GB 17741-2005 工程场地地震安全性评价(宣贯教材)

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  • GB 17741-2005 工程场地地震安全性评价(宣贯教材)

    周期为10000年;三峡水电工程中水工建筑的设防地震年超越概率为0.0002, 即重现周期为5000年。 2.I级工程场地地震安全性评价 除I级以外的重大建设工程项目中的主要工程,主要是指对社会有重大价值 或者有重大影响的工程,受地震破坏后可能发生严重次生灾害的建设工程,使用 功能不能中断或在震后需要尽快恢复的重要的生命线建设工程等。如:超高层建 筑、博物馆、会展中心、影剧院等重要的公共建筑,大型水电工程、跨大江大河 的大跨度特大桥梁、重大的交通工程、海洋石油平台、甲类电视塔等。这类工程 的抗震设防要求明显高于一般工业和民用建设工程,用中国地震动参数区划图、 区域性地震区划和地震小区划的结果已不能满足地震安全性的要求;但是,这类 建设工程的抗震设防要求又低于核电厂等重大建设工程,对基础资料的精度、工 作方法和内容、研究的程度等都有别于I级工作的要求。因此,本标准规定除I 级以外的重大建设工程项目中的主要工程,要进行I级工程场地地震安全性评价 工作,工作内容包括地震危险性概率分析、场地设计地震动参数确定和地震地质 灾害评价。 对需要进行Ⅱ级地震安全性评价工作的重大建设工程,其抗震设防要求较 高,应采用较低的地震风险水平来确定抗震设防要求。如甲类电视塔设防地震的 年超越概率水准为0.0005,即重现周期为2000年;特大型桥梁设防地震的年超 越概率水准为0.0003,即重现周期约为3000年;大型水利工程中的雍水建筑设 防地震的年超越概率水准为0.001,即重现周期为1000年;北京市高层建筑(高 度80米以上)抗震设防地震的风险水平为100年超越概率3%(变形验算)。 3.II级工程场地地震安全性评价 区域性地震区划主要是指长距离的交通、输油、输气、送水、输电等长距离 线状工程,以及大城市、城市群等区域的建设、规划、土地利用、防灾规划制定 等工作中的地震安全性评价。它和全国的地震区划不同,全国地震动参数区划图 是针对全国量大面广的一般建设工程,是在考虑平均场地条件下对全国范围内的 地震安全环境的区域划分,其比例尺为1:400万,它给出的是大范围内地震危险 的平均估计,不可能对局部区域的地震活动、地质构造条件做出详细的描述。区 域性地震区划,则应根据区域范围及周边的地震活动、地质构造环境做更加详细 细致的工作,精度要求更高,图件的比例尺要远大于全国地震区划图的比例尺,

    设防地震的概率水准一般采用50年超越概率10%。 地震小区划主要是指在城镇、大型厂矿企业、经济建设开发区等建设范围内 为土地利用和规划、防震减灾规划制定、一般建设工程抗震设计等工作提供科学 依据的地震安全性评价。地震小区划针对区划范围及周围地区做更加细致、深入 的工作,重视局部场地条件的影响,更为细致地考虑局部场地的作用,区分不同 的地震破坏作用,显示地震破坏在小范围内的变动情况,与区域性地震区划相比, 地震小区划所考虑的因素更多,工作更细致、资料更详细、精度要求更高。如某 些地震小区划图采用的比例尺达到1:1万~1:5万,设防地震的概率水准一般采 用50年超越概率10%,对使用年限不同的建设工程,设防地震的概率水准会有 所不同,应根据工程抗震设计的具体需求来确定。 4.IV级工程场地地震安全性评价 中国地震动参数区划图是对全国范围内的地震安全环境进行的区域划分,划 分区域间存在分界线,分界线两侧的数值是不连续的,存在数值上的跳跃,在比 列尺为1:400万的全国地震动参数区划图上,分界线本身就覆盖了一定的区域, 分界线上的数值存在取哪个区域数值的问题,所以位于全国地震动参数区划图分 界线附近的一般建设工程也必须进行地震安全性评价,才能科学合理地确定抗震 设防要求。 编制全国地震动参数区划图的基础资源是现有的地震研究的成果,以及地 震、地质和地球物理等观测资料,由于观测条件、地理位置、经济、历史、人文 环境等因素的影响,地震研究程度和资料的详细程度地区性的差异性很大,某些 边远地区、沿海海域等地区缺少相关的实际观测资料,地震研究程度也不高。另 外,全国地震动参数区划图是在考虑平均场地条件下给出的地震动参数,是针对 全国性大区域而言的,它不可能对某些地质条件复杂的地区作深入细致的工作。 为此,必须对那些地震研究程度和资料详细程度较差的地区、位于地质条件复杂 的地区的地震活动环境、地震地质条件作进一步深入的分析、调查和研究,对全 国地震动参数区划图提供的峰值加速度结果进行复核,以便科学合理地为一般建 设工程提供抗震设防要求。 IV级工作包括地震危险性概率分析,地震动峰值加速度复核。适用于中国地 震动参数区划图GB18306一2001中4.3条b)、c)规定的一般建设工程。因此, IV级工作中工程设防地震的概率水准应与中国地震动参数区划图一致,为50年

    超越概率10%,由于是针对具体的工程场地或工程项目开展的工作密封圈标准,所以IV级工 作比全国地震动区划图提供的资料要更详细、精度更高,实际工作中经常采用的 图件比例尺为:区域范围的主要图件比例尺为1:100万、近场区的主要图件比例 尺为1:25万。

    考虑远源与近源地震对场地影响的差异性特点,依据工作内容、详细程度和 技术要求的不同,根据到场地距离的远近,地震安全性评价工作范围分为区域、 近场区和工程场地。区域为工程场地外延不小于150km的范围,近场区为工程场 地外延不小于25km的范围,工程场地为工程建设规划的范围。 地震安全性评价需要在一定的区域范围内开展工作。分析地震活动水平与地 震发生的条件需要在足够大的空间范围内进行,评价地震对场地的影响也需要在 足够大的空间范围内进行。 区域工作的重点是,在对区域范围内资料收集和整理的基础上,分析区域地 震活动特征和未来地震活动趋势,评价区域范围内地震发生的条件,判识区域范 围内对场地地震危险性有影响的发震构造,综合评价区域地震构造环境和地震活 动水平,为地震区带和潜在震源区划分、地震活动性参数确定、地震构造区划分 与弥散地震确定等提供依据, 区域地震活动性和地震构造评价,以收集、分析现有资料为主,辅以必要的 现场地震与地质调查工作

    5.1区域范围和图件比例尺

    本条规定了区域工作的最小范围,图件比例尺规定了区域基础资料和成果图 件的精度。

    件的精度。 5.1.1区域范围取对工程场地地震安全性评价有影响的范围,应不小于工程场 地外延150km。 规定区域范围大小的根本目的,在于不致遗漏对工程场地地震安全性评价结 果有影响的远源潜在大地震。 震害资料和工程经验表明,场地地震危险性主要来自于150km范围内的地震 影响,一般情况下,区域工作范围取工程场地外延150km可以满足评价要求。 针对具体的工程场地而言,区域范围的大小取决于场地与强震构造环境的关 系。当150km范围不足以包含对工程场地地震安全性评价结果有影响的远源历史 大地震或高震级潜在发震构造时,应当扩大区域工作范围, 在弱地震活动区,当工程场地外延150km附近外围区域地震活动水平较高或

    存在强震的发震构造时,为了更合理分析地震活动水平和评价地震的发生条件, 区域范围宜适当扩大。 当区域范围取工程场地外延大于150km时,区域范围根据具体情况可以不对 称。例如,在西部地区天山南麓的牙哈凝析油气田工程场地地震安全性评价工作 中,考虑到包括场地西北的1716年特克斯7级地震,区域研究范围向西向北分 别扩展为200km和180km,而场地东面和南面的范围仍为150km。在广东台山核 电项目腰古厂址地震安全性评价工作中,为考虑珠江口外滨海断裂带7.5级潜在 发震构造的影响,区域范围向东扩展为200km。 区域研究范围的选取直接关系到工程场地地震安全性评价结果的可靠性,在 地震安全性评价工作中应对区域研究范围选取作必要的论证和说明,

