工程场地地震安全性评价技术规范

2024-05-10

工程场地地震安全性评价技术规范(精选6篇)

篇1:工程场地地震安全性评价技术规范

工程场地地震安全性评价技术规范

GB 17741-1999

1999-04-26发布 1999-11-01实施

国家质量技术监督局 发 布

前 言

本标准是根据中国地震局现行《工程场地地震安全性评价工作规范》和该规范1994年实施以来所积累的经验制定的。

制定本标准的目的是为了贯彻《中华人民共和国防震减灾法》,切实做好建设工程场地及区域地震安全性评价工作。

制定本标准时,广泛听取了我国工程界、地震界技术专家和管理专家,以及国家地震烈度评定委员会委员的意见。

本标准由中国地震局提出并归口。

本标准起草单位:中国地震局地球物理研究所、地质研究所、工程力学研究所。

本标准主要起草人:胡聿贤、时振梁、冯启民、张裕明、金严、杜玮、吴为民。范围

本标准规定了工程场地地震安全性评价的技术要求和技术方法,适用于新建、扩建、改建建设工程、大型厂矿企业、大城市和经济建设开发区的选址、确定抗震设防要求、制定发展规划和防震减灾对策。引用标准

下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB 50267-1997 核电厂抗震设计规范

GBJ 7-1989 建筑地基基础设计规范

JGJ 83-1991 软土地区工程地质勘察规范 定义

本标准采用下列定义。

3.1 本底地震 background earthquake

一定地区内没有明显构造标志的最大地震。

3.2 场地相关反应谱 site-specific response spectrum

考虑地震环境及场地条件影响得到的地震反应谱。

3.3 地震带 seismic belt

地震活动性与地震构造条件密切相关的地带。

3.4 地震地质灾害 earthquake induced geological disaster

在地震作用下,地质体变形或破坏所引起的灾害。

3.5 地震动参数 ground motion parameter

地震引起地面运动的物理参数,包括加速度、反应谱等。

3.6 地震构造 seismic structure

与地震孕育和发生有关的地质构造。

3.7 地震构造区 seismic structure zone

具有同样地质构造和地震活动性的地理区域。

3.8 地震活动断层 seismo-active fault

曾发生和可能再发生地震的断层。

3.9 地震区 seismic region

地震活动性和地震构造环境均相类似的地区。

3.10 断层活动段 active fault segment

在一活动断层上,活动历史、几何形态、性质、地震活动和运动特性等具有一致性的地段。

3.11 构造类比 structure analog

一种地震活动性分析方法,该方法认为具有同样构造 标志的地区,有发生同样强度地震的可能。

3.12 古地震 paleo-earthquake

没有文字记载、采用地质学方法发现的地震。

3.13 活动断层 active fault

晚第四纪以来有活动的断层。

3.14 活动构造 active structure

晚第四纪以来有活动的构造,包括活动断层、活动褶皱、活动盆地、活动隆起等。

3.15 能动断层 capable fault

地表或近地表处有可能引起明显错动的活动断层。

3.16 起算震级 lower limit earthquake

地震危险性概率分析中参与计算的最低震级。

3.17 潜在震源区 potential seismic source zone

未来可能发生破坏性地震的震源所在地区。

3.18 一致概率反应谱 probability-consistent response spectrum

在相同超越概率水平下,不同周期点的反应谱值所组成的谱。

3.19 震级档 magnitude interval

地震危险性概率分析中,所能分辨的震级间隔。一般为0.5级。

3.20 震级上限 upper limit earthquake magnitude

在地震带或潜在震源区内可能发生的最大地震震级。符号

本标准采用下列符号:

Ai--第i个潜在震源区面积;

b--震级-频度关系斜率;

dAi--第i个潜在震源区面积微元;

f(ε)--衰减关系中不确定性随机变量的概率密度函数;

fi(θ)--第i个潜在震源区的方向性函数;

fi,Mj--第i个潜在震源区、第j个震级档地震年平均发生率的权系数

f(t)--强度包络函数;

I--地震烈度;

M--地震震级;

