研究很重要。掌握歷史地震資料收集、整理和分析的方法 分析： 震級(jí)大?。ㄕ鹬辛叶龋焊鶕?jù)破壞情況定震中烈度震級(jí)根據(jù)有感范圍大小定震中烈度震級(jí)根據(jù)發(fā)震斷層參數(shù)定震中烈度震級(jí) 對(duì)場(chǎng)地的影響烈度：a.等震線。 b.更重要的是場(chǎng)地附近的記載。c.記載點(diǎn)的地形地貌、地基、建筑物情況。掌握歷史地震資料收集、整理和分析的方法 編制破壞性地震目錄： 區(qū)域范圍內(nèi)有歷史文獻(xiàn)記載的震級(jí)M4 3/4的破壞性地震事件和區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)資料中的震級(jí)M4.7的破壞性地震事件，以表格的形式列出收集整理的區(qū)域破壞性地震目錄，地震目

7、錄應(yīng)包括發(fā)震時(shí)間、地點(diǎn)、震級(jí)、震中烈度、震源深度及定位精度等。 注意每個(gè)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： 1類：10公里 2類：25公里 3類：50公里 4類：100公里 5類：100公里 當(dāng)目錄內(nèi)容較多，不適宜以表格的形式全部給出時(shí)，可以僅列出較高震級(jí)的，如6.0級(jí)以上，但應(yīng)給出相應(yīng)的文字說(shuō)明以及一些描述性的統(tǒng)計(jì)表格或圖件(如震級(jí)分布、深度分布)。 1970年以后由區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定的中小地震（M4.7）目錄主要由各省、市、自治區(qū)地震局編輯處理，依據(jù)全國(guó)區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)編制的地震目錄已形成地震數(shù)據(jù)庫(kù)。 熟悉區(qū)域性地震臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)資料的收集與整理方法 我國(guó)50年代

8、，只能記錄到大部分地區(qū)的M5級(jí)以上地震。 我國(guó)70年代，全國(guó)M4級(jí)，大部分地區(qū)3級(jí)地震。 收集區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)的觀測(cè)歷史、臺(tái)站數(shù)、位置、儀器型號(hào)及靈敏度的沿革歷史，特別注意各地方小臺(tái)網(wǎng)的數(shù)據(jù)收集。 分析空間控制能力。 得到可信震級(jí)域、時(shí)間域的地震空間分布圖象及目錄。 熟悉不同震級(jí)標(biāo)度之間的關(guān)系 近震震級(jí)ML：地震波最大水平記錄振幅確定。面波震級(jí)Ms：利用周期20s的水平分量面波最大幅值確定。體波震級(jí)mb：用1s左右的P波地震動(dòng)豎向分量確定。矩震級(jí)Mw：用地震矩M0確定地震大小。 Ms=1.59 mb -4.0 Ms=1.13ML-1.08編制區(qū)域地震震中分布圖 分別編制破壞性地震震中分布圖（Ms4

9、.7）和區(qū)域性地震臺(tái)網(wǎng)記錄的現(xiàn)代地震震中分布圖(M4.7)。 基本要求區(qū)域：半徑150Km。比例尺： 1：100萬(wàn)1：250萬(wàn)。標(biāo)明場(chǎng)地位置，場(chǎng)地應(yīng)在圖中央或附近。注明資料起止年代。注明主要地震的震級(jí)和時(shí)間。區(qū)分淺源、中源和深源地震。 圖33 區(qū)域內(nèi)歷史破壞性地震震中分布圖(前231年 2006年12月) 圖33 區(qū)域內(nèi)歷史破壞性地震震中分布圖(前646年 2006年12月) 地震活動(dòng)時(shí)空特征的分析 a) 不同時(shí)段各級(jí)地震的可靠性與相對(duì)完整性；b) 地震的空間分布特征；c) 震源深度分布特征；d) 地震活動(dòng)時(shí)間分布特征；e) 未來(lái)地震活動(dòng)水平。 不同時(shí)段各級(jí)地震的可靠性與相對(duì)完整性目的： 為地