    5.1.2区域地震构造图比例尺应采用1:1000000,其他图件比例尺应不小于

    1:2500000. 区域地震构造图是地震安全性评价工作中分析区域发震构造特征、划分潜在 震源区等方面的重要依据,属于关键性区域基础图件,应简明扼要地反映地震和 地质方面的主要内容。 区域地震构造图比例尺应采用1:100万,编图所依据的基础资料精度和地理 底图比例尺应不小于1:100万。该比例尺反映了对基础资料和图件的内容、精度 和详细程度的要求。 对于I、I、IV级工作,其他区域性成果图件,如区域新构造图、区域地震 震中分布图等,比例尺应不小于1:250万。 对于I级工作,区域地质构造图、区域地震构造图、区域新构造及其分区图 区域历史破坏性地震震中分布图、区域小震震中分布图、区域布格重力异常图 区域航磁异常图和区域地壳结构图等主要成果图件,均宜采用1:100万比例尺, 对有些内容不多,精度要求不很高的区域性分析图件,如大地构造分区图,地震 区、带划分图,地震构造区划分图等,可采用较小比例尺

    5.1.3所有图件应标明工程场地位置。

    所有区域性图件均应标明工程场地的位置,以便直观地显示工程场地所处的 地震活动和地震构造环境

    地震活动性分析的目的是通过分析地震活动的时间和空间特征,评价区域地

    震活动环境,为划分潜在震源区和确定地震活动性参数提供依据。区域地震活动 性分析工作的内容主要包括:地震资料的收集与分析整理,编制区域历史强震目 录,编制区域破坏性地震震中分布图和区域现代地震震中分布图,编制区域震源 机制解分布图,分析地震活动时空特征和未来地震活动趋势,评价工程场地所遭 受的历史地震影响。

    地震资料收集与目录编制,应符合以下

    a)根据地震部门正式公布的地震目录和地震报告,收集相关的地震资料; b)历史地震资料应包括区域内自有地震记载以来的全部破坏性地震事件; c)区域性地震台网地震资料应包括区域内自有区域性地震台网观测以来可 定震中参数的全部地震事件: d)编制区域破坏性地震目录,包括发震时间、地点、震级、震源深度及定 立精度等。 完整可靠的地震目录是研究区域地震活动性的最基础资料。相关的地震资 料,包括历史记载的破坏性地震资料和现代地震观测台网记录的地震资料两部 分。 自20世纪50年代以来,我国已出版多个版本的全国性地震目录,主要有: 《中国地震目录》(李善邦主编,1960)、《中国地震目录》(李善邦主编,1970) 《中国地震目录》(顾功叙主编,1983),《中国地震简目》(中国地震简目编写组 988)、《中国历史强震目录(公元前23世纪至公元1911年)》(国家地震局震害 防御司编,1995)和《中国近代地震目录(公元1912年至1990年Ms≥4.7)》 (中国地震局震害防御司编,1999)。同时,一些省市自治区也出版过地区性的 地震目录,众多的研究著作和刊物中也包含了不同的地震资料。但是,由于不同 的编者和研究者有不同的认识,他们对历史资料的不同分析处理,反映了不同的 观点。在地震资料收集整理时,应使用地震部门正式公布的最新地震目录和地震 报告。对地震参数有不同认识的疑难地震,应根据不同版本编目资料的可靠性和 工作深度决定取舍。对地震安全性评价结果有明显影响的疑难地震,必须慎重分 析,应广泛收集历史资料,认真考证,辅以必要的现场调查,确定地震参数,并 应将考证结果提交主管部门审定。 需要说明的是,由于最新版本《中国近代地震目录(公元1912年至1990 年Ms≥4.7)》的资料截止到1990年,1990年以后的地震资料宜以《地震观测报

    告》(中国地震局地球物理研究所)和《中国地震详目》(中国地震台网中心)为 主,并参考中国地震局每年出版的《中国地震年鉴》和各省、市、自治区地震局 的相关地震速报目录续补。 本标准所指的历史地震资料是指有区域地震台网记录之前依据地震破坏的 文献记载分析得到的破坏性地震事件,应收集区域范围内的历史地震资料。 我国自20世纪50年代开始建设区域性地震台网,70年代建设具有小震监 测功能的区域性地震台网,现已积累了丰富的仪器测定的地震资料。地震目录应 依据这些地震台网地震资料编制。 实际上我国大陆各地区地震监测能力不同。1970年以后由区域地震台网测 定的中小地震(M<4.7)目录主要由各省、直辖市、自治区地震局编辑处理,依 据全国区域地震台网编制的地震目录已形成地震数据库。具体使用时,可从有关 部门获取。 区域破坏性地震是指区域范围内有历史文献记载的震级M≥4的破坏性地 震事件和区域地震台网资料中的震级M≥4.7的破坏性地震事件,以表格的形式 列出收集整理的区域破坏性地震目录,地震目录应包括发震时间、地点、震级 震源深度及定位精度等。

    5.2.2震中分布图的编制,应符合以下要求:

    a)分别编制破坏性地震震中分布图、区域性地震台网记录的地震震中分布 图; b)注明资料起止年代; c)注明主要地震的震级和发震日期: d)区分出浅源、中源和深源地震。 区域地震震中分布图编制的自的是为了分析地震空间分布特征。实际编图 时,区域范围和比例尺都要满足要求,内容准确,图面清晰。 破坏性地震震中分布图应以震级分档形式标示区域范围内所有震级M≥4.7 的地震事件。对工程场地评价有重要意义的地震,应在震中符号旁标明该地震的 发震时间和震级, 区域性地震台网记录的地震震中分布图应以震级分档形式标示区域范围内 有地震台网观测以来震级M<4.7的地震事件。 在有中源、深源地震活动的地区,震中分布图中应明显标示出浅源、中源和

    深源地震,为潜源划分和地震动衰减关系的选取提供依据。

    5.2.3地震活动时空特征的分析应包括:

    关。 研究震源随深度的分布特征对于提高地震危险性分析的可靠性非常重要,也 是地震活动性分析的重要内容之一。研究表明,震源深度对于地震危险性分析结 果可能产生显著影响。例如,在华南地区某潜源近场点,震源深度变化5km,相 同超越概率所对应的加速度值变化了25%。我国自1970年以来积累了较为丰富 的地震震源深度资料,利用这些资料和适当的统计方法,可得到平均震源深度和 优势深度分布范围等结果。根据具体情况,可给出区域内震源深度空间分布图, 分析区域地震活动时间分布特征的目的是寻找地震活动的趋势性特点,为评 价未来地震活动水平和确定地震活动性参数提供依据。研究表明,我国一些地震 区带的地震活动随时间表现出起伏特征,具有相对平静和显著活跃相互交替的发 展过程,从平静期开始到活跃期结束称一个地震活动期。目前,分析区域地震活 动时间分布特征都是在一定统计区内(地震带或地震区)进行,主要方法有M T图、应变释放曲线等定性的方法,还有周期图分析、最大熵谱分析、极值分析 等统计方法,实际工作中要依据具体情况选定。 地震活动随时间表现出相对平静和显著活跃相互交替的发展过程。应根据 个地震统计区(地震带)现时所处的地震活动阶段,结合以上地震活动趋势的分 析,估计未来100年地震活动水平,为评价该地震带地震年平均发生率提供依据 5.2.4应收集、补充本区域震源机制解资料,编制震源机制解分布图。

    现代构造应力场是研究大地震发生条件的基础资料,有助于分析判断断层活 动的性质和错动类型。研究表明,震源机制解主应力轴产状的统计特征可以代表 区域现代构造应力场,因此,震源机制资料是地震安全性评价中的重要基础资料 目前,我国积累了大量的震源机制解资料,应系统收集整理。在缺乏震源机 制解资料的地区,应根据地震记录反演震源机制解,也可以利用小震综合断层面 解资料作为补充,以反映区域平均构造应力状态。 根据震源机制解资料编制震源机制解分布图和最大、最小主应力方位分布 图,进行震源机制解P、B、T轴分析,统计最大主应力方位分布,以直方图或玫 瑰图表示,给出区域水平最大主应力的优势方位

