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1、工程场地地震安全性评价 工程场地地震影响评价,李小军 中国地震局工程力学研究所 Email: 电话：13801384356,安评工作概述和基本要求公共考试部分 工程场地地震影响评价工程地震考试部分,工程场地地震安全性评价,安评工作概述和基本要求,主要内容,安评工作目的与目标 安评工作基本要求 安评工作等级划分 安评工作技术思路 安评工作主要结果,安评工作目的与目标,为各类建设工程选址与抗震设防要求的确定、防震减灾规划、社会经济发展规划等提供抗震设防的依据。 为已有工程的抗震可靠性分析和震害预测等提供地震作用依据 为其它有关问题决策（如投资决策、地震保险、房屋出售）提供依据,目的,安评工作目的
2、与目标,评价未来一定时段内工程场地或区域与城市遭受地震威胁的可能性及相应的程度与特性 提供包括场点上的及场地空间分布的地面运动及地面破坏两方面的评价结果,目标,安评工作目的与目标,评价场地的地震危险性 地震安全性地震危险性对承灾体而言地震问题：地震本身，地震灾害（人们关心的）地震本身的问题：地震发生，地震影响场地震灾害：地震影响结果=承灾体+地震作用,解决的问题,安评工作目的与目标,承灾体：承受地震作用的对象，包括自然体（与人的生产及生活相关），工程，人本身等地震作用：（地震影响场）地震发生（在地球表层）导致的地面运动及地面破坏 最后要解决问题：地震作用：地震动、地面破坏（变形）作用的方式作用
3、的程度作用的特点,解决的问题,安评工作目的与目标,地面运动：震源特性 + 地震波的传播（区域地质条件，基岩）+ 场地条件（近地表局部地质条件） 地面破坏：断层错动地表断裂砂土液化滑坡及地面沉降等,地震作用,安评工作基本要求,地震安全性评价工作流程 地震安全性评价范围 开展地震安全性评价的工程范围 地震安全性评价工作内容 不同行业抗震设防对地震安全性评价需求 地震安全性评价结果的应用,基本问题,安评工作基本要求,地震安全性评价对各专业基础的要求地震活动性评价工作基本的内容及要求 地震构造评价工作基本的内容及要求工程场地地震影响评价工作基本的内容及要求,技术要求,安评工作等级划分,地震安全性评价的
4、分级原则 不同级别安评工作的基本要求 不同级别安评工作的基本内容 不同行业工程重要性的分类标准,涉及的内容,安评工作等级划分,工程的性质与重要性结果的应用目标,划分的原则,安评工作等级划分, 级工作 核电厂等重大建设工程项目中的主要工程，安全性要求极高的工程 地震危险性的概率分析 地震危险性的确定性分析 能动断层鉴定 场地地震动参数的确定 地震地质灾害评价,适用范围及内容,安评工作等级划分, 级工作 除级以外的重大建设工程项目中的主要工程，安全性要求较高的工程 地震危险性的概率分析 地震危险性的确定性分析 能动断层鉴定 场地地震动参数的确定 地震地质灾害评价,适用范围及内容,安评工作等级划分,
5、 级工作 城镇、大型厂矿企业、经济开发区、重要生命线等，量大面广的工程 地震危险性的概率分析 地震危险性的确定性分析 能动断层鉴定 场地地震动参数的确定 地震地质灾害评价* 地震小区划 或区域性区划 或区划图,适用范围及内容,安评工作等级划分, 级工作 区划图b)、d)规定的一般性工程 地震危险性的概率分析 地震危险性的确定性分析 能动断层鉴定 一般场地地震动参数的确定 地震地质灾害评价* 区划地震动峰值加速度复核,适用范围及内容,安评工作基本要求,了解对工程和抗震设防等方面的要求确定工程对安评提供结果的要求 确定安评工作等级 确定需要提供的地震动参数和概率水平 工作涉及的范围,安评工作基本要