10、震活動(dòng)性研究提供“可信時(shí)域”和“可信震級(jí)域”?？傮w來(lái)說(shuō)： 時(shí)間愈久遠(yuǎn)，記載愈籠統(tǒng)，缺失愈多。 震級(jí)愈大，可信時(shí)域愈長(zhǎng)。 震級(jí)愈小，可信時(shí)域愈短。 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(dāng)時(shí)的政治、軍事、文化、經(jīng)濟(jì)狀況。西部少地震 ？臺(tái)灣無(wú)地震 ？公元前 780 1500 年?yáng)|部地震多于西部 ？公元 1501 1900 年1901年 1950年50年間，地震活動(dòng)范圍大體上與目前的認(rèn)識(shí)相當(dāng) ！公元前780年 2000年根據(jù)各歷史時(shí)代的經(jīng)濟(jì)、政治地理情況 史料考證：主要是地方志記載情況與完整程。 統(tǒng)計(jì)分析（黃瑋瓊） 歷史地震檢驗(yàn)： M-T圖 震級(jí)檢驗(yàn)： N=a-bM

11、.b值檢驗(yàn)大體上，在華北地區(qū)： M 6 地震 ， 明代開始 基本完整 M 5 地震， 1900年開始基本完整區(qū)域性地震臺(tái)網(wǎng)地震目錄的完整程度和地震臺(tái)的分布和儀器的靈敏程度有關(guān)，首先分析地震臺(tái)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)能力，了解臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)不同時(shí)段、不同震級(jí)地震資料的可信程度。 北京電信傳輸?shù)卣鹋_(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)能力圖 地震的空間分布特征 目的：尋找強(qiáng)震發(fā)生的可能地點(diǎn)和強(qiáng)度的信息，為劃分潛在震源區(qū)、確定地震活動(dòng)空間分布函數(shù)等提供依據(jù)。 一般描述：從地震震中分布圖上直觀地描述地震的大小、叢集、成帶、稀疏程度等。通常描述時(shí)應(yīng)闡明地震與構(gòu)造是否聯(lián)系。統(tǒng)計(jì)描述：活動(dòng)度 能流密度圖從張家口至樂(lè)亭形成3個(gè)相對(duì)集中的地震活動(dòng)區(qū)(宣化、

12、懷來(lái)一帶；北京、三河、平谷一帶；唐山、灤縣一帶)，呈北西向排列。 地震集群性特征較強(qiáng)，呈條帶分布，破壞性地震密集，發(fā)生過(guò)多次7級(jí)以上地震，為華北地區(qū)近代以來(lái)地震活動(dòng)最為強(qiáng)烈的地帶。其中，1966年邢臺(tái)7.2級(jí)地震震中附近為研究區(qū)域內(nèi)地震最為活躍。區(qū)域范圍內(nèi)展布的2條北東向強(qiáng)震條帶，與本區(qū)存在的北東向活動(dòng)斷裂帶密切相關(guān)。 震源深度分布特征 震源深度對(duì)于地震危險(xiǎn)性分析結(jié)果可能產(chǎn)生顯著影響。 1970年以來(lái)積累了較為豐富的地震震源深度資料，利用這些資料和適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法，可得到平均震源深度和優(yōu)勢(shì)深度分布范圍等結(jié)果。根據(jù)具體情況，可給出區(qū)域內(nèi)震源深度空間分布圖。 地震活動(dòng)時(shí)間分布特征 目的：尋找地震活動(dòng)

13、的趨勢(shì)性特點(diǎn)，為評(píng)價(jià)未來(lái)地震活動(dòng)水平和確定地震活動(dòng)性參數(shù)提供依據(jù)。 方法：在一定統(tǒng)計(jì)區(qū)內(nèi)（地震帶或地震區(qū)）進(jìn)行，主要方法有MT圖、應(yīng)變釋放曲線等定性的方法，還有周期圖分析、最大熵譜分析、極值分析等統(tǒng)計(jì)方法，實(shí)際工作中要依據(jù)具體情況選定。 全國(guó)共有7個(gè)地震區(qū)、4個(gè)地震亞區(qū)、23個(gè)地震帶地震活動(dòng)性在空間上具有極大的差異： 華北地震區(qū)：地震強(qiáng)度大，重復(fù)期長(zhǎng) 西部各地震區(qū)和臺(tái)灣地震區(qū)：地震強(qiáng)度大，重復(fù)期短地震帶與活動(dòng)板塊邊界中國(guó)地震活動(dòng)的多樣性震級(jí)-時(shí)間分布：M-T圖劃分活躍期與平靜期。應(yīng)變釋放曲線： E=4.8+1.5M 又稱貝尼奧夫曲線。該圖上可分應(yīng)變積累、“前兆”釋放、大釋放、剩余釋放四個(gè)階段，