    5.2.5应收集、分析对工程场地有影响的历史地震

    通过分析场地的地震烈度值,可以得到场地所遭受过的最大地震烈度和各个 烈度值的频繁程度,与概率计算结果互相佐证,因此,历史地震烈度资料是应当

    认真收集的重要资料。 在收集历史地震资料时,除了区域范围内的破坏性地震外,区域外可能对工 程场地产生VI度以上烈度影响的大地震也在考虑之列。历史地震烈度一般应当采 用最新版本地震目录中所给出的烈度。若最新版本地震目录所列地震烈度资料不 足时,应当广泛地收集地震烈度资料,在此基础上进行对比分析。 具体工作中,可从以下几方面进行分析: a)有等震线资料的地震,可直接查明历史地震对场地的实际影响烈度; b)对于没有等震线资料,但能够得到场地及附近的地震破坏宏观资料、或 实际调查资料,可通过这些资料复核评定影响烈度; c)也可以通过本地区的地震烈度衰减关系估算场地影响烈度值。 在此基础上,给出影响工程场地的综合等震线图,建立场地影响烈度目录 以得到场地所遭受最大历史影响烈度值和各阶段烈度的频次特征。 由于影响烈度的因素较多,许多大地震的等震线形状都很不规则,难以用“点 圆”或“点椭圆”衰减模型来描述,所以,在建立用于统计分析的场地影响烈度 目录时,不能简单地利用烈度衰减关系来估算场地影响烈度。对VI度以上的烈度 直,要查阅《中国地震历史资料汇编》、《中国历史地震图集》、《中国历史强震目 录》、《中国近代地震目录》等资料的等震线图来核实场地影响烈度;对于较大的 烈度值,尤其是场地可能位于烈度异常区内的情况时,应当根据场地及附近的宏 观资料复核评定烈度。对于某些近期发生的强破坏性地震,应根据对工程场地及 附近村镇的实际调查资料,复核评定场地影响烈度。

    地震构造是指与地震孕育和发生有关的地质构造 区域地震构造评价的目的在于:通过对区域地质构造背景、区域新构造活动 特征、区域活动构造特征等资料收集和分析,结合区域地震活动特点,归纳区域 范围内强震发生的条件,判定区域发震构造及其特征,为划分地震区、带,判定 潜在震源区及其地震活动性参数等方面提供重要的依据, 区域地震构造评价应在充分收集、分析现有地质、地震和地球物理资料的基 础上进行。考虑到区域地震构造评价的精度要求,以及全国范围内大部分地区活 动断层、地震构造资料方面近20多年的积累程度,区域地震构造评价一般不需 要开展现场调查工作,但当区域范围内存在对工程场地地震安全性评价有影响

    且现有资料不能满足发震构造评价的断层时,需要开展野外调查,获得必要的评 价资料。

    5.3.1I级工作,应有下列工作内容

    a)收集区域地质构造和地球物理场资料,分析其与地震活动的关系: b)编制区域大地构造单元划分图、地质构造图和新构造图; c)编制区域布格重力异常图、航磁异常图和地壳结构图; d)建立区域地球动力学模型。 鉴于I级工作的重要性,它对区域地震构造的基础资料和图件的内容和工作 深度有更高的要求。 应在充分收集区域地质构造、新构造、主要断裂活动性及其分段、地球物理 场及深部构造等资料基础上,编制区域相关图件。为分析判别区域范围内发震构 造,建立区域地震构造模型提供依据。 应重视收集最新的基础资料,并对资料可靠性进行分析。例如,对于隐伏断 裂活动性探测结果的引用,应分析探测手段的有效性和地质上解释的合理性 应分析不同震级档地震与区域地质构造、地球物理、现今构造变形特征的关 系,当区域范围内现有资料不够充分时,应扩大区域范围, 大地构造单元划分图是了解本区构造发展演化和划分地震区、带的基础资 料,因此需要进行大地构造单元的划分,给出大地构造单元划分图,简述大地构 告发育简史 收集区域范围内的地层、岩浆活动、变质作用、地质构造资料,编制区域地 质构造图(1:100万),简述区域地质构造分布与发育特征。区域地质构造图中 应反映地层、岩浆岩、褶皱、断裂及其性质、新生代以来的盆地等。 收集新构造运动方面的资料,包括新生代地层、火山和岩浆岩分布,晚第三 纪以来有活动的断层、盆地和隆起,以及地震活动和现今形变特征等。编制区域 新构造图(1:100万),图中应标示4级以上的地震。在此基础上论述区域新构 造分区特征,阐述区域新构造活动与地震活动的关系。 收集重力、航磁和其它地球物理场资料,结合地壳结构及其它深部构造资料 编制区域布格重力异常、航磁异常、地壳厚度图,比例尺1:100万,并说明区域 范围地壳结构特征。综合分析区域范围内地震分布与地球物理场的关系。 建立现代地球动力学模型,应根据区域或更大范围内的地震、地质、现今地

    壳形变和地球物理资料,对区域现代地球动力学和运动学特点进行分析,从总体 上把握地震发生的构造环境特征。 5.3.2II、III、IV级工作,应收集区域地质构造资料,分析区域内地震发生的 大地构造和新构造背景。 II、IⅡI、IV级工作应收集区域地质构造与地貌资料,分析区域地貌特征与新 构造运动的关系、区域新构造运动演化特征、主要新构造表现形式及其特点、新 构造运动分区等,重点分析新构造运动的类型、活动特征、活动幅度及其与地震 活动的关系。

    5.3.3对工程场地地震安全性评价结果可能产生较大影响的断层,资料不充分 时,应补充下列工作:

    a)查明断层最新活动时代、性质和运动特性; b)进行断层活动性分段; c)分析重点地段古地震的强度及活动期次 对场地地震安全性评价结果可能产生较大影响的断层,当其活动长度不清 楚、活动性分段不明确、最大潜在地震评价资料不充分或已有资料显示对该断层 活动性的认识不一致时,应补充现场调查。 在较大比例尺(1:10万或更大比例尺)卫星影象或航片的解译与分析基础 上,调查断层不同地段地质、地貌上的活动性特征,查明断层最新活动时代,并 明确给出确定断层最新活动时代的确切证据。在野外调查中,需要注意查明断层 最新活动的位置,因为断层活动可能存在横向上的迁移性,例如,某地北东向南 口山前断层晚更新世的一些活动露头是在距断层东南70米处的洪积台地中发现 的,北西向镇海湾断层第四纪期间的活动位置位于老断层带以西200m左右。所 以,调查时沿断层两侧作必要的横向追索十分必要。 可以采用地质地貌、断层结构面的观测等方法,确定断层的最新活动性质(正 断层、逆断层、走滑断层或是它们的过渡类型)。 通过野外地质剖面观测,并结合实验室对断层物质的电镜扫描方法,确定断 层的运动特性。 通过对比分析不同地段的断裂活动习性(包括活动历史、最后一次活动时代 活动速率、活动性质、活动特性等)、古地震和历史地震破裂特征以及地震活动 性等方面的差导性,进行断层活动性分段

    通过调查重点地段古地震造成的断错位移量、地表破裂的规模,评价古地震 震级大小。结合年龄测定,分析古地震的活动期次,尽可能给出其复发间隔。

    综合评价是在对区域地震活动性和地震构造基础资料收集与分析的基础上, 把握区域地震活动性特点和发震构造整体特征,为合理地划分潜在震源区和确定

    地震活动性参数提供依据

    5.4.1应评价区域地震活动特征

    区域地震活动特征评价应包括以下内容 a)地震资料完整性、可靠性评价,包括区域范围最早记录到的历史地震、 历史破坏性地震数量、最大历史地震、历史地震资料完整的年代,以及区域内现 代地震观测台网记录的地震资料概况。 b)地震活动空间分布特征评价,包括不同强度地震发生的空间分布特征 区域平均震源深度和优势分布范围等。 c)地震活动时间分布特征评价,包括各地震带的地震活动期、各活动期的 起止年限、未来100年地震活动水平。 d)区域现代应力场特征评价,包括现代构造应力场的特征、最大和最小主 应力方向。 e)历史地震影响评价,包括工程场地所遭受到的最大历史地震影响烈度及 烈度的频次特征。

