地震安全性評(píng)價(jià)中的地震問題(呂悅軍)

地震安全性評(píng)價(jià)中的地震問題中國地震局地殼應(yīng)力研究所呂悅軍1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2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。3區(qū)域地震活動(dòng)性分析近場區(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4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)。5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)空特征和未來地震活動(dòng)趨勢；●編制震源機(jī)制解分布圖；●歷史地震對(duì)工程場地影響分析。6收集資料首先確定范圍,“區(qū)域范圍”是多大？

國家標(biāo)準(zhǔn)GB17741－2005規(guī)定：“區(qū)域取對(duì)工程場地地震安全性評(píng)價(jià)有影響的范圍，不應(yīng)小于工程場地外圍150km。”特別要注意兩點(diǎn)：1、對(duì)工程場地地震安全性評(píng)價(jià)有影響的范圍；2、不應(yīng)小于工程場地外圍150km。絕不能不加分析地只取150km。

7有幾點(diǎn)要注意：1、存在對(duì)工程場地有影響的遠(yuǎn)場大震；2、弱震區(qū);3、地震活動(dòng)的完整性。

8如山東半島北部的工程場地，應(yīng)考慮郯城81/2地震的危險(xiǎn)性。9如北京的工程場地，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150km，就將7.1級(jí)余震甩在外面。

10《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1831－1969)》，顧功敘，時(shí)振梁，

1983《中國地震目錄(1970－1979)》，顧功敘，時(shí)振梁，1984《中國地震簡目(前780－1986)》，（三代區(qū)劃圖）《中國歷史強(qiáng)震目錄(前23世紀(jì)－1911)》（四代區(qū)劃圖）《中國近代強(qiáng)震目錄(1912－1990)》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報(bào)告

11如1730年9月30日北京西郊61/2級(jí)地震

在《中國歷史強(qiáng)震目錄》中，卻將震中定為40.0

N，116.2

E，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)一致的宏觀震中參數(shù)(40.03

N，116.25

E)。12其他資料（尤其是1990年以后）：《中國地震歷史資料匯編》(謝毓壽、蔡美彪等，1983)1～5卷《中國歷史地震圖集》元、明、清卷地球物理所：中國地震臺(tái)網(wǎng)目錄Ms≥4.7，每年一期臺(tái)網(wǎng)中心：中國地震詳目，ML=1.0～4.6，每年一期各省地震局：各省的地震臺(tái)網(wǎng)地震目錄，每年一期中國地震局：中國地震年鑒，每年一期各種期刊上的研究論文…………。13資料收集的基本要求：①時(shí)間上的完整性，要求從區(qū)域有地震記載以來至上年度12月底止。②資料的完整性，不能遺漏。注意不同版本目錄。③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、整理和分析的方法14整理：①按時(shí)間先后順序逐條整理。②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?。⑵茐那闆r或等震線與文字記載資料、地震有感范圍等。③對(duì)有疑問的地震應(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15分析：①資料的可靠性分析。主要針對(duì)資料來源，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。②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。③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，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16分析：④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)⑤對(duì)場地的影響烈度：a.等震線。b.更重要的是場地附近的記載。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17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)M≥43/4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)M≥4.7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。

18

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19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)。201970年以后由區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)測定的中小地震（M<4.7）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。

21熟悉區(qū)域性地震臺(tái)網(wǎng)觀測資料的收集與整理方法

●我國50年代，只能記錄到大部分地區(qū)的M≥5級(jí)以上地震?！裎覈?0年代，全國M≥4級(jí)，大部分地區(qū)3級(jí)地震。①收集區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)的觀測歷史、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。②分析空間控制能力。③得到可信震級(jí)域、時(shí)間域的地震空間分布圖象及目錄。

22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=1.59mb

-4.0Ms=1.13ML-1.0823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（Ms≥4.7）和區(qū)域性地震臺(tái)網(wǎng)記錄的現(xiàn)代地震震中分布圖(M<4.7)?；疽蟆駞^(qū)域：半徑≥150Km。比例尺：1：100萬～1：250萬。●標(biāo)明場地位置，場地應(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。

24圖3－3區(qū)域內(nèi)歷史破壞性地震震中分布圖(前231年～2006年12月)

25圖3－3區(qū)域內(nèi)歷史破壞性地震震中分布圖(前646年～2006年12月)

26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)未來地震活動(dòng)水平。

27不同時(shí)段各級(jí)地震的可靠性與相對(duì)完整性目的：

為地震活動(dòng)性研究提供“可信時(shí)域”和“可信震級(jí)域”?？傮w來說：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。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。28西部少地震？臺(tái)灣無地震？公元前780—1500年29東部地震多于西部？公元1501—1900年301901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)！31公元前780年—2000年32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.→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33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)測能力，了解臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測范圍內(nèi)不同時(shí)段、不同震級(jí)地震資料的可信程度。