14、為一個(gè)地震活動(dòng)期 劃分地震活動(dòng)周期周期圖分析和最大熵譜分析 劃分地震活動(dòng)周期未來(lái)地震活動(dòng)水平 地震活動(dòng)水平是起伏的：必需對(duì)未來(lái)地震活動(dòng)水平進(jìn)行分析(100年) ：高、低 、還是平均切忌: 不要有地震預(yù)報(bào)的口氣, 以年或10年為尺度編制震源機(jī)制解分布圖 收集研究范圍內(nèi)所有的震源機(jī)制解結(jié)果資料，對(duì)一些重要的地震事件若沒(méi)有，則應(yīng)補(bǔ)充。并列表表示。地殼應(yīng)力研究所中國(guó)地應(yīng)力數(shù)據(jù)庫(kù) , 張城中國(guó)地震震源機(jī)制解 等, 一些研究著作和刊物分析 在每次地震發(fā)生的地點(diǎn)表明震源機(jī)制解結(jié)果，包括壓縮區(qū)、膨脹區(qū)、P、T軸出地點(diǎn)。對(duì)研究范圍的震源機(jī)制解應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)列表，并編制P、T軸的空間分布范圍圖或P、T軸隨方位變化的玫

15、瑰花圖。闡明研究區(qū)范圍內(nèi)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的特征及可能導(dǎo)致的不同方向構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。歷史地震對(duì)工程場(chǎng)地的影響目的: 通過(guò)分析場(chǎng)地的地震烈度值，可以得到場(chǎng)地所遭受過(guò)的最大地震烈度和各個(gè)烈度值的頻繁程度，與概率計(jì)算結(jié)果互相佐證。 熟悉影響場(chǎng)地地震烈度分布的因素 地震震級(jí)大小地震的錯(cuò)動(dòng)類型（長(zhǎng)短軸）場(chǎng)地條件（地形地貌）介質(zhì)影響 歷史地震對(duì)工程場(chǎng)地的影響收集: (1) 對(duì)工程場(chǎng)地產(chǎn)生度以上烈度影響的大地震, 不限于區(qū)域內(nèi)。 (2) 采用最新版本地震目錄中所給出的烈度。 (3) 廣泛地收集地震烈度資料，對(duì)比分析。 分析：a) 有等震線資料的地震，可直接查明歷史地震對(duì)場(chǎng)地的實(shí)際影響烈度；b) 對(duì)于沒(méi)有等震線資料，

16、但能夠得到場(chǎng)地及附近的地震破壞宏觀資料、或?qū)嶋H調(diào)查資料，可通過(guò)這些資料復(fù)核評(píng)定影響烈度；c) 也可以通過(guò)本地區(qū)的地震烈度衰減關(guān)系估算場(chǎng)地影響烈度值。 給出影響工程場(chǎng)地的綜合等震線圖，建立場(chǎng)地影響烈度目錄。綜合評(píng)價(jià) 掌握?qǐng)龅赜绊懥叶鹊木C合評(píng)價(jià)方法 由于影響烈度的因素較多，許多大地震的等震線形狀都很不規(guī)則，難以用“點(diǎn)圓”或“點(diǎn)橢圓”衰減模型來(lái)描述，所以，不能簡(jiǎn)單地利用烈度衰減關(guān)系來(lái)估算場(chǎng)地影響烈度。對(duì)度以上的烈度值，要查閱中國(guó)地震歷史資料匯編、中國(guó)歷史地震圖集、中國(guó)歷史強(qiáng)震目錄、中國(guó)近代地震目錄等資料的等震線圖來(lái)核實(shí)場(chǎng)地影響烈度；對(duì)于較大的烈度值，尤其是場(chǎng)地可能位于烈度異常區(qū)內(nèi)的情況時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)場(chǎng)

17、地及附近的宏觀資料復(fù)核評(píng)定烈度。對(duì)于某些近期發(fā)生的強(qiáng)破壞性地震，應(yīng)根據(jù)對(duì)工程場(chǎng)地及附近村鎮(zhèn)的實(shí)際調(diào)查資料，復(fù)核評(píng)定場(chǎng)地影響烈度。近場(chǎng)區(qū)地震活動(dòng)性 目的: 評(píng)定近場(chǎng)區(qū)發(fā)震構(gòu)造、厘定潛在震源區(qū)邊界和震級(jí)上限等提供依據(jù)。 工作深度和資料詳細(xì)程度與精度應(yīng)當(dāng)比區(qū)域地震活動(dòng)性分析要求更高。 比例尺不同對(duì)資料的要求不同工作深度不同對(duì)破壞性地震的參數(shù)有疑問(wèn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行資料核查和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查 這是極為重要的工作，特別是對(duì)I級(jí)工作。但也是很困難的工作。1. 疑難地震 各版目錄附錄中的疑難地震2. 有爭(zhēng)議的地震 如1484年居庸關(guān)地震3. 參數(shù)不定的地震 如1604年泉州海外7 級(jí)地震4. 烈度異常的地震 廣泛收集現(xiàn)有的