    区域地震构造坏境的评价应包括以下内容: a)简述述工程场地在区域大地构造上的位置,评价场地所在的大地构造单 元的属性。 b)简述区域新构造运动特征,评价场地所在新构造分区单元的活动特征及 其与地震活动的关系。 c)简述区域地震构造环境特征,评价工程场地所在地质构造单元的地震构 造环境特点。 d)给出区域范围内不同震级档的地震构造标志,判别区域发震构造,简述 各发震构造特征

    近场区地震活动性和地震构造评价是进行工程场地地震安全性评价的一项 基础性工作,也是核心的内容之一。区域性的地震活动性和地震构造分析,在很 大程度上是为进行近场区地震活动性和地震构造评价提供必要的依据,而近场区 地震活动性和地震构造评价结果又对后续的场址区地震危险性分析起主要作用 近场区地震活动性和地震构造评价的质量对工程场地地震安全性评价结果的合 理性、工程抗震设防的针对性具有重要的作用, 近场区地震活动性和地震构造评价的主要技术步骤和工作内容简要概述如 下: 1.调研与准备阶段 重点是充分收集已有资料,分析前人已有工作结果,明确存在的问题,确定 重点工作对象。现有资料收集得是否完整,前人已有工作结果分析得是否透彻 现存问题是否明确,重点工作对象确定得是否合理,直接影响到近场区地震活动 性和地震构造评价的质量和工作效率。本阶段工作内容包括: a)收集不同比例尺的地形图和地质构造图; b)收集相关的地质和构造资料,重点是大地构造位置、构造发育简史、新 构造和活动构造等资料; c)收集解译航、卫片资料,尤其是对线性构造和第四纪地质与地貌特征的 判识; d)收集有关地震资料; e)提出野外调查的方案,包括对象、内容、路线和具体要求等。 2.野外调查阶段 野外调查是近场区地震活动性和地震构造评价的重要环节,主要调查内容应 包括: a)第四纪地质、地貌特征; b)断层的展布、产状和活动性,特别是断层最新活动时代的地质地貌证据 c)破坏性地震的宏观震中及发震构造的初步判识。 3.野外小结阶段

    野外小结对及时发现问间题、解决问题,保证取得的调查资料的质量是很重要 的,不可忽视,应作为野外调查工作内容,重点包括:初步综合各种基础资料 分析所获得的可靠性、协调性和充分性;对发现的问题,适当补充必要的野外工 作;讨论形成野外调查初步结论。 4.室内分析总结 室内分析总结是为了形成近场区地震活动性和地震构造评价的基本结论。主 要工作内容应包括: a)野外调查资料整理归档; b)年龄样品测定; c)基础图件编制,包括近场区地震构造图和震中分布图及地质剖面图等; d)综合分析近场区地震构造条件,判定发震构造

    野外小结对及时发现问题、解决间题,保证取得的调查资料的质量是很重要 的,不可忽视,应作为野外调查工作内容,重点包括:初步综合各种基础资料, 分析所获得的可靠性、协调性和充分性;对发现的问题,适当补充必要的野外工 作;讨论形成野外调查初步结论

    近场区是工程场地地震安全性评价工作必须开展现场实际调查与勘测,以获 取进行地震活动性和地震构造条件评价所必须的详实资料的范围。图件比例尺则 是对这种调查与勘测工作精度的要求。这是对近场区工作的“量”和“质”两个 主要指标的控制,必须完全满足

    6.1.1近场区范围应不小于工程场地及其外延25km。

    一般情况下,近场区范围可以界定为工程场地及其外延25km。但是,出现 下列情况之一者,应将近场区范围适当扩大: 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; 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。 近场区范围适当扩大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。这种扩大可以是非对称性的

    应不小于1:100000。

    地震构造图和震中分布图是近场区地震和地质现场调查与勘测的最为主要 的成果图件,是进行近场区地震活动性和地震构造综合评价的主要依据,是近场 区相关潜在震源区边界和地震活动性参数确定的基础,需要有明确的精度要求和 亚格的成图比例尺。 规定明确的比例尺的目的,不仅仅是为了地震构造图和震中分布图等成果图 牛的编制,更重要的是给现场地震和地质调查工作提出了工作量和工作精度方面 的要求。主要要求包括: a)现场地震地质调查线路的设计,应将已有的地震和地质等相关资料表示 在比例尺不小于1:250000的地形图上; b)现场地震地质调查所依据的地质构造图、航片、卫片等基础资料比例尺 应不小于1:250000; c)野外各种观测点、新发现的活动断裂(段)、破坏性地震的宏观震中、地 震地表形变带、断层地貌现象等野外观测结果,均应定位在比例尺不小于 1:250000的地形图上。 我国目前测绘部门提供的数字化地形图的比例尺是1:250000,在使用它时 可以兼容原有的1:200000地质区测图和1200000未数字化地形图。 6.1.3活动构造细节图件,根据需要选定比例尺。探槽剖面图比例尺宜取 1:10~1:50,地质和地貌平面图和剖面图比例尺宜取1:100~1:1000。 反映活动构造细节的图件,应根据实际情况和要说明的问题的需要选定比例 尺。一般情况下,平面图的比例尺应大于1:250000,表示断裂活动性的地质剖 面比例尺可适当取小些,显示较大范围地质和地貌现象的平面图和剖面图比例尺 可取更小些。可能对工程场地产生重要影响的活动断裂,应根据实际情况,采用 较大的比例尺,进行活动断裂填图。反映活动断裂古地震现象的探槽实测剖面 宜采用较大的比例尺,以尽可能详细地反映断裂活动的信息。 活动构造细节主要是指: a)可能对断裂的活动性和破裂起分段作用的阶区和障碍构造,包括活动断 裂的组成、形态、介质结构与地质构造等; b)活动断裂的几何形态和产状特殊变异的部位; c)反映活动断裂新活动特征的断层地貌现象,如水系与山脊的错动、断层 陡坎、断塞塘等

    对近场区地震活动性进行详细调查与分析基础上,编制1:250000(1级工作 为1:100000)的近场区地震活动分布图,从而为合理评定近场区发震构造、厘定 潜在震源区边界和震级上限等提供依据。工作深度和资料详细程度与精度应当比 区域地震活动性分析要求更高

    皮坏性地震的参数有疑问时,应进行资料格

    如果对破坏性地震的参数有疑问,则必须进行资料核查和现场调查,确认震 中位置和强度,并在项目验收前将工作结果提交主管部门审定。参数有疑间的破 坏性地震包括:对全国性地震目录中地震参数有争议的疑难地震、其他文献中有 记载的未经确认的地震等。 对参数有疑问的破坏性地震,应首先进行资料核查,广泛收集现有的资料和 研究成果,进行校核、勘误、考证。而后,根据需要进行破坏性地震现场调查, 弥补现有文献资料的不足。现场调查的内容应包括:地震时间和地点的考证,建 筑物破坏和人畜伤亡情况调查等。在详尽调查的基础上,尽可能合理地确定有关 参数。

    对于I级工作,近场区的地震活动涉及到场址区地震构造的评价和设计基准 地震动的确定,常规地震目录给出的地震参数精度难以满足分析的要求,对近场 区震级小于4.7级的仪器记录地震重新定位是I级工作必不可少的基础性工作 可通过以下途径提高地震的定位精度: a)补充以往测定地震参数时未曾使用的地震仪器记录资料,特别是要补充 周边其他台网(站)的资料; b)对收集到的地震记录资料重新辨认震相; C)修正现有的定位速度模型和改进、使用多种定位程序

