Transcript 25、地震活动性评价(吕悦军总结)

地震活动性评价专业
相关知识点归纳
吕悦军
中国地震局地壳应力研究所
地震活动性分析
地震目录涉及的概念
震中：震源在地面上的投影点。
震源 震源深度
震中距离(圆弧)
历史地震的震中位置 如何判别的？（震害最厉害、
等震线几何中心），震中精度 （5类）
现代地震的震中位置：宏观震中 微观震中
震级：表示地震波能量大小的一种量度。
历史地震震级：Ms，1/4（精度低），
震级—烈度（震中）关系
无破坏性记录时：Ⅳ度等效园半径(R)与震级(M)的
经验公式。
现代地震震级： ML 、 Ms
Ms=1.13ML-1.08
近震震级ML：地震波最大水平记录振幅确定。
面波震级Ms：面波水平分量的最大振幅确定。
体波震级mb：用1s左右的P波地震动竖向分量确定。
矩震级Mw：用地震矩M0确定地震大小。
M L  lgA |100km
量测的周期为0.1至2秒，波长300m至6km。
零震级：两水平分量最大振幅的平均值为1微米的地震。
能量：105J
Ms  lg(A / T) max   ()  C
T为20秒，相应的波长60km。
震级饱和
长周期地震仪（T=100秒）
矩震级M0
地震烈度：地震对地面影响和破坏程度的一种度量。
烈度表
等震线
我国、欧美都是12度烈度表。日本为7度烈度表。
I～V度以地面上人的感觉为主。
VI ～X度以房屋震害为主。
XI、XII度以地表现象为主。
浅源地震60km 中源地震300km
深源地震。
地方震 近震 远震
弱震 有感地震 中强震4.7 强震6.0
巨震8.0
地震活动时空特征分析部分
历史地震资料检验：M—T
震级检验：震级—频度关系
震级—频度关系曲线中的“掉头”现象
地震震中分布图，可以直观地描述区域地震的大小、
丛集、成带、稀疏程度等特征。
区域破坏性震中分布图显示出的条带或网格状图形、大地
震的空间分布显示出构造的空段、现代小震空间分布图上的
小震密集成丛图像。
1
Am0 ( x、y ) 
S T
n
10
b( M i M 0 )
i 1
1 n 11.81.5mi
 ( x, y) 
10