18、資料和研究成果，進(jìn)行校核、勘誤、考證。而后，根據(jù)需要進(jìn)行破壞性地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，彌補(bǔ)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料的不足。 時(shí)間考證: 要從年份、季節(jié)、特殊歷史事件等多方面推正 地點(diǎn)考證: 要注意歷史上行政區(qū)的沿革 破壞情況: 1948年5月23日地震考證與參數(shù)校定中國(guó)地震目錄顧功敘主編，1983年出版微觀震中： 37.2N，121.8宏觀震中： 37.7N, 121.9E煙臺(tái)：少數(shù)房屋坍塌。威海：地裂縫很多，有的寬3厘米，長(zhǎng)7米，涌水。屋瓦多數(shù)脫落。北竹島破土墻震倒。牟平：林家店村有石砌圍墻被震倒。龍泉區(qū)渠格莊等村，石圍墻或土墻震倒。文登：羊亭區(qū)下爐村破土墻倒塌一段，屋瓦震落，其它村亦有個(gè)別土墻倒塌。青島：亦有感

19、。 精度為4類。主要問(wèn)題：宏觀資料少；微觀震中也不可靠 宏觀震中與微觀震中相差較大1、歷史記錄圖的復(fù)讀及參數(shù)校定 南京水晶臺(tái) 上海徐家匯臺(tái) 聘請(qǐng)地震系統(tǒng)最知名的震相識(shí)別專家，復(fù)核南京水晶臺(tái)地震記錄圖 組織專家專程赴上海，復(fù)核上海徐家匯臺(tái)地震記錄圖2 宏觀調(diào)查原有宏觀資料：威海、煙臺(tái)、牟平，青島有感此次重點(diǎn)在威海、煙臺(tái)之間詳細(xì)調(diào)查了近二十個(gè)村莊，約百位老人。災(zāi)害較重的地點(diǎn)：威海、煙臺(tái)酒館村威海海中微觀震中37.6N 121.8E 小震重新定位 對(duì)象：級(jí)工作常規(guī)的地震目錄存在誤差, 可能給出錯(cuò)誤的地震活動(dòng)圖像如北京地震遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)的震中定位精度分類為：I類5公里、II類10公里、III類20公里、IV

20、類20公里。 對(duì)于M3級(jí)地震應(yīng)逐個(gè)核實(shí)。精度差的地震的改善途徑：a) 補(bǔ)充以往測(cè)定地震參數(shù)時(shí)未曾使用的地震儀器記錄資料，特別是要補(bǔ)充周邊其他臺(tái)網(wǎng)（站）的資料；b) 對(duì)收集到的地震記錄資料重新辨認(rèn)震相；c) 修正現(xiàn)有的定位速度模型和改進(jìn)、使用多種定位程序。 最后，還應(yīng)對(duì)定位的過(guò)程、結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析，并作出比較及精度判斷。掌握微震重新定位的方法 某油田采油期間發(fā)生的小震活動(dòng)重新定位后的圖像變化編制近場(chǎng)區(qū)地震震中分布圖 應(yīng)注意: 比例尺區(qū)分歷史地震和儀器記錄地震，對(duì)破壞性地震，應(yīng)標(biāo)明發(fā)震時(shí)間和震級(jí)中小地震震中分布的成帶性和成叢性與構(gòu)造活動(dòng)的關(guān)系。 局部構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析 級(jí)工作，利用震源機(jī)制、小地震綜合