    6.2.3应编制近场区地震震中分布图,分析其与活动构造的关系。

    编制近场区地震震中分布图时,应注意区分历史地震和仪器记录地震,对破 坏性地震,应标明发震时间和震级。 分析地震的空间分布特征,应特别注意强地震与构造活动、中小地震震中分 布的成带性和成丛性与构造活动的关系,

    6.2.4I级工作,应利用震源机制、小地震综合断层面解资料,进行

    应力场分析。 局部构造应力场分析有助于发震构造及其活动性质的判识。因此,应利用震 源机制、小地震综合断层面解资料,来确定近场区的局部构造应力状态。 如果近场区内仅有单个地震震源机制解,则应该在地震构造图上将该震源机 制解图表示在震中位置上,表明震中所在地的发震断层性质。实际上多数情况是 近场区内缺少可靠的单个地震震源机制解,若该地有相当数量的区域地震台网资 料,则可以利用小震综合断层面解资料作为补充,以反应映地区的平均构造应力 状态。

    近场地震构造评价的工作重点是对主要断层进行活动性鉴定,目的是为了判 识相关的发震构造,确定其空间位置和有关活动性参数,为工程场址的地震危险 生分析和地震地质灾害评价提供依据。 发震构造是指曾发生和可能发生破坏性地震的地质构造。根据工程场地地震 安全性评价工作的实践经验,发震构造应包括两种类型:一类是已经发生过破坏 生地震(包括古地震事件)的地质构造,这一类地质构造根据历史地震重演原则 应判定为发震构造。另一类是尚未发生过破坏性地震,经过野外调查也未见有古 地震遗迹,但根据区域强震构造标志经过构造类比,表明其与已知发震构造具有 相类似的地质构造条件,可能发生破坏性地震,这一类地质构造,也应判定为发 震构造。 实际上,第一类发震构造也可以称为“已知的发震构造”,第二类发震构造 也可以称为“预测的发震构造”,其判定的难度更高,所需的实际材料和证据往 往需要通过艰苦细致的野外调查、现场勘测和合理科学的分析推证才能获得 需要强调指出的是,破坏性地震并非都与已知的发震构造有关,特别是震级 较小的破坏性地震,也有相当一部分在发震地点上是随机的。因此,在实际工作 中不可以仅仅根据较小震级的破坏性地震与已知地质构造在空间位置上的某种 相关性,就将这一地质构造简单地判定为发震构造。 活动断层是指晚第四纪以来有活动的断层。根据目前地震安全性评价的经 验,活动断层均应判定为发震断层,一些没有确切或充分证据表明其不是活动的 断层,也可能判定为发震断层。这是由于在构造和地震活动较弱的地区,断层新 活动的地质地貌迹象不明显,新活动的确切证据难以获得,或者由于种种原因造

    成断层断代测定数据不可靠等因素所致。因此,一般地说可以允许5.5~6.0级 潜在震源区中发震构造不是判定为活动断层的现象存在。 相应地,某些具有小震甚至是中等地震活动的断层,尽管有证据可以将其判 定为发震构造,但却不一定是“活动”的断层。 地震活动断层在GB50267-1997《核电厂抗震设计规范》定义为“可能发 生破坏性地震的断层”。这个定义从地震本身出发,着眼于断层是否具有“地震 活动”的特性,并且要求断层的地震活动需具有工程作用的意义。这个定义与本 标准中的发震构造的内涵是一致的

    进行现场勘察,编制第四纪地质构造剖面图和平面图

    近场区第四纪构造活动特点的分析,是评价近场区构造与地震活动环境,并 进行发震构造条件分析的基础。近场区第四纪构造活动特点包括:构造活动的性 质(如均匀沉降,锄陷,断陷,均匀抬升,断隆等)、活动的程度(如缓慢、强 烈或稳定、不稳定等)和活动的主要表现形式(地质与地貌方面的响应)。 收集资料的范围应视近场区在新构造单元中的位置而定,以能说明问题、反 映特点为原则。相应的地质地貌图件的比例尺可以依选定的范围不同而具体确 定。这种图件相对近场区范围而言可以是非对称的。 分析的内容主要是第四纪地层(时代、分布、厚度等)和地貌面(夷平面 剥蚀面、台地、阶地)的划分和时代的判定等,并建立第四纪地层剖面,重点分 析与断层第四纪活动有关的地质地貌现象。 工作方法可以收集现有资料为主,但对反映断层最新活动时代及其活动性质 有关的地质地貌资料和现象应在野外近场区地震地质调查中予以查验,并开展相 应的补充调查工作。 分析工作的深度应视现有资料的丰富及可靠性程度并对说明近场区第四纪 构造活动特点的必要性而定。一般地说,在第四纪构造活动微弱的地区,可以通 过充分收集、利用现有资料,适当补充工作,达到评价目的;在第四纪构造活动 强烈并且差异性显著的地区,特别是对与断裂最新活动有关的地质地貌现象,应 通过补充现场调查,达到评价目的

    和分段等,并判定其最大潜在地震的震级。

    近场区主要断层的活动性鉴定,是近场区地震构造条件评价的主要依据,直 接影响到工程场地地震安全性评价结果的科学性、合理性和针对性。 近场区断层活动性鉴定的对象是“主要断层”,一般是指: a)区域地震构造图上有标示的区域性断层; b)长度大于10km或大于15km的断层; c)对其活动时代的认识有分歧,并且可能影响到场地地震危险分析结果的 断层; d)晚更新世以来有活动迹象的断层; e)通过场址区并且与工程场址区安全性评价相关的断层; f)与破坏性地震特别是M≥6级地震在空间位置上相关的断层; g)与现代小震密集活动或条带状分布相关的断层; h)可能延伸到近场区内的活动断层; i)指向工程场地,并且可能对工程场址区安全性评价有所影响的断层。 近场区主要断层活动性鉴定的内容包括: a)断层的活动时代。断层活动时代的鉴定是判定该断层是否是发震构造 是否对场址区拟建工程产生重要影响,不能改变路由的管线工程是否采取相应的 抗断措施的主要依据。 断层活动时代的鉴定,应鉴别其是否属“活动”断层。对活动断层应进一步 鉴别它是晚更新世的活动断层,还是全新世的活动断层。这两类活动断层在判定 潜在震源区震级上限及确定不同震级档地震活动性参数中的应用,在中国东部和 西部地区应有所区别。 晚更新世以来没有活动的断层,应鉴别其是“前第四纪断层”,还是“第 四纪断层”。对于前第四纪断层,工程地震危险性分析时可不予考虑。对于早第 四纪断层,应尽可能进一步鉴别其是“早更新世断层”还是“中更新世断层”。 应重视中更新世断层在中国东部地区作为发震构造的可能性。 应该强调指出:对于活动断层,仅仅鉴别出其最新活动时代往往还不能满足 工程场地地震安全性评价的需要,还应根据工程的需求,进一步确定活动断层的 活动量、活动速率和几何产状等有关参数。 b)断层的活动性质。对于活动断层而言,其活动性质是划分相关潜在震源 区并确定其震级上限的重要依据。潜在震源区范围与边界的确定,与活动断层的