NM--震级分档档数;

Ns--潜在震源区总数;

P(Z≥z)--地震烈度或地震动参数值大于等于某一给定值概率;

R--震中距;

RO,RO(M)--近场距离饱和因子;

S--场地类别参数;

t1--强度包络函数上升段截止时间;

t2--强度包络函数平稳段截止时间;

c--强度包络函数下降段系数;

y--给定的地震动参数;

Y--地震动参数;

Ye--表征强度包络函数特性参数,可以是t1、t2和c;

Z--地震烈度或地震动参数;

Z--给定的地震烈度或地震动参数;

θ--可能的主破裂方向;

ε--回归分析中不确定性随机变量;

σ--衰减关系的标准差;

vi,Mj--第i个潜在震源区、第j个震级档的地震年平均发生率;

v Mj--地震带内第 j个震级档的地震年平均发生率。地震安全性评价工作分级

工程场地地震安全性评价工作共分四级,各级工作必须符合下列要求。

5.1 Ⅰ级工作包括地震危险性的概率分析和确定性分析、能动断层鉴定、场地地震动参数确定和地震地质灾害评价。适用于地震安全性要求高的重大建设工程项目中的主要工程

5.2 Ⅱ级工作包括地震危险性概率分析及地震小区划。适用于《中国地震烈度区划图(1990)》烈度值Ⅵ度及Ⅵ度以上地区的大城市、重要经济开发区以及覆盖区域较大的重要生命线工程中的主要工程。

5.3 Ⅲ级工作包括地震危险性概率分析、场地地震动参数确定和地震地质灾害评价。适用于《中国地震烈度区划图(1990)》烈度值Ⅵ度及Ⅵ度以上地区除Ⅰ级、Ⅱ级以外的重大建设工程项目中的主要工程。

5.4 Ⅳ级工作依据现行《中国地震烈度区划图(1990)使用规定》。对需要进行地震烈度复核者进行地震危险性概率分析。适用于Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级以外的工程。区域地震活动性和地震构造

6.1 研究范围和图件比例尺

6.1.1 区域取对工程场地地震安全性评价有影响的范围,不应小于工程场地外围150km。

6.1.2 区域图件比例尺宜采用1:100万。对精度要求稍低的图件,可采用较小比例尺。所有图件都应标明场点位置。

6.2 区域地震活动性

6.2.1 地震目录的编制,应遵照以下原则:

--收集正式出版的地震目录和地震部门公布的地震报告,编制区域地震目录;

--历史地震目录包括本区域自有地震记载以来的全部破坏性地震事件;

--区域性地震台网地震目录给出自有区域性台网观测以来全部可定震中参数的地震事件,其震级下限可视地区和工作级别而定。

6.2.2 地震震中分布图的编制,应遵照下列规定:

--编制历史地震震中分布图,注明资料起止年代;

--编制区域性台网记录的地震震中分布图,图中标明台站位置并注明资料起止年代。

6.2.3 地震活动时空特征分析,应包括下列内容:

--分析不同时段各级地震的可靠性与相对完整性;

--分析地震的空间分布图像;

--分析地震活动强弱随时间的起伏特点,评价未来地震活动水平。

6.2.4 应收集、补充本区域震源机制解资料,编制震源机制分布图。

6.2.5 应收集并分析历史地震的场地烈度资料。

6.3 区域地震构造

6.3.1 根据实地调查和已有资料编制地震构造图,图中应包括下列内容:

--第四纪以来活动的断层及其性质和运动特性;

--第四纪以来活动的盆地及其性质;

--现代构造应力场方向;

--破坏性地震的震中。

6.3.2 对地震危险性概率分析和确定性分析结果有较大影响的断层,在资料不充分时,应重点补充下列内容:

--查明断层最新活动时代、性质和运动特性;

--进行断层活动性分段;

--分析重点地段的古地震强度和活动期次。

6.3.3 I级工作,应建立区域地球动力学模型。

6.3.4 宜收集已有资料,编制下列基础图件:

--区域大地构造单元划分图,必要时编制新构造图;