21、斷層面解資料 掌握利用震源機(jī)制、小地震綜合斷層面解資料進(jìn)行局部構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析的方法。將單個(gè)地震震源機(jī)制解結(jié)果標(biāo)示于震中位置。將小地震綜合機(jī)制解結(jié)果標(biāo)示于各個(gè)單元區(qū)內(nèi)。闡述各個(gè)單元區(qū)的震源機(jī)制解特征，包括節(jié)面（走向、傾向、傾角）、P、T、N軸（方位、仰角）、矛盾比，并列表表示。根據(jù)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析結(jié)果，闡明發(fā)震構(gòu)造及其活動(dòng)性質(zhì)，并為震級(jí)判斷提供參考。目的：有助于發(fā)震構(gòu)造及其活動(dòng)性質(zhì)的判識(shí)。地震危險(xiǎn)性概率方法先說(shuō)明一下: 地震危險(xiǎn)性分析中的概率法是怎么回事？ 工程場(chǎng)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(guān)系

22、如果確切知道：距場(chǎng)址R處，要發(fā)生震級(jí)為M的地震工程場(chǎng)地 地震 M距離 R地震影響：烈度 I 加速度 a我們 只能說(shuō)，由于距場(chǎng)址R處，可能發(fā)生震級(jí)為M的地震，場(chǎng)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(chǎng)址R處，可能 發(fā)生震級(jí)為M的地震I = I ( M , R ) a = a ( M , R )工程場(chǎng)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(gè)地震地震發(fā)生的概率為 P，則我們說(shuō)：場(chǎng)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(fā)生地震的可能 ，則工程場(chǎng)地受到地震影響（烈度， 加速度）將

23、來(lái)自兩個(gè)地震：工程場(chǎng)地地震 M1發(fā)生概率 P1距離 R1I 1 或 a 1地震 M2發(fā)生概率 P2距離 R2I 2 或 a 2這個(gè)例子的結(jié)果是：工程場(chǎng)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(jiǎn)單的情況，M1=M2， R1 R2，而且 P1 P 2 自然 ： I1 = I2 I （ a1 = a2 = a）那么 ，問(wèn)：由于兩個(gè)地震的影響，工程場(chǎng)址受到地震影響為 I （ 或 a ）的概率是多少 ？如何確定發(fā)生一次震級(jí)為 M 的地震的概率？一、確定發(fā)生 k 次地震的概率 泊松分布 ： k P(k)= e - k ! k = 0,

24、 1, 2, 二、確定一次震級(jí)為 M 的概率 必須知道一群地震的震級(jí)分布 指數(shù)分布： log N = a - b MMLog N 震級(jí)指數(shù)分布和地震事件服從泊松分布是概率法的兩個(gè)基本假定！存在的問(wèn)題： 泊松分布的假定與對(duì)地震成因的物理考慮有矛盾 所以 ，目前在地震危險(xiǎn)性概率分析工作中，假定分段泊松分布上述過(guò)程就是地震危險(xiǎn)性分析概率方法的基本理論框架，是Cornell于1968年最先提出的(Cornell C.A. 1968)。 首先介紹一下美國(guó)為代表的概率性方法(PSHA)基本假定地震發(fā)生在潛在震源區(qū)內(nèi)，地震在潛在震源區(qū)內(nèi)均勻分布潛在震源區(qū)內(nèi)地震發(fā)生次數(shù)符合泊松分布，且年平均發(fā)生率為常數(shù)潛在震

25、源區(qū)內(nèi)大小地震的比例關(guān)系用b值來(lái)表示，遵從截?cái)嗟闹笖?shù)分布地震動(dòng)參數(shù)或地震烈度的衰減關(guān)系為震級(jí)、震中距（震源距、斷層距）的函數(shù)地震的發(fā)生服從獨(dú)立同分布的假定基本步驟確定潛在震源區(qū)及震級(jí)上限確定潛在震源區(qū)地震年平均發(fā)生率及其b值確定烈度或地震動(dòng)衰減關(guān)系根據(jù)概率計(jì)算程序，計(jì)算場(chǎng)點(diǎn)的地震烈度或地震動(dòng)參數(shù)的超越概率曲線基本評(píng)價(jià)地震活動(dòng)的空間不均勻性考慮不夠沒(méi)有反應(yīng)地震時(shí)間的非平穩(wěn)過(guò)程低估了高震級(jí)的危險(xiǎn)性我國(guó)地震危險(xiǎn)性概率方法(CPSHA )增加了地震帶劃分這一重要環(huán)節(jié),反映地震活動(dòng)在時(shí)間、空間不均勻分布的特點(diǎn)劃分地震帶地震帶內(nèi)劃分潛在震源區(qū)潛在震源區(qū)場(chǎng)地我國(guó)地震危險(xiǎn)性概率分析的技術(shù)步驟劃分地震帶并確定地