    采用放射性碳(1*C)法测年时应注意: a)适用于测量距今300年至5万年含碳(植物、木头、泥炭、淤泥、贝壳 无机碳酸盐等)物质年龄,其测量精度为1%~2%,一般误差为50~200年。 b)采集样品时,要避免采集经过再搬运、再堆积的样品,避免采集受到现 代植物根系“现代炭”和煤、变质页岩、泥岩、石灰岩等“死碳”污染的样品 c)样品应暗盒密封并尽快送实验室。 采用释光(TL、OSL)法测年时应注意: a)适用于测量距今几百年至20万年的含石英、长石并经过曝光的各类碎屑 沉积物或火山及烘烤过的物质年龄。 b)在野外采集、包装、运输过程中应处于避光状态。 采用电子自旋共振(ESR)法测年时应注意: a)适用于测量距今几千年至200万年的淀积和结晶物质(如次生和原生碳 酸盐、方解石、动物牙齿等)、受热受压样品(如火山和烘烤过的物质、断层泥 的年龄。 b)断层泥样品要求其形成是受到一定强度压力的作用,并且应是最后一次 强烈活动的样品, 应该强调指出,各种测年方法均有特定的测定对象、适用的时间段及专门的 采样要求,野外操作中应严格对待。 近场区主要断层活动性鉴定的工作深度,应注意满足下列要求: a)对于活动的断层,应鉴定出最新活动年代,给出其规模、产状、活动性 质、活动性参数、古地震事件、最大同震位移、分段性等方面的鉴定和分析结果 并综合判定其最大潜在地震的震级。 b)对于M≥6级的强地震事件,应确定其是否与已知的活动断层有关;应判 定其发震构造。 c)对于一些特殊类型的工程,如核电厂、大I型水电工程等,场址区存在 活动断层时,应选择合适的范围,编制比例尺不小于1:50000的场址区断层活动 性分布图。

    6.3.3在覆盖区,已有资料不能确定已知主要断层的活动时代时,应选用地球

    对近场及其邻近地区没有地表可观测的地质露头的断层,同时出现以下

    时,应选用地球物理、地球化学、地质钻探和测年等手段进行勘查。 a)主要断层,而非次要断层; b)有相应证据表明其存在的已知断层: c)已有资料不能确定其活动时代 当已有资料表明已知隐伏的主要断层可能是活动断层时,应尽可能按6.3.2 条款的要求进行。 隐伏断层的活动性鉴定一般应遵循以下步骤: a)进行隐伏断层位置的初步探测。根据航、卫片判读和已有的地质、地貌 化探、物探、钻探资料进行综合分析,初步推测断层的位置、延伸和展布形态 然后选择适宜的探测手段,布置探测路线; b)进行隐伏断层的综合探测。在初步推测出断层的大体位置后,进一步的 工作按照先粗后细的原则,选择合适的物探或化探方法,初步确定断层位置。再 进行浅层物探,如浅层地震勘探、地质雷达等,以查明隐伏断层的确切位置和断 距; c)根据具体情况进行钻探和槽探,进一步帮助确定断距、断面、断错地层 及上覆地层,并采集合适的样品,综合分析其活动性 隐伏断层活动性鉴定的技术方法,应说明下列问题: a)隐伏断层位置确定的依据及确定的精度: b)所用技术方法和探测仪器的精度和可靠性; C)上断点埋深和断距所在地层时代确定的依据

    由于地质形变资料和考古资料具有很大的局限性,使用这两方面的资料时, 应采取慎重的态度,应十分注意非构造活动因素的作用和影响。只有经过查验 分析论证后,才可以应用于说明构造活动性

    6.3.5I级工作应在工程场地及其外延5km的范围内进行能动断层鉴定

    场区5km范围内的能动断层鉴定,是I级工作中的一项关键性的工作,它关 系到所选厂址是否适宜的问题。根据《核电厂厂址安全规定》(核安全导则 AF0100)中4.4.4条的规定:“如果所推荐的厂址位于能动地表断层带内,除非 证明所采用的工程措施是切实可行的,否则必须认为这个厂址是不合适的。” 有关能动断层的定义、鉴定标准和鉴定能动断层所需的调查要求见《核电厂

    厂址选择中的地震问题》【核安全导则HAF0101(1)】

    6.3.6应编制近场区地震构造图,近场区地震构造图应包括以下内容

    综合评价的目的是为了给出近场区地震活动性和地震构造评价的基本结论。 其必要性主要体现在如下几个方面: a)近场区的地震活动性和地震构造的调查、分析结果,需要与区域性分析 评价结果相结合,才能更准确地判定近场和场址区在区域总体地震构造框架和地 震活动性空间图像中的地位,更恰当地把握近场区的发震构造及其潜在地震危险 生。 b)地震活动性与地震构造两个方面的资料和分析评价结果,需要进一步的 结合,相互补充印证。

    c)归纳出工程场地地震安全性评价有关的基本评价结果。 综合评价的深度应达到:对场址区安全性可能产生影响的主要断层给出明确 的鉴定结论;判定发震构造,给出其震级上限

    6.4.1应综合评价近场区地震活动特征

    6.4.1应综合评价近场区地震活动特征

    地震活动特征综合评价,应包括以下结论: a)历史强震或疑难地震的调查、复核结果,明确已知破坏性地震的震中位 置和强度; b)现代地震观测台网记录的地震资料概况,包括起始震级、最大地震、资 料可靠性等。对I级工作,需论述重新定位后的地震情况; c)地震活动和近场地震构造之间的关系,以及在区域地震活动趋势背景下 的近场区未来地震活动水平; d)对I级工作,应给出近场区现代构造应力场特征及断层活动性质。

    6.4.2应综合评价近场区发震构造。

    发震构造综合评价,应包括以下结论: a)近场区所处的大地构造位置及其新构造活动的强度与特点: b)近场区第四纪构造活动的强度及特点; e)近场区主要断层活动性的鉴定结果及对工程场地的影响性评价 f)近场区相关的发震构造及其震级上限的综合判定结果: h)工程抗震设防所需的活动断层或发震断层的有关参数

    场地地震工程地质条件是指对场地地震效应产生影响的场地条件,大致包括 场地内及附近地区的工程地质、水文地质、地形地貌、地质构造条件及场地土体 物理与力学特性等。场地地震工程地质条件资料是确定场地设计地震动参数和评 价场地地震地质灾害的基础。场地地震工程地质条件勘测的内容包括:在分析现 有资料的基础上,进行场地钻探及场地土体物理与力学特性测试,编制相关的工 程地质图、表,综合评价场地特性

    7.1.1场地范围应为工程建设规划的范

    对于小区划工作,场地范围可取区划所覆盖的范围;对于I、II级工作,场 地范围可取其建设工程所覆盖的范围

    7.1.2应收集、整理和分析相关的工程地质、水文地质、地形地貌和地质

    收集、整理、分析工程场区及附近地区已有的工程地质勘查资料,为场地勘 测的钻孔布设、钻孔深度确定,以及开展必要的原位测试工作提供依据。 应充分利用工程可行性研究报告中勘察阶段或初步勘察阶段的工程地质勘 查资料。通过收集、整理、分析这些资料,再结合场地及附近地区已有的工程地 质和水文地质勘查结果,便可以对场地的工程地质概况有个基本的了解

    1.3应进行场地工程地质条件调查、钻探

    7.1.4应编制钻孔分布图及柱状图

    编制钻孔分布图,需选择与场地规模相应的比例尺图件。钻孔柱状图的比例 尺视土层结构复杂程度而定,一般用1:1000至1:100。 任何钻探与原位测试都会存在一定的误差,在场地土层地震反应分析模型 中,应合理地使用这些钻探测试结果,以减少直接使用钻探和原位测试结果进行 土层地震反应分析引起的偶然误差,使其结果更趋合理。通常可在前面工作的基 础上,对场地工程地震地质条件进行综合评价,建立相应的工程地质综合剖面, 可用图表的形式描述,包括层序号、层底埋深(m)、层厚(m)、土类名称与土质描 述、剪切波速(m/s)、纵波波速(m/s)、密度或容重(g/cm)等

    7.1.5地震小区划应编制工程地质分区图

    地震小区划重视场地工程地质条件,特别是局部场地条件对地震动的影响。 因此,为计算局部场地条件的影响,需要对小区划场地范围内的工程地质条件进 行详细分析,以补充场地勘测的直接资料。 在进行地震小区划场地勘测之前,先利用已有的工程地质勘察资料,进行工 程地质单元划分,也就是将场地地震效应相同或相近的地质单元进行归类合并 然后再根据工程地质单元情况,进行场地勘测。这是因为,对于具体场地而言, 地质成因、物质组成及其物理力学特性相同或相近的地质单元,在地震动影响方 面也具有相同或相近的作用,因此,进行场地工程地质单元划分,既保证了地震 小区划结果的科学和合理性,又降低了场地勘测的成本。 基于地震小区划的精度要求,应编制一定比例尺的工程地质单元划分图,比 例尺宜为1:100000至1:50000。在工程地质单元划分图中,重点要突出工程 地质单元划分要素,包括钻孔位置、井口标高(m)、钻孔深度(m)、覆盖层厚度(m), 以及古河道、古湖塘等,也要包括相应比例尺的地形、地貌、村镇、街道、河流 等。