--布格重力异常图,必要时进行延拓或均衡重力异常计算,编制相应图件;

--航磁异常图,必要时进行延拓和居里面计算,编制相应图件;

--地壳结构图。

6.4 地震区和地震带划分

6.4.1 应依据下列因素划分地震区:

--地球物理场和地壳结构的区域性差异;

--大地构造和构造发展史的差异;

--地震活动的区域性差异。

6.4.2 应依据下列因素划分地震带;

--地震活动空间分布的成带性;

--地震与活动构造带的一致性。

6.5 区域地震构造综合分析

6.5.1 应根据本章6.1-6.4 各节规定工作的结果,对区域不同震级的地震构造进行综合分析,其震级可取为6级、7级、8级。近场及场区地震活动性和地震构造

7.1 研究范围和图件比例尺

7.1.1近场可取为工程场地及其外延25 km的地区,Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级工作必须在此范围内进行实地调查。

7.1.2 场区可取为工程场地及其外延5 km的地区,Ⅰ级工作必须此范围内进行能动断层调查和鉴定。

7.1.3近场地震构造图和震中分布图比例尺宜采用1∶20万,Ⅰ级工作必须采用1∶10万。

7.1.4 说明活动构造细节的图件,可根据研究对象选定比例尺,探槽剖面图宜采用1∶10至1∶50;地质和地貌平面图和剖面图宜采用1∶100至1∶1000。

7.2近场地震活动性

7.2.1 破坏性地震分析,应包括下列内容:

--对近场所有已知破坏性地震,重新确认其震中位置和强度;

--凡证据不充分或有怀疑的破坏性地震,在进行资料核查和现场调查后,确认震中位置和强度。

7.2.2 震级小于4 地震活动与活动构造关系的分析,应符合下列规定:

--编制震中分布图,分析其与活动构造的关系;

--Ⅰ级工作,对地震事件重新定位。

7.2.3 应利用近场震源机制资料,包括小地震综合断层面解资料,进行局部构造应力场分析和分区。

7.3近场和场区的活动构造

7.3.1 应对主要断层进行详细的断层活动性鉴定,包括活动时代、性质、运动特性、分段等。

7.3.2 应采集测年样品,进行断层活动时代判定,在覆盖区应配合相应的地球物理和地球化学勘探方法,探明断层位置。

7.3.3 宜收集地壳形变和考古资料,分析现代构造活动特点。

7.3.4 Ⅰ级工作应进行第四纪地质和地貌调查,并应提出第四纪地质构造的剖面图和平面图,说明第四纪构造活动特点。

7.3.5 Ⅰ级工作必须在场区1∶2.5万地质图的基础上进行能动断层鉴定。

7.4近场及场区地震构造综合评价

7.4.1 应编制近场地震构造图。

7.4.2 应对近场及场区地震构造作出综合评价。场地工程地震条件

8.1 场地勘察

8.1.1 场地范围可取工程建设规划的范围。

8.1.2 勘察内容应包括现场调查,收集、整理和分析工程地质、水文地质、地形地貌和地质构造资料。

8.1.3 应编制钻孔分布图、钻孔柱状图、工程地质分区图。

8.1.4 钻探符合下列规定:

--Ⅰ级工作钻探深度必须达到基岩或剪切波速大于等于700m/S处;

--Ⅱ级、Ⅲ级工作宜有不少于两个钻孔达到基岩或剪切波速大于等于500m/s处。若土层厚度超过100 m,可终孔于满足场地地震反应分析所需要的深度处;

--Ⅱ级工作场地钻孔布置应能控制土层结构和场地内不同工程地质单元。

8.1.5 对可能产生地震地质灾害场地的勘察,应符合下列规定:

--在可能发生饱和土液化的场地,调查地下水位、标准贯入锤击数、粘粒含量。Ⅰ级工作要符合GB 50267规定;

--在可能产生软土震陷的场地,调查软土层厚度分布及历史地震造成的软土层变形特点,并进行分析;