26、震活動(dòng)性參數(shù)劃分潛在震源區(qū)、確定震級(jí)上限、確定地震空間分布函數(shù)確定地震烈度或地震參數(shù)衰減關(guān)系地震危險(xiǎn)性概率計(jì)算（專用程序）劃分地震帶并確定地震活動(dòng)性參數(shù)新構(gòu)造、現(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、強(qiáng)度一致性較好或類似的地方地震活動(dòng)性相一致或相關(guān)性較好的地帶地球物理場(chǎng)、震源應(yīng)力場(chǎng)和地殼結(jié)構(gòu)相類似的地帶。地震帶是統(tǒng)計(jì)地震活動(dòng)性參數(shù)的基本單元，地震活動(dòng)規(guī)律的相似性是非常重要的。地震活動(dòng)趨勢(shì)分析實(shí)際資料表明，我國(guó)的地震活動(dòng)具有時(shí)間不平穩(wěn)特征。某些時(shí)段地震頻發(fā)，而有些時(shí)段地震發(fā)生比較少。假定地震帶上服從分段的泊松過(guò)程，未來(lái)考慮的事件段內(nèi)的地震活動(dòng)水平，決定了地震年平均發(fā)生率的選取。地震活動(dòng)水平的趨勢(shì)分析是非常重要的。tM

27、地震帶震級(jí)上限Muz地震帶震級(jí)上限指是指地震帶內(nèi)震級(jí)頻度關(guān)系中累積頻度趨于零的上限震級(jí)值 。震級(jí)上限不具有時(shí)間含義，不是所謂地震危險(xiǎn)區(qū)的最大地震確定震級(jí)上限的基本依據(jù)歷史地震判斷，如果歷史地震資料足夠長(zhǎng)，確認(rèn)該帶經(jīng)歷了幾個(gè)活動(dòng)周期，可以按該帶的最大歷史地震確定。構(gòu)造類比，在同一地震構(gòu)造區(qū)內(nèi)，按已知大地震的構(gòu)造背景進(jìn)行構(gòu)造類比。其中， 為 年發(fā)生一次的地震震級(jí)， ， 為地震年平均發(fā)生率。 上述結(jié)果表明，地震帶震級(jí)上限必定大于帶上已經(jīng)發(fā)生的最大地震的震級(jí)?；\統(tǒng)地以地震的最大地震作為震級(jí)上限是偏于不安全的。震級(jí)下限震級(jí)下限是對(duì)工程場(chǎng)點(diǎn)可能有影響的最小震級(jí)。震級(jí)下限的取定，以其影響烈度不低于度為宜（考

28、慮到不確定性校正的影響）。一般取4.0 但有特殊情況小地震引起破壞的例子1964年1月8日河北深縣王家井附近的3.5級(jí)地震，震中烈度達(dá)到度；1976年內(nèi)蒙古涼城4.1級(jí)地震，震中烈度也達(dá)到了度。b值的確定計(jì)算起始震級(jí)和震級(jí)間隔的影響資料完整性影響（兩端掉頭, 確定可信時(shí)段和震級(jí)段）刪除前震和余震歷史地震資料和現(xiàn)代地震資料的統(tǒng)一使用的問(wèn)題方法：直接求b值：地震資料完整時(shí)。利用歷史地震和近期小震聯(lián)合求b值：歷史地震資料較短、頻度小，但小震資料豐富。直接引用大區(qū)的b值。要求：能反映地震帶的未來(lái)地震活動(dòng)趨勢(shì)。地震樣本能反映地震帶內(nèi)可能的地震發(fā)生狀況。年平均發(fā)生率確定年平均發(fā)生率：是指地震帶內(nèi)大于等于某

29、一特定震級(jí)（通常為4.0）地震的年發(fā)生次數(shù)。影響因素： b值 統(tǒng)計(jì)時(shí)段（應(yīng)與b值統(tǒng)計(jì)時(shí)段一致）統(tǒng)計(jì)時(shí)段： 各震級(jí)地震資料完整。 有一定的時(shí)間長(zhǎng)度。 應(yīng)能代表未來(lái)百年內(nèi)地震活動(dòng)水平。 a.如處于高水平活動(dòng)階段，取高水平活動(dòng)段資料統(tǒng)計(jì)。 b.如處于低水平活動(dòng)階段，取長(zhǎng)時(shí)間（高、低）統(tǒng)計(jì)。 c.如處于高、低之間活動(dòng)階段，取長(zhǎng)時(shí)間平均水平，加適當(dāng)修正。要求： 應(yīng)分析高震級(jí)發(fā)生率理論值與實(shí)際統(tǒng)計(jì)值，如低，則應(yīng)調(diào)整。華北平原地震帶，公元1000年前的地震漏記現(xiàn)象嚴(yán)重；公元1000年以后，地震記載逐漸增多，1480年至今的地震記載才相對(duì)較全?？紤]到資料本身的不均勻性，各時(shí)段的可信震級(jí)域。1480年至今的6.