    7.1.6钻探应符合下列规定:

    a)1级工作应有不少于三个深度达到基岩或剪切波速不小于700m/s的钻 孔; 之所以规定应有不少于三个钻孔来控制场地的土动力参数,是为了减少钻孔 测试中的不确定性影响,使最终评价的工程地震地质条件能够较真实地反映场地

    特征。 对I级工作,为了保证土层地震反应分析的精度,要求钻探须揭示出土层下 卧基岩层,选择基岩层顶面作为地震输入界面。同时规定,如果钻探未能揭示出 土层下卧基岩层,则应选用剪切波速不小于700m/s的土层顶面作为地震输入界 面。其依据是,根据岩性与波速的对应关系,大部分基岩的剪切波速在700m/s 以上,目前这一结论已为工程界所公认和采用。 b)II级工作的钻孔布置应能控制工程场地的工程地质条件,控制孔应不少 于两个;地震小区划钻孔布置应能控制土层结构和工程场地内不同工程地质单 元,每个工程地质单元内应至少有一个控制孔; 工程重要性的不同,场地条件对地震反应分析过程中选取精度的要求也不 司,在II级工作中,地震动影响分析对场地条件的精度要求低于I级工作,所 以要求至少要有两个控制孔,这样既能合理地评价场地工程地震地质条件,减少 钻探测试中的不确定性影响,又合理地降低了勘测工作量。对地震小区划工作 规定按工程地质单元来布设控制钻孔数,也是为了在满足地震小区划要求的前提 下,尽可能节省场地勘测工作量和费用。 c)II级工作和地震小区划,控制孔应达到基岩或剪切波速不小于500m/s 处,若控制孔深度超过100m时,剪切波速仍小于500m/s,可终孔,应进行专 门研究。 对于II级工作和地震小区划,当钻探已揭示出土层下卧基岩层时,应选择 基岩层顶面作为地震输入界面;如果钻探未能揭示出土层下卧基岩层,应选用剪 切波速不小于500m/s的土层顶面作为地震输入界面,这一规定的依据是500m/s 的剪切波速值实际上相当于工程中的坚硬土层的经验剪切波速值,目前已为工程 界所公认和采用。同时要求:若控制孔深度超过100m时,剪切波速仍小于500m/s 时,可终孔,应进行专门研究。作出这一规定的原因是,对于这种情况的场地 若要求钻孔深度达到基岩或剪切波速大于等于500m/s处,钻孔深度将过深,从 而大大增加钻孔施工的难度及工程费用。应进行专门研究,指的是需根据物探等 其它手段或邻区相关深孔资料确定基岩输入面等。以上要求可以满足建立场地土 层地震反应模型的需要

    7.2地震地质灾害场地勘查

    通过对历史地震资料的考证、调查与分析,查明工程场地及附近地区有没有

    遭受过地震地质灾害,以及灾害的类型和程度等。在此基础上,参照与建设工程 相关的勘察设计规范或工程地质勘察结果进行地震地质灾害场地勘查,为评价场 地可能发生的地基土液化、软土震陷、崩塌、滑坡、地裂缝和泥石流等地震地质 灾害提供资料

    7. 2. 1 地基士液化

    应调查历史地震造成的液化现象,勘查地下水位、可能液化土层的埋藏深度, 测定标准贯入锤击数和颗粒组成。I级工作应符合GB50267-1997中5.3条的 规定。 在历史地震资料考证、调查与分析的基础上,判别场地是否存在能产生液化 的饱和砂土地基, 应调查地下水位、标准贯入锤击数、粘粒含量、可液化地层厚度、非液化地 层厚度等资料,并进行剪切波速测试。

    应收集和调查软土层厚度分布及软土震陷等资料, 软土主要包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层。软土 震陷与土的静承载力标准值的大小有关,经验表明,地震烈度VI度及VI度以下时 产生有害震陷的实例很少,可不开展软土震陷调查工作。 除收集和调查场地软土厚度分布等资料外,还应收集软土的物理性质和钻孔 剪切波速测试资料

    7.2.3崩塌、滑坡、地裂缝和泥石流

    应收集和调查地形坡度、岩石风化程度、古河道、塌、滑坡、地裂缝和泥 流等资料。 崩塌资料的调查和收集包括:崩塌类型、规模、范围、崩塌体的大小和崩落 方向,崩塌区的地形地貌、岩性特征、地质构造、水文气象等资料。 滑坡资料的调查和收集包括:滑坡的类型、范围、规模、主滑方向、形成原 因和稳定程度,以及场地的易滑坡地层分布与山体地质构造、地貌形态等资料。 地裂缝资料的调查和收集包括:场地裂缝发育的规模、特征和分布范围,分 析形成裂缝的地质环境条件(地形地貌、地层岩性、构造断裂等),以及产生地 裂缝的诱发因素(地下水开采)。 泥石流资料的调查和收集主要内容有工程场地及其上游沟谷、邻近沟谷形成

    泥石流的条件,包括地形地貌、水文气象和地下水活动情况、地层岩性、地质构 造等,查明形成区断裂、滑坡、崩塌等不良地质现象的发育情况及可能形成泥石 流固体物质的分布范围

    1级工作应收集历史海啸与湖涌对工程场地及附近地区的影响资料。 对于I级工作,应对场地及附近地区是否存在历史地震引起的波浪影响进行 调查与分析,并收集工程场地所在地区的地震构造环境、地理环境、以及已有水 坝的设防标准等

    应收集地震引起的地表和近地表断层的分布、产状、活动性质、断层带宽度、 立错量及覆盖层厚度等资料。 在近场区和场区地震构造分析的基础上,要注意收集地震引起的地表和近地 表断层的分布状况,比如展布位置方向、产状、活动性质、断层带宽度、位错量 及覆盖层厚度等资料。

    场地岩土力学性能测定是确定场地力学模型的关键,模型力学参数是用场地 土静力与动力参数测定结果确定的。本节对场地土静力与动力参数的测定作了具 体规定。

    7.3.1应进行分层岩土剪切波速的原位测量和密度的测定,

    性行分层岩土剪切波速的原位测量和密度的

    在开展场地工程地质条件勘测钻孔的同时,应进行钻孔分层岩土剪切波速的 原位测量和样品密度测定,给出场地钻孔剖面岩土分层剪切波速和密度随深度的 变化值。 开展钻孔分层岩土波速的原位测量,是为了获得实际场地条件与环境下的土 层波速资料,确保场地地震反应计算中所建立的场地力学模型的合理性。其测量 方法可采用单孔检层法或跨孔法,但测量间距不得大于2m,在地层分界面附近 应加密测点,以便得到较合理的波速剖面。 本条款是针对陆地工作制定的,对于一些深水区域如海域中的工程场地,由 于波速原位测量的作业条件难以满足,致使波速原位测量精度较低,在此情况下, 可在场地钻孔时获取分层岩土原状土样,利用室内模拟土层埋设环境下的土样波 速测试手段测定钻孔分层岩土波速值。