6、求,特定工程：特定的设防地震动参数要求 一般房屋 设计加速度 + 标准反应谱 超高层房屋 长周期反应谱 (a, v, d) 储液罐 长周期反应谱 (a, v, d) 地下管线 相对变形（v） 特大跨桥 长周期反应谱 + 桥墩相对运动 重要工程 时程a(t)，多阻尼，地震动场,地震动参数确定,安评工作基本要求,特定工程：特定的设防概率水平要求 房屋建筑 50年63%、10%、2-3% 地下管线 50年10%、2-3% 特大跨桥 50、100年63%、10%、2-3% 核电站 年10-4-50年0.5%,概率水平确定,安评工作基本要求,区域、近场、场地范围的确定区域范围为场地周围不小于150km的
7、区域 近场区域范围为场地周围不小于25km的区域 厂址附近范围为厂址周围不小于5km的区域 工程场地范围,工作涉及的范围,安评工作技术思路,主要内容,不同级别安评工作技术思路 不同级别安评工作的重点 不同级别工作内容的技术环节 各环节的相互关系 地震环境、工程特点与关键内容的关系,安评工作技术思路,工作流程,安评工作主要结果,工程场地（设计）地震动参数评价结果 工程场地地震地质灾害评价结果中间的（参考性）结果地震活动性趋势地震构造分布,关键内容,工程场地地震安全性评价,工程场地地震影响评价,工程场地地震影响涉及的主要问题,解决的问题： 地震动及工程特性与作用 场地条件对地震动及地震地质灾害影响
8、,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 小区划的关键因素 小区划差不多是场地影响区划,工程地震部分的主要问题,区域地质条件对地震波的传播的影响地震动衰减问题 局部场地条件对地震波传播的影响场地地震反应分析问题场地设计地震动参数 工程场地地震地质灾害,主要内容,地震动的工程特性分析 基础性工作 地震动衰减关系确定 场地地震工程地质条件勘测 区域性地震区划 场地地震动参数确定 地震地质灾害评价 结果性工作 地震小区划 地震动峰值加速度复核 不同安评工作之间的关
9、系,主要内容,地震动的工程特性分析 地震动衰减关系确定 场地地震工程地质条件勘测 区域性地震区划 场地地震动参数确定 地震地质灾害评价 地震小区划 地震动峰值加速度复核 不同安评工作之间的关系,地震动的工程特性分析,地震动加速度过程,地震动的工程特性分析,地震动加速度过程,地震动的工程特性分析,地震动参数,地震动加速度时程a(t)一次地震时，地震动加速度随时间变化的过程 地震烈度 地震动三要素地震动峰值（加速度、速度、位移）谱（反应谱 、富氏谱、功率谱等）持续时间,地震动的工程特性分析,地震烈度,综合描述地震动影响的强烈程度 基于人的感觉、结构破坏、物体反应、自然现象等 直观理解：地震烈度是地
10、震影响、地震灾害程度的描述量 深入理解：地震烈度也是地震动强度的综合描述量,地震动的工程特性分析,地震烈度,地震烈度的用途： 震害轻重的简单估计 地震影响的宏观描述 设计地震动参数的间接表示 地震烈度的特点 多指标的综合 宏观分级 以结果表示原因 地震烈度的不足 利用地震动参数,地震动的工程特性分析,地震动三要素的认识过程,峰值频谱持时 峰值：20世纪初 F=ma 频谱：50年代 震害经验，强震记录 持时：70年代，重大工程采用时程,地震动的工程特性分析,地震动峰值,绝对峰值 等效峰值 有效峰值,地震动的工程特性分析,地震动持时,强度包络函数 地震动总持时 地震动强震持时（如1/2持时） 绝对