30、5至8.0級(jí)地震較全；1800年至今的5.0至6.4級(jí)地震較全。于是按這兩個(gè)震級(jí)域的地震資料，統(tǒng)計(jì)得到地震帶的b值為0.696、a為5.636。 1976年唐山地震后，大釋放階段已基本過(guò)去。今后百年內(nèi)面臨的主要剩余釋放和應(yīng)變能積累階段。地震活動(dòng)的總水平將會(huì)低于平均值。1480年以來(lái)，華北平原地震帶地震活動(dòng)經(jīng)歷了兩個(gè)高潮期和兩個(gè)高潮期前的應(yīng)變能積累階段，一個(gè)剩余釋放階段。選取這樣一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的平均值是偏于安全的。由前面所得a值和b值推可得該帶4級(jí)以上地震年平均發(fā)生率定為1.362。 地震帶本底地震 本底地震：是指地震帶內(nèi)已劃定的潛在震源區(qū)外的地震。通常是發(fā)震造不清楚的地震，表示在地震帶內(nèi)隨機(jī)發(fā)生

31、。 震級(jí)：本地震帶的潛源最低震級(jí)上限減去0.5級(jí)。 年平均發(fā)生率：指潛源外的地震年平均發(fā)生率。注意：在低地震活動(dòng)水平區(qū)，本底地震影響較大。震源深度震源深度的選取應(yīng)考慮到工程場(chǎng)地附近地震的震源深度。取統(tǒng)計(jì)上的平均值。對(duì)于有些地區(qū)，震源深度變化5km，地震動(dòng)峰值變化25%。潛在震源區(qū)劃分及地震活動(dòng)性參數(shù)的確定潛在震源區(qū)定義潛在震源區(qū)劃分的原則方法潛在震源區(qū)的參數(shù)潛在震源區(qū)劃分的不確定性潛在震源區(qū)定義具有相同震級(jí)上限，地震活動(dòng)性相對(duì)均勻分布的區(qū)域。潛在震源區(qū)劃分的原則歷史地震分析構(gòu)造類比和古地震分析潛在震源區(qū)劃分標(biāo)志（8.0,8.5)切割地殼的大型邊界斷裂的特殊部位多次發(fā)生7.5級(jí)以上地震的構(gòu)造部位

32、大型新構(gòu)造活動(dòng)交匯部位東大灘唐山臨汾潛在震源區(qū)構(gòu)造標(biāo)志（7.0,7.5）大型隆起和凹陷邊界斷裂帶大型塊體的邊界帶內(nèi)深斷陷的邊緣活動(dòng)斷陷盆地大型凹陷帶內(nèi)，全新世有明顯活動(dòng)的大斷裂帶上6級(jí)以上地震的網(wǎng)絡(luò)條帶的節(jié)點(diǎn)上潛在震源區(qū)構(gòu)造標(biāo)志（6.0,6.5）晚第三紀(jì)至第四紀(jì)有活動(dòng)的斷裂的彎曲部位、端部、多組斷裂交叉部位晚第三紀(jì)至第四紀(jì)活動(dòng)盆地內(nèi)部、邊緣、凹陷中心小震活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)潛在震源區(qū)的參數(shù)震級(jí)上限 MU方向性函數(shù)：f I ( ）空間分布函數(shù) ： f I, Mj 震級(jí)上限 MU其震級(jí)上限可以看作分段的震級(jí)積分上限，它小于等于地震帶的震級(jí)上限值，同樣是潛在震源區(qū)內(nèi)發(fā)生概率趨于零的最大震級(jí)值。通常取為5.5