34北京電信傳輸?shù)卣鹋_(tái)網(wǎng)監(jiān)測能力圖35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：①活動(dòng)度

②能流密度圖36從張家口至樂亭形成3個(gè)相對(duì)集中的地震活動(dòng)區(qū)(宣化、懷來一帶；北京、三河、平谷一帶；唐山、灤縣一帶)，呈北西向排列。37地震集群性特征較強(qiáng)，呈條帶分布，破壞性地震密集，發(fā)生過多次7級(jí)以上地震，為華北地區(qū)近代以來地震活動(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)。38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。3940地震活動(dòng)時(shí)間分布特征

目的：尋找地震活動(dòng)的趨勢性特點(diǎn)，為評(píng)價(jià)未來地震活動(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M－T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。4142全國共有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)板塊邊界中國地震活動(dòng)的多樣性43①震級(jí)-時(shí)間分布：M-T圖→劃分活躍期與平靜期。②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，為一個(gè)地震活動(dòng)期→劃分地震活動(dòng)周期③周期圖分析和最大熵譜分析→劃分地震活動(dòng)周期4445未來地震活動(dòng)水平

地震活動(dòng)水平是起伏的：必需對(duì)未來地震活動(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46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有，則應(yīng)補(bǔ)充。并列表表示。地殼應(yīng)力研究所《中國地應(yīng)力數(shù)據(jù)庫》,張城《中國地震震源機(jī)制解》等,一些研究著作和刊物47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軸隨方位變化的玫瑰花圖。闡明研究區(qū)范圍內(nèi)構(gòu)造應(yīng)力場的特征及可能導(dǎo)致的不同方向構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。4849歷史地震對(duì)工程場地的影響目的:

通過分析場地的地震烈度值，可以得到場地所遭受過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。

50熟悉影響場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（長短軸）場地條件（地形地貌）介質(zhì)影響51歷史地震對(duì)工程場地的影響收集:

(1)對(duì)工程場地產(chǎn)生Ⅵ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。

52分析：a)有等震線資料的地震，可直接查明歷史地震對(duì)場地的實(shí)際影響烈度；b)對(duì)于沒有等震線資料，但能夠得到場地及附近的地震破壞宏觀資料、或?qū)嶋H調(diào)查資料，可通過這些資料復(fù)核評(píng)定影響烈度；c)也可以通過本地區(qū)的地震烈度衰減關(guān)系估算場地影響烈度值。給出影響工程場地的綜合等震線圖，建立場地影響烈度目錄。綜合評(píng)價(jià)53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”衰減模型來描述，所以，不能簡單地利用烈度衰減關(guān)系來估算場地影響烈度。對(duì)Ⅵ度以上的烈度值，要查閱《中國地震歷史資料匯編》、《中國歷史地震圖集》、《中國歷史強(qiáng)震目錄》、《中國近代地震目錄》等資料的等震線圖來核實(shí)場地影響烈度；對(duì)于較大的烈度值，尤其是場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)工程場地及附近村鎮(zhèn)的實(shí)際調(diào)查資料，復(fù)核評(píng)定場地影響烈度。54555657近場區(qū)地震活動(dòng)性

目的:

評(píng)定近場區(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58對(duì)破壞性地震的參數(shù)有疑問時(shí)，應(yīng)進(jìn)行資料核查和現(xiàn)場調(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59

廣泛收集現(xiàn)有的資料和研究成果，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:601948年5月23日地震考證與參數(shù)校定《中國地震目錄》顧功敘主編，1983年出版微觀震中：37.2°N，121.8°宏觀震中：37.7°N,121.9°E

煙臺(tái)：少數(shù)房屋坍塌。威海：地裂縫很多，有的寬3厘米，長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。精度為4類。主要問題：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611、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622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63威海海中微觀震中37.6°N121.8°E

64小震重新定位

對(duì)象：Ⅰ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類≥20公里。

65對(duì)于M≥3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66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67編制近場區(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。68局部構(gòu)造應(yīng)力場分析

Ⅰ級(jí)工作，利用震源機(jī)制、小地震綜合斷層面解資料

69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)。70地震危險(xiǎn)性概率方法先說明一下:地震危險(xiǎn)性分析中的概率法是怎么回事？71

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(guān)系如果確切知道：距場址R處，要發(fā)生震級(jí)為M的地震72工程場地地震M距離R地震影響：烈度I

加速度a我們只能說，由于距場址R處，可能發(fā)生震級(jí)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(fā)生震級(jí)為M的地震I=I(M,R)a=a(M,R)73工程場地地震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：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