11、持时 相对持时,地震动的工程特性分析,地震动反应谱,定义：具有同一阻尼比的一系列单自由度体系在同一地震动输入下的反应的绝对最大值与单自由度体系自振周期的关系，即为这一地震动的反应谱,2个参数：周期、阻尼比 3个谱量：加速度、速度、位移反应谱,地震动的工程特性分析,地震动反应谱,地震动 - 形状极不规则地震动反应谱-地震动的频谱成分变化但丢失了相位信息,地震动的工程特性分析,地震动反应谱,地震动反应谱的重要性反映了地震动的频谱特性直接给出了不同结构的最大反应结构抗震设计规范中普遍采用的规定,地震动的工程特性分析,地震动反应谱,地震动反应谱与地震动峰值的关系 加速度反应谱（极）高频处的值趋近地震动
12、峰值加速度 加速度反应谱中频段的值与地震动峰值速度有关 加速度反应谱低频段的值与地震动峰值位移有关,地震动的工程特性分析,地震动反应谱,地震动的工程特性分析,影响反应谱的因素,地震大小 地震远近 地震的其他特性（如破裂方向， 等等） 场地条件，如土层软硬与厚薄，盆地等 局部地形,地震动的工程特性分析,地震烈度与地震动参数关系,地震烈度(I)换算地震动加速度amax I = VI VII VIII IX Xamax = 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8或 0.0625 0.125 0.25 0.5 1.0,地震动的工程特性分析,地震烈度与地震动参数关系,地震烈度与地震动参数的关系离散性很
13、大，同一烈度对应的地震动参数实测值可能相差10倍以上,主要内容,地震动的工程特性分析 地震动衰减关系确定 场地地震工程地质条件勘测 区域性地震区划 场地地震动参数确定 地震地质灾害评价 地震小区划 地震动峰值加速度复核 不同安评工作之间的关系,地震动衰减关系确定,收集强震动观测资料和地震烈度资料空间范围 地震烈度和强震动资料的收集原则与内容 基岩地震动衰减模型建立 基岩地震动衰减关系选取与适用性分析 地震动衰减关系的统计回归 缺乏强震动观测资料地区的地震动衰减关系确定的原则与方法 地震烈度衰减关系选择原则与方法。,关键内容,地震动衰减关系确定,影响地震动的参数,Y (M, R, G)=OP G
14、 O：震源影响- 震级 M, 断层面P：地震波传播影响- 距离 R能量吸收; 几何扩散; 反射、折射、分散 G：场地影响- 近地表地质条件 G土层与地形,地震动衰减关系确定,衰减关系形式,lnY = C0 + C1 M - C2 M2 - C3 lnR + R0 - C4 R + C7 g其中 R0 = C5 exp(C6 M)Y = 地震动的某一参数，如：加速度，或某一周期处的反应谱值，或地震烈度Ci (i=1,., 7) = 回归系数g = 0 岩石, 1 土层-场地影响往往单独考虑,地震动衰减关系确定,衰减关系各项的含义,lnY = C0 + C1 M - C2 M2 - C3 lnR
15、+ R0 - C4 R C0 + C1 M项：震源影响 C2 M2和 R0 = C5 exp(C6 M) 项：大地震震中附近高频地震动的饱和M 7 or 7.5， 10-20km C3 lnR + R0项：几何衰减 C4 R项：非弹性耗能 后两项往往合并考虑,地震动衰减关系确定,衰减模型,点圆衰减椭圆衰减断层距衰减,地震动衰减关系确定,衰减关系给出,区域性有记录地区：利用丰富的地震记录资料统计缺乏和无记录地区类比、转换,地震动衰减关系确定,衰减关系转换,从B区转换到A区已知: IA = fA(MA, RA) A区烈度衰减关系IB = fB(MB, RB) B区烈度衰减关系lnYB = FB(MB, RB) B区地震动衰减关系导出：地震动数据YA (MA, RA)求: lnYA = FA(MA, RA) A区地震动衰减关系,地震动衰减关系确定,衰减关系选择,了解不同关系的特点、背景 针对工程特点 考虑工程场地区域性 小震、大震？近震、远震？ 各地震动参数关系之间的匹配与协调 合成地震动 长短轴关系，近、远场值的协调 所使用关系的适用性论证 尽量不使用土层场地的关系,