S  T i 1
时间分布：M—T 、 

E T
E T
根据 lgE = 4.8 + 1.5M
四个阶段，每个阶段的大约时间、震级
准周期：应变积累的速率是恒定的（线性）
时间可预测模式：积累的应变达到临界值，但释放
不彻底(横坐标）
震级可预测模式：积累的应变达不到临界值，但释
放彻底（纵坐标）
周期图方法：对资料要不高，但长度要长
最大熵谱方法：对时间长度要求不高（四分之一就够），
但不能直接判断未来百年的活动趋势。
极值理论：对数据精度要求不高，只关心一定时段内的
最大值。
可以直接估计未来100年地震震级的方法：
极值理论
应变释放曲线
地震区带划分部分
了解地震区带划分的依据
中国地震动参数区划图宣贯教材中，P38-39，表2-4
中，地震区带的名称及隶属关系，一些主要地震带的
最大地震、震级上限，一些著名的震例。
场地影响烈度分析
地震烈度的最主要因素是（震级）
影响烈度异常的因素是？
地震等震线形状看，有许多存在两组共轭方向，其
原因是 ？
场地土质条件对烈度的影响:松软地层分布区地震烈
度衰减较慢、在一定厚度范围内，烈度随厚度增加
而增加
椭圆型衰减关系式中各系数的意义
I a  Ca1  Ca 2 M  Ca 3 lg( Ra  Ra 0 )  Ca 4 Ra
I b  Cb1  Cb 2 M  Cb3 lg( Rb  Rb0 )  Cb4 Rb
地震危险性分析
潜在震源区划分
关于潜在震源区的正确理解：未来、不确定性、随机
性、震中分布范围等等。
潜在震源区的年平均发生率，表征了地震活动的时空
不均匀性。
潜在震源区划分的标志：活动断裂（两侧外延
20km，分段）、强震及其余震分布、小震密集。
Q4
7.5或8.0
Q3
7.0
Q2
6.5
本底地震：随机性较强 、研究程度较差 、地震活动
性弱，发震构造不明的地震。
历史地震原定重复的含义
已发生历史强震（7.5以上）潜源边界确定：
潜源的类型、不具有优势长轴方向：
东北深震不画潜源：
潜源的方向性函数：（地震破裂方向不确定性、与
正东方向的夹角）
地震活动性参数
划分地震带目的：地震活动的空间不均匀性、地
震活动性的统计特征
中国地震动参数区划图（2001）中7个地震区、23个
地震带划分方案
震级上限、一些典型地震（8级）、典型地区（成都
盆地）与地震区带的关系
lg N (m)  a  bM
表示m级以上的累积地震数目。在实际使用时，震级m取
离散值，一般按间隔将最小震级mmin以上震级分成n档，
mi取震级区间的下限值，a，b为回归系数。
各震级地震统计的时间段统一
a 地震活动总体水平
b 大小地震的比例
小地震遗漏时， b变小
lg (m)  a  bm
V是m级以上的年平均发生率。各震级v的统计年限
不一定一致，但要保证该震级在所统计时段内是完整
的。
Lg(N)
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
M
0.0
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
0.75
 M1   M2  10
b.(M2 M1)
某地震带1500年以来6级以上地震资料基本完整，根据样本统
计得到该带b值为0.62，该地震带1500年至2000年间共发生过7
级以上地震8次，则依7级以上地震推断该地震带4级以上地震
年平均发生率应为（1.16 ）（注：100.62=4.168）
某地震带ν4=2.4，b值=0.7，则该地震带7.0-7.9震级段地震的年
平均发生率为（0.0159 ）（注：100.71=5.1286）（可以涉及潜
源题型）
某地震带ν4=1.12，ν6=0.112，则该地震带的b值约为（0.50 ）
某地震带6级以上地震的年平均发生率为0.004，6.5
级以上地震的年平均发生率为0.002，7.0级以上地
震的年平均发生率为0.001。带内划分有一个震级上
限为7级潜在震源区，6.0-6.4震级档空间分布函数
为0.02，6.5-6.9震级档空间分布函数为0.03，则该
潜在震源区6.0级以上地震的年平均发生率为
（0.0007 ）
未来t年发生n次M0级以上地震的概率为：
( 0 t ) n  0t
p ( N  n) 
e
n!
未来t年，事件发生的次数为0，也就是不发生的概率：
P(0)  (t ) e
0
1 e
t
t
/ 0! e
t
为至少发生一次的概率
年超越概率 P1
T年内超越概率 PT
三者关系如下： Tr
 1 / P1
PT  1  (1  P1 )T
例如 50年超越概率10%，P50=0.1
P1=0.0021 T=475
重现期 Tr
共有N个潜源（地震带）对场点有影响，则场点总的超越概
率为：
N
P ( A  a)  1  {1  Pk ( A  a)}
k 1
共有2个潜源，源1在场址S产生地震动值A的概率为0.7；源
2在场址S产生地震动值A的概率为0.2，则场址S处地震动超
越A的概率为（0.76） 1-（1-0.7）×（1-0.2）
……..源3在场址S产生地震动值A的概率为0.6，则场址S处地
震动超越A的概率为（0.904） 1-（1-0.7）×（1-0.2）×（10.6）
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
有效峰值加速度？
有效峰值速度 ？
项目分析
针对不同建设工程，确定设防水准、设计地震动
参数等
设防水准：核电、水工、交通、构筑物、小区划、管线
区划等对设防水准的规定
参数：
加速度、速度、位移
反应谱、时程
设计层位（地下的）
不同行业抗震设防对地震安全性评价工作的要求
建筑
化工
概率水准
参数
50a.63%.10%.2-3%
PGA、、Tg（a（t））
活断层
50a.63%.10%.2-3% PGA、、Tg（a（t））
雍水：
50a.10%.5%；100a.2%
水工
PGA、、Tg、a（t）
厂房：
50a.63%.10%.2-3%
PGA、、Tg、a（t）
50a.10%.5%.2%.1% 大跨度桥要考虑长周期
公路桥、隧
反应谱及桥墩差动。
50a.10%.5%.2%.1%
铁路
PGA、、Tg、a（t）
50a.10%；100a.1%
5Km内无能
核电站、核设施
PGA、、Tg、a（t）
确定性方法
动断层
50a.63%.10%.2-3% PGA、PGV、、Tg→V 评价位错量D
地下直埋管道
广电
50a.63%.10%；
PGA、、Tg、a（t）
100a.5%
针对不同地震构造环境、地震活动水平、场地条件等，
确定地震安全性评价工作的关键性技术问题：（注意题干）
地震环境
活动断裂鉴定、主要影响地震（近场中强地震、
远场大震）、疑难地震调查
场地条件
软弱地基、强烈横向非均匀
设计地震动
长周期（超高、桥梁、远场大震）、不同阻尼比
（钢结构、进场大震）、竖向（塔、桥墩？）
历史疑难大震的处理方法
·资料核查
查阅地方志、中央政府救灾记录等、查阅出版物等、查阅碑文等
文物
·现场调查
地形、地貌条件考察
文物资料调查、塔庙等古建筑破坏遗迹考察
地表破坏形迹考察
灾情回顾性调查
·震级与震中位置的确定方法
空间分布点（一般为县以上行政中心）地震烈度评定
确定等震线
确定震中位置（极震区几何中心）和震中烈度（震级）
或确定地震有感范围、 确定地震震级
结论合理性分析
·与四代图的关系
· 地震危险性分析结果与潜在震源区划分、地震活动
性参数、地震动衰减关系的协调性，比如不同概率水
准的比例、加速度峰值与潜源上限、潜源贡献的合理
性等。
· 土层反应分析结果与场地勘测资料、模型的协调性，
如土层放大倍数合理性、土层非线性。
中国地震局地壳应力研究所
吕悦军
010-62842644
13910560906
[email protected]
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