    7.3.2应测定剪变模量比与剪应变关系曲线、阻尼比与剪应变关系曲线。I级

    工作应对各层土样进行动三轴和共振柱试验;II级工作和地震小区划应对有代表 性的土样进行动三轴或共振柱试验。 场地工程地质条件钻孔勘测时,应获取钻孔分层岩土的原状土样,并进行土 样动力特性测试试验,即土样动三轴试验、共振柱试验,为场地地震反应计算中 合理地考虑场地土体的非线性特性影响提供剪变模量比与剪应变关系曲线、阻尼 比与剪应变关系曲线数据。 I级工作应对钻孔揭示的各自然分层土取样,并对土样进行动三轴和共振柱 试验,但对于较薄、难以获得原状土样的夹层土可不取样;I级和地震小区划工 作应对钻孔揭示的自然分层中有代表性土层的土样进行动三轴或共振柱试验 土样动三轴或共振柱试验,可获得土体动力非线性特性参数,动三轴试验 般给出的有效试验值是较大剪应变范围(大约为10~10量级)的值,共振柱 试验一般给出的有效试验值是较小剪应变范围(约为10~10量级)的值。因 此,I级工作要求动三轴试验和共振柱试验都做,共同确定大小剪应变范围(约 为10~10量级)的剪变模量比和阻尼比值,以确保提供较为准确的数据;而 I级和地震小区划工作采用动三轴或共振柱试验来确定剪变模量比和阻尼比值 这一作法既可提供相对合理的剪变模量、阻尼比数据,同时又考虑了工作量和经 济性间题,在这一情况下,试验有效值范围外的剪变模量比和阻尼比值可由经验 公式外推获得

    7.3.3进行竖向地震反应分析时,应取得纵波速度值、压缩模量比与轴应变关

    系曲线、阻尼比与轴应变关系曲线

    一些工程的抗震设计需要考虑结构的竖向地震反应,则必须确定场地竖向地 震动参数。因此,应取得分层土体纵波波速、压缩模量比与轴应变关系曲线、阻 尼比与轴应变关系曲线。 对于需要进行竖向地震反应分析计算的工程场地,应利用动三轴、共振柱试 验获取土样的压缩模量比与轴应变关系曲线、阻尼比与轴应变关系曲线数据

    地震动是地震波引起的地表附近土层的振动。烈度是最早用来表示地震动特 生的参数,但更为合理的表示地震动工程特性的地震动参数一般认为至少应包括 以下三种,即地震动幅值(加速度、速度、位移)、谱型(反应谱的形状)及强震动 持续时间(简称持时)。不同的地震动参数有不同的衰减规律,例如峰值加速度 峰值速度与反应谱值都是随震级加大而加大,随距离增加而减小的,一般用公式 或表格来表示。 确定地震动衰减关系是地震安全性评价工作的重要环节。在区域和近场地震 地质和地震活动性评价的基础上,无论是用地震危险性的概率分析方法,还是用 确定性分析方法,都需要利用地震动衰减关系,来计算工程场地的地震动参数 在确定地震动衰减关系的过程中,有一些关键的技术问题需要特别加以重 视,包括确定的地震动衰减关系是否针对工程场地地震环境,是否针对工程特点 不同地震动参数的衰减关系是否匹配等。这些问题直接关系到所确定地震动衰减 关系的合理性,进而影响到地震危险性分析结果的可靠性。 确定地震动衰减关系主要包括以下步骤: a)资料收集; b)衰减关系模型确定; )地震动衰减关系统计回归; d)缺乏足够强震动观测数据地区可采用转换方法或类比方法确定地震动衰 减关系; e)地震动衰减关系适用性分析

    目前,地震动衰减关系的确定一般采用经验方法,即根据地震烈度资料和强 震动观测资料,用统计方法得到相应的地震动参数衰减关系。对于用转换方法来 确定地震动衰减关系,也需要用地震烈度资料来建立本地区的地震烈度衰减关 系,用仅有的少量强震动观测资料来论述地震动衰减关系的适用性。因此,基础 资料的收集是十分必要的。

    8.1.1应收集区域及邻区的等震线图或地震烈度资料

    收集区域及邻区等震线或地震烈度资料主要用于建立地震烈度衰减关系,以 及用于论述地震烈度和地震动衰减关系的适用性与合理性。在收集地震烈度资料 时应注意以下几点: a)地震烈度资料有两类,一类是等震线资料,另一类是原始烈度点资料。 等震线是根据原始烈度点的资料勾绘成的比较平滑的曲线。在研究地震烈度衰减 关系时,应正确理解这两类资料。按照等震线求得的烈度衰减关系一般为烈度外 包线衰减关系,不同于用原始点求得的烈度衰减关系。因此,应注意资料的匹配 同题,特别是在用转换方法确定地震动衰减关系时,除了要确认我国与参考地区 的地震烈度标度有可比性外,所使用的烈度衰减关系还要求来自于同一类烈度资 料。如果本地区的烈度衰减关系是用等震线资料求得的,则参考地区的烈度衰减 关系也应是用等震线资料求得的。 b)正确理解“区域及邻区”的概念。不同地区的地震烈度有不同的衰减规 律,但这里的地区并不是行政上的概念,而是地震构造上的划分。之所以要将收 集的区域扩大到邻区,是因为区域范围内的地震样本较少,不足以稳定地用经验 方法求得衰减关系,因此将收集资料的范围扩大到与本区有相似地震地质和地震 活动性特征的邻区是必要的, c)在收集地震烈度资料时,要选用国家正式出版物、地震考察报告等权威 性资料。

    8.1.2应收集区域及邻区的强震动观测资

    收集区域及邻区的强震动观测资料主要用于建立地震动衰减关系和论述地 震动衰减关系的适用性与合理性。我国大陆由于强震台站相对稀少,获得的有工 程意义的强震动记录虽然不多,但极为宝贵,应注意收集利用。在收集强震动资 料时应注意以下几点: a)强震动资料的完整性。完整的强震记录资料应包括地震资料(时空强参 数、震源机制、破裂过程等)、台站位置与场地条件资料、强震仪仪器特性、校 正记录所用的滤波器特性等。 b)注意强震资料的适用范围。由于模拟式强震仪特别是早期强震仪的仪器 特性较差,这类强震记录通常存在丢头现象、记录长周期地震动的能力不强、动 态范围较小等问题,它们可使用的周期范围很窄,因此,对于近年来数字式强震 义的强震记录要着重收集和使用

    c)由于国内强震记录较少,因此要注意收集与所研究区域有相似地震活动 性、地震地质和场地条件特征的国外一些地区的强震记录,用于求取地震动衰减 关系石油标准,或对所确定的地震动衰减关系进行适用性分析

    8.2基岩地震动衰减关系

    工程场地地震安全性评价工作一般是在地震地质和地震活动性评价的基础 上,用地震危险性分析方法得到基岩场地的地震动,再通过场地地震反应分析 得到场地相关的地震动参数。因此,基岩地震动衰减关系的确定是十分重要的 8.2.1在基岩地震动衰减模型中,应考虑地震动峰值加速度和反应谱的高频分 量在大震级和近距离的饱和特性。 地震学理论和地震动强震记录反映出地震动的峰值以及反应谱的高频分量 存在着近场大震饱和特征,即它们随震级增大的速度在近场小于远场,同时衰减 关系曲线的形状应与震级相关。地震动衰减模型应该对上述特点有所体现。

    工程场地地震安全性评价工作一般是在地震地质和地震活动性评价的基础 上,用地震危险性分析方法得到基岩场地的地震动,再通过场地地震反应分析: 得到场地相关的地震动参数。因此,基岩地震动衰减关系的确定是十分重要的。

    地震学理论和地震动强震记录反映出地震动的峰值以及反应谱的高频分量 存在着近场大震饱和特征,即它们随震级增大的速度在近场小于远场,同时衰减 关系曲线的形状应与震级相关。地震动衰减模型应该对上述特点有所体现 可反映近场大震饱和的地震动衰减关系模型一般采用如下形式:

    logY = C, +C,M +C,M+C4 log(R+R(M))+C,R+

    M为震级,R为距离,当Y为反应谱时各系数C:(i=1,2,….,7)为周期的函数 M一同增大,这也决定了衰减曲线形状与震级相关,另一方面还在一定程度上反 性。C为非弹性衰减系数,可参照研究地区的介质品质因子Q确定,如果主要 是近场影响,则可以不考虑这一项。其余参数由回归分析确定。ε为回归分析的 误差项。

    8.2.2具有足够强震动观测资料的地区外墙外保温标准规范范本,应采用统计回归方法确定地震动衰减

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