。74如果A，B兩地都有發(fā)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(gè)地震：工程場地地震M1發(fā)生概率P1距離R1I1

或a1地震M2發(fā)生概率P2距離R2I2

或a275這個(gè)例子的結(jié)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

＝P2

自然：I1=I2

＝I（a1=a2=a）那么，問：由于兩個(gè)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？76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：

λkP(k)=————e-λk!k=0,1,2,………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：

logN=a-bMMLogN77

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78上述過程就是地震危險(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(CornellC.A.1968)。

首先介紹一下美國為代表的概率性方法(PSHA)79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)潛在震源區(qū)內(nèi)大小地震的比例關(guān)系用b值來表示，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80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)算場點(diǎn)的地震烈度或地震動(dòng)參數(shù)的超越概率曲線81基本評(píng)價(jià)地震活動(dòng)的空間不均勻性考慮不夠沒有反應(yīng)地震時(shí)間的非平穩(wěn)過程低估了高震級(jí)的危險(xiǎn)性82我國地震危險(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)83劃分地震帶84地震帶內(nèi)劃分潛在震源區(qū)潛在震源區(qū)

場地85我國地震危險(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）86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、震源應(yīng)力場和地殼結(jié)構(gòu)相類似的地帶。8788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。89地震活動(dòng)趨勢分析實(shí)際資料表明，我國的地震活動(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程，未來考慮的事件段內(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)水平的趨勢分析是非常重要的。tM90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91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，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。92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)。籠統(tǒng)地以地震的最大地震作為震級(jí)上限是偏于不安全的。93震級(jí)下限震級(jí)下限是對(duì)工程場點(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Ⅴ度為宜（考慮到不確定性校正的影響）。一般取4.0但有特殊情況94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Ⅵ度；1976年內(nèi)蒙古涼城4.1級(jí)地震，震中烈度也達(dá)到了Ⅵ度。95b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)一使用的問題96方法：①直接求b值：地震資料完整時(shí)。②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。③直接引用大區(qū)的b值。要求：①能反映地震帶的未來地震活動(dòng)趨勢。②地震樣本能反映地震帶內(nèi)可能的地震發(fā)生狀況。97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：①b值②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：①各震級(jí)地震資料完整。②有一定的時(shí)間長度。③應(yīng)能代表未來百年內(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，取長時(shí)間（高、低）統(tǒng)計(jì)。

c.如處于高、低之間活動(dòng)階段，取長時(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。98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。考慮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6.5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。

991976年唐山地震后，大釋放階段已基本過去。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，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。100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。

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?！镒⒁猓涸诘偷卣鸹顒?dòng)水平區(qū)，本底地震影響較大。101震源深度震源深度的選取應(yīng)考慮到工程場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%。102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103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。104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105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)造部位大型新構(gòu)造活動(dòng)交匯部位東大灘唐山臨汾106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107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)108潛在震源區(qū)的參數(shù)震級(jí)上限MU方向性函數(shù)：fI(θ）空間分布函數(shù)：fI,Mj109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、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110方向性函數(shù)：fI(θ）

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(θ)=cδ(θ1)+dδ(θ2)一般考慮三種類型111空間分布函數(shù)：fI,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)112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)?！笨紤]多種因素：

—?dú)v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。113在每個(gè)地震帶內(nèi)，對(duì)每個(gè)震級(jí)擋，一般分4.0～5.5級(jí)、5.6～6.0級(jí)、6.1～6.5級(jí)、6.6～7.0級(jí)、7.1～7.5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）。114如4.0～5.5級(jí)、5.6～6.0級(jí)檔，主要采用面積等權(quán)分。115如6.1～6.5級(jí)檔，主要采用面積、構(gòu)造規(guī)模2個(gè)因素。116其他高震級(jí)檔，可考慮更多的因素，算法類推。117確定地震烈度或地震參數(shù)衰減關(guān)系

mr118地震烈度衰減關(guān)系

給定場點(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：119烈度衰減的形式圓點(diǎn)橢圓120121122根據(jù)歷史地震等震線資料，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)。123124125126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127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128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129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130缺少強(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131132

133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134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)間過程符合分段的泊松過程。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υ，則t年內(nèi)地震帶內(nèi)發(fā)生n次地震的概率：同時(shí)，地震帶內(nèi)地震活動(dòng)性遵從修定的震級(jí)頻度關(guān)系，相應(yīng)的震級(jí)概率密度函數(shù)為：β=b*ln10。實(shí)際工作中將震級(jí)m分為Nm檔，mj檔表示震級(jí)范圍為mj±0.5△m。則地震帶內(nèi)發(fā)生mj檔地震的概率：135在地震帶