--在可能产生崩塌、滑坡与地裂缝的场地,调查和收集地形坡度、岩石风化程度、古崩塌、古滑坡、古河道等资料;

--对可能遭受海啸与湖涌影响的场地,搜集历史海啸与湖涌对场地及附近地区的影响资料;

--对地震作用下可能产生断层活动的场地,搜集断层分布、产状、断层带宽度、位错量及覆盖层厚度等影响资料。

8.2 场地土动力性能测定

8.2.1 测定土动力性能,应包括下列内容:剪切波速、初始剪切模量、剪切模量比与剪应变关系曲线、阻尼比与剪应变关系曲线。具体要求如下:

--应进行分层剪切波速测量,在土层岩性变化处,加密控制点;

--Ⅰ级工作必须对不同土层进行动三轴试验;

--Ⅱ级、Ⅲ级工作应对有代表性的土层进行动三轴试验。

8.2.2 如需考虑竖向地震反应,应取得纵波速度、初始压缩模量比与轴应变关系曲线、阻尼比与轴应变关系曲线。地震烈度与地震动衰减关系

9.1 基础资料

9.1.1 应搜集区域及邻区的等震线图或地震烈度资料。

9.1.2 应搜集区域及邻区的强震观测资料。

9.2 地震烈度衰减关系

9.2.1 地震烈度衰减关系,可采用椭圆或圆模型,其形式为:(见附件公式1)

9.2.2 确定模型参数时,宜采用有仪器记录的地震烈度资料。

9.2.3 地震烈度衰减模型应体现近场烈度饱和并与远场有感范围相协调。

9.2.4 若采用椭圆模型,长、短轴衰减关系的烈度差别在近震中处应小于半度,在远场应趋近于零度。

9.2.5 选定的地震烈度衰减关系应和实际地震烈度资料进行对比。

9.3 基岩地震动衰减关系

9.3.1 在基岩地震动衰减模型中,应考虑加速度峰值和反应谱的高频分量在大震级和近距离的饱和特性,其关系式可为:(见附件公式2、3)

9.4 强度包络函数

9.4.1 强度包络函数应由上升、平稳和下降三个阶段构成,其形式可为:见附件公式4)

9.4.2 强度包络函数的特征参数与震级、距离和场地条件的关系可采用下列模型:(见附件公式5)

9.5 缺乏强震观测资料地区的地震动衰减关系

9.5.1 可根据研究区地震烈度衰减关系以及参考区的地震烈度和地震动衰减关系,确定研究区地震动衰减关系。

9.5.2 若采用地震烈度椭圆衰减模型,可按长、短轴分别换算的方法,得到研究区地震动衰减关系。

9.5.3 换算结果的标准差不应小于参考区地震动衰减关系的标准差。

9.5.4 确定研究区地震动衰减关系时,应论证其合理性;若研究区有少量强震观测资料,应与换算所得的衰减关系进行对比。地震危险性的确定性分析

10.1 地震构造法

10.1.1 应依据地震活动性和地质构造划分地震构造区。

10.1.2 应依据下列因素,对地震活动断层进行分段:

--几何形态和结构的差别;

--力学性质(正断层、逆断层、走滑断层及组合断层)的差别;

--地震活动性的差别;

--发育历史的差别;

--运动特性(蠕滑或粘滑)的差别;

--地球物理场和地壳结构的差异。

10.1.3 应根据断层活动段的尺度、活动特点、活动规模,以及断层活动段上最大历史地震,判定各断层活动段的最大潜在地震。

10.1.4 应确定地震构造区内与已确认的地震活动断层无关的最大潜在地震。

10.1.5 确定场地地震动参数,应遵照下列规定:

--将各最大潜在地震置于其可能发生范围内距场地最近处,计算场地的地震动参数值,并考虑衰 减关系的不确定性;

--考虑衰减关系的近场适用性;