33、、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0和8.5級(jí)。 主要依據(jù)有兩條： (1)最大歷史地震 (2) 構(gòu)造類比外推 方向性函數(shù)：f I ( ） 與相應(yīng)潛在震源區(qū)的構(gòu)造走向有關(guān)，其方向性函數(shù)可表示為： f()=c(1)+d(2) 一般考慮三種類型空間分布函數(shù) ： f I, Mj把地震帶各震級(jí)檔地震年平均發(fā)生率分配給地震帶內(nèi)各潛在震源區(qū)分配原則：“應(yīng)按各潛在震源區(qū)資料依據(jù)的充分程度和相應(yīng)各震級(jí)檔地震發(fā)生的可能性大小確定空間分布權(quán)系數(shù)?！?考慮多種因素： 歷史地震頻度和強(qiáng)度 構(gòu)造活動(dòng) 等等 對(duì)每個(gè)因素，每個(gè)震級(jí)擋，對(duì)地震帶內(nèi)各潛在震源區(qū)評(píng)分 每個(gè)潛在震源區(qū)，各個(gè)震級(jí)擋，求所有因素得分總和（必要時(shí)各因素

34、加權(quán)），歸一，即得該潛在震源區(qū)在該震級(jí)擋的空間分布函數(shù)值。在每個(gè)地震帶內(nèi)，對(duì)每個(gè)震級(jí)擋，一般分4.05.5級(jí)、5.66.0級(jí)、6.16.5級(jí)、6.67.0級(jí)、7.17.5級(jí)、7.5以上六個(gè)震級(jí)檔。針對(duì)各震級(jí)檔，考慮必要的因素，給各潛在震源區(qū)空間分布函數(shù)（權(quán)重）。如4.05.5級(jí)、5.66.0級(jí)檔，主要采用面積等權(quán)分 。如6.16.5級(jí)檔，主要采用面積、構(gòu)造規(guī)模2個(gè)因素。其他高震級(jí)檔，可考慮更多的因素，算法類推。確定地震烈度或地震參數(shù)衰減關(guān)系mr地震烈度衰減關(guān)系 給定場(chǎng)點(diǎn)地震破壞程度等級(jí)描述 地震烈度與地震大小成正比 地震波幾何擴(kuò)散導(dǎo)致烈度衰減具有下述形式：烈度衰減的形式圓點(diǎn)橢圓根據(jù)歷史地震等震

35、線資料，采用最小二乘擬和方法確定衰減關(guān)系中的各個(gè)系數(shù)。地震動(dòng)參數(shù)衰減關(guān)系地震動(dòng)參數(shù)衰減關(guān)系的一般形式衰減關(guān)系的擬和缺少地震動(dòng)資料地區(qū)地震動(dòng)衰減關(guān)系確定方法地震動(dòng)參數(shù)地震地面運(yùn)動(dòng)加速度地震地面運(yùn)動(dòng)速度地震地面運(yùn)動(dòng)位移地震地面運(yùn)動(dòng)反應(yīng)譜地震動(dòng)衰減關(guān)系的形式與地震大小關(guān)系地震幾何擴(kuò)散大震飽和地震動(dòng)衰減關(guān)系的擬和樣本的選取合理性不確定性及其描述缺少?gòu)?qiáng)震記錄地區(qū)地震動(dòng)衰減關(guān)系的確定烈度轉(zhuǎn)化法借用法中國(guó)地震局地球物理研究所俞言祥研究員在“十五”期間對(duì)中國(guó)各分區(qū)的地震動(dòng)參數(shù)衰減關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)研究, 目前安評(píng)工作中廣泛使用 地震危險(xiǎn)性分析計(jì)算已有標(biāo)準(zhǔn)程序 計(jì)算的輸入?yún)?shù)： 工程場(chǎng)點(diǎn)坐標(biāo)、各個(gè)地震帶的b值、震級(jí)上限、各潛在震源區(qū)的最大震級(jí)和空間分布函數(shù)、年平均發(fā)生率、地震動(dòng)衰減關(guān)系掌握地震危險(xiǎn)性概率分析的原理和計(jì)算方法首先確定地震帶，以此作為考慮地震活動(dòng)時(shí)間非均勻性、確定未來(lái)百年地震活動(dòng)水平和地震危險(xiǎn)性空間相對(duì)分布概率的基本單元。地震帶的地震時(shí)間過(guò)程符合分段的泊松過(guò)程。令地震帶震級(jí)上限為Muz，下限為Mo，t年內(nèi)Mo-Muz間地震年平均發(fā)生率為，則t年內(nèi)地震帶內(nèi)發(fā)生n次地震的概率：同