--取计算结果的最大值,作为地震构造法所确定的地震动参数。

10.2 历史地震法

10.2.1 应按适合于本地区的衰减关系,对各次历史地震计算场地的地震动参数值。

10.2.2 应根据各次历史地震破坏情况的记载与调查资料,确定场地的烈度值,按本标准8.5的规定,转换得到地震动参数值。

10.2.3 应取10.2.1和10.2.2两条中计算结果的最大值,作为历史地震法所确定的地震动参数。

10.3 结果的确定

10.3.1 应取地震构造法和历史地震法结果中之大者作为地震危险性确定性分析的结果。地震危险性的概率分析

11.1 潜在震源区划分

11.1.1 应在地震带或地震区的基础上划分潜在震源区。

11.1.2 宜考虑下列标志,结合本标准6.5 规定所得的区域地震构造综合分析结果,划分潜在震源区:

--破坏性地震震中;

--微震和小震密集带;

--古地震遗迹地段;

--地震空间分布图像的特征地段;

--断层活动段;

--晚第四纪断陷盆地;

--活动断层的端部、转折处或交汇处等特殊部位;

--与地震有关的深部构造和地球物理场特征部位。

11.1.3 应根据地震活动空间分布图像和地震构造几何特征确定潜在震源区边界。

11.1.4 若地震动衰减关系采用椭圆模型,应考虑各个潜在震源区地震烈度或地震动衰减长轴多种取向的可能性,确定其方向性函数。

11.2 地震活动性参数的确定

11.2.1 地震活动性参数应包括:

--地震带的震级上限;

--地震带的b值;

--地震带的地震年平均发生率;

--潜在震源区的震级上限;

--潜在震源区各震级档地震年平均发生率的权系数;

--起算震级;

--本底地震震级和年平均发生率。

11.2.2 按照下列各款规定,确定地震带的地震活动性参数:

--应按地震带内历史地震的最大震级和地震构造特征,综合确定地震带的震级上限;

--确定b值时,应考虑地震资料的完整性、可靠性、代表性以及必要的样本量;

--应根据地震活动趋势确定地震带的地震年平均发生率;

--起算震级宜取为4级。

11.2.3 应按下列规定,确定潜在震源区的地震活动性参数;

11.2.3.1 考虑下列因素确定潜在震源区震级上限:

--潜在震源区内最大历史地震震级;

--构造类比结果;

--古地震强度;

--地震活动图像判定的结果。

11.2.3.2 潜在震源区震级上限按0.5级分档。

11.2.3.3 按下式确定潜在震源区内各震级档的地震年平均发生率:(见附件公式6)

11.2.4 本底地震震级,可取潜在震源区震级上限的最低值减0.5级,其年平均发生率,可根据实际资料统计得出。

11.3 地震危险性的概率计算

11.3.1 场地地震烈度和地震动参数年超越概率,应按下式计算:(见附件公式7)

11.3.2 计算一致概率反应谱时,周期点数不得少于15个。

11.4 不确定性校正

11.4.1 在地震危险性的概率计算中,衰减关系不确定性校正可按下式进行:(见附件公式8)

11.4.2 I级工作,还应考虑其他不确定性因素的影响。

11.5 结果表述

11.5.1 应以表格形式说明对场地地震危险性起主要作用的各潜在震源区的贡献。

11.5.2 应根据工程需要,以图、表形式给出不同年限、不同超越概率的地震动参数或地震烈度值。区域性地震区划

12.1 基本规定

12.1.1 应根据地震危险性概率分析结果,编制地震区划图。

12.1.2 地震区划图应以地震烈度或地震动参数表示。

12.1.3 地震区划图比例尺宜采用1:50万。

12.1.4 区域地震活动性和地震构造工作,应符合本标准第6章的规定。

12.1.5近场地震活动性和地震构造工作,应符合本标准第7章的规定。

12.1.6 应遵照本标准第9章的规定,建立适合于区划范围的地震烈度及地震动衰减关系。

12.1.7 计算控制点的间距,应不大于地理经纬度0.1°。在结果变化较大的地段,宜适当加密控制点。

12.2 结果表述

12.2.1 地震区划图的概率水平应根据工程规划与抗震设防的要求决定。

12.2.2 地震烈度区划图,应以整度分区。

12.2.3 地震动参数区划图的等值线间距,宜以不大于50%的速率递增,并应在图内标明最低值和最高值。

12.2.4 根据计算结果确定分区界线时,应考虑下列因素:

--潜在震源区和地震活动性参数的可变动范围,及其对结果的影响;

--地形、地貌的差异;

--地震动参数的精度。

12.2.5 应编写相应的使用说明。场地地震动参数确定和地震地质灾害评价

13.1 场地地震反应分析模型

13.1.1 Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级工作,若地面、土层界面及基岩面较平坦,可用一维分析模型;若土层界面、基岩面或地表起伏较大,用二维或三维分析模型。

13.1.2 输入界面的确定遵照下列规定:

--Ⅰ级工作必须采用钻探确定的基岩面或剪切波速不小于700m/s的层顶面作为输入界面;

--Ⅱ级、Ⅲ级工作宜采用下列三者之一作为输入界面:

a)钻探确定的基岩面;

b)剪切波速不小于500m/s的界面;

c)深度超过100m,剪切波速有明显跃升的分界面或由其他方法确定的基岩面。

13.1.3 若选用二维或三维分析模型,宜设置人工边界。

13.2 模型参数的确定

13.2.1 Ⅰ级工作应根据土动力性能测定结果确定模型参数。

13.2.2 Ⅱ级、Ⅲ级工作宜由土动力性能测定的资料确定模型参数;若资料不足,可根据土的常规物理力学性能或岩性类比等指标,用经验关系确定模型参数。

13.3 输入地震动参数的确定

13.3.1 Ⅰ级工作应采用GB 50267中规定的基岩反应谱作为输入反应谱。

13.3.2 Ⅱ级、Ⅲ级工作应选取给定概率水平的具体场地基岩反应谱作为输入反应谱。

13.3.3 若本地有强震记录,应充分利用其构成适合场地的基岩地震动时程。

13.3.4 若本地无强震记录,应采用以下适当方法合成适合场地的基岩地震动时程:

13.3.4.1 Ⅰ级工作,反应谱的拟合应符合GB 50267的规定;

13.3.4.2 Ⅱ级、Ⅲ级工作,反应谱的周期控制点数不得少于50个,控制点谱的相对误差应小于5%;

13.3.4.3 应给出三个以上相互独立的基岩地震动时程。

13.3.5 可由基岩地震动时程,将幅值的50%作为输入地震波。

13.4 场地地震反应与场地地震相关反应谱的计算

13.4.1 一维模型可用等效线性化波动法迭代求解。土层厚度应划分得足够小,使层内各点剪应变幅值大体相等。

13.4.2 二维及三维模型可用有限元法求解。有限元网格在波传播方向的尺寸不应大于所考虑最短波长的1/8或1/4。

13.4.3 坚硬土层,可不考虑土的非线性。

13.4.4 应根据13.4.1或13.4.2 中规定工作得到的场地地震动时程,计算场地地震相关反应谱。

13.5 场地地震动参数的确定

13.5.1 场地地震动参数,应包括场地地表与工程建设所要求深度的地震动峰值和场地地震相关反应谱。

13.5.2 Ⅰ级工作必须取各个时程得到的地震动参数最大值作为场地地震动参数;Ⅱ级、Ⅲ级工作应对一组(至少三个)输入时程分析结果予以综合评定。

13.6 地震地质灾害评价

13.6.1 饱和土液化的评价遵守下列规定:

--Ⅰ级工作符合GB 50267的规定;

--Ⅱ级、Ⅲ级工作可按国家现行有关标准判别;若用液化层,则应进一步判定液化等级和液化深度。

13.6.2 软土震陷判别应符合JGJ 83的规定。

13.6.3 对地震烈度大于等于Ⅶ度的岩石场地,应评定地震作用下,岩体崩塌、开裂、滑坡、塌陷的可能性。

13.6.4 地震作用下土体边坡稳定性评价,应符合GBJ 7的规定。

13.6.5 应根据断层活动性调查结果,结合断层的位置、规模、错动性质、覆盖层厚度评价地面变形。

13.6.6 应结合场地特点作出其他地震地质灾害评价。地震动小区划

14.1 地震动小区划

14.1.1 地震动小区划应包括加速度峰值与反应谱小区划。

14.1.2 地震动小区划应符合下列规定:

--根据场地工程地质分区图,选择有代表性的控制点或工程地质剖面;

--按本标准第13章的规定,计算控制点或工程地质剖面的地震反应。

14.1.3 应由14.1.2中规定工作得到的计算结果,编绘场地给定概率水平的加速度峰值和反应谱分区图或等值线图。相邻两区或两等值线,加速度峰值的差别宜在20%~30%;反应谱特征周期的差别宜在0.05s~0.1s。

14.2 地震地质灾害小区划

14.2.1 应按本标准13.6的规定,评价场地地震地质灾害的类型、程度及其分布。

14.2.2 应编制给定概率水平地震作用下的地震地质灾害小区划图及说明。

篇2:工程场地地震安全性评价技术规范

(GB17741-2005)

本标准的2、3、6.1.3、6.3.4、8.2.3、9.1.2、10.5.2、11.2.1、12.1.2、12.2.1、12.4.4 13.2.4 均为推荐性的,其余的技术内容为强制性的。本标准代替GB 17741-1999《工程场地地震安全性评价技术规范》。

本标准与GB17741-1999相比,主要有以下变化:

a)重新划分了工程场地地震安全性评价的工作分级,工作内容和适用对象调整如下:

——Ⅰ级工作的内容不变,明确了核电厂地震安全性评价属于Ⅰ级工作; ——原Ⅱ级工作为现Ⅲ级工作,原Ⅲ级工作为现Ⅱ级工作;

——Ⅳ级工作的内容由地震烈度复核变为地震动峰值加速度复核。

b)删除了原文本的第4章“符号”和所有计算公式;

c)增加了“发震构造”、“空间分布函数”、“弥散地震”、“超越概率”和“地震动反应谱特征周期”5个术语及其定义;

d)增加了“地震动峰值加速度复核”一章,并规定了具体工作要求;

e)调整了部分内容的层次和章节划分,修订了部分内容的技术要求,修改了部分文字的表述和措词。

本标准由中国地震局提出。

本标准由全国地震标准化技术委员会(SAC/TC 225)归口。

本标准起草单位:中国地震局地球物理研究所、中国地震局地质研究所、中国地震局地壳应力研究所、中国地震局地震预测研究所、中国地震局工程力学研究所。

本标准主要起草人:胡聿贤、张裕明、高孟潭、唐荣余、陈国星、李小军、赵凤新、薄景山、徐宗和、金严、鄢家全、陶夏新、吴建春、杜玮、陶裕录、韦开波、冯义钧。

引言

GB17741-1999实施4年来,在新建、扩建、改建建设工程及大型厂矿企业、城镇、经济建设开发区的选址,抗震设防要求的确定,发展规划及防震减灾政策的制定等工作中发挥了重要作用。

本次修订依据GB18306-2001《中国地震动参数区划图》及4年来地震安全性评价工作经验。对GB17741-1999进行修订的主要原因:

a)GB18306-2001已不采用地震烈度表征地震动,工程场地地震安全性评价应与之协调一致; b)GB17741-1999中的工作分级已不能完全满足建设工程抗震设防的需求,应对工作分级进行调整,并对工作内容和要求作相应修改;

c)按GB18306-2001的使用规定,工程场地地震安全性评价需相应增加地震动峰值加速度复核的内容。

工程场地地震安全性评价

一、范围

本标准规定了工程场地地震安全性评价的技术要求和技术方法。本标准适用于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工作中所涉及的工程场地地震安全性评价。

二、规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

GB/T 18207.1—2000 防震减灾术语第一部分:基本术语 GB18306-2001 中国地震动参数区划图 GB50267-1997 核电厂抗震设计规范

三、术语和定义

GB/T 18207.1-2000确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1 地震构造 seismic structure 与地震孕育和发生有关的地质构造。

3.2 活动构造 active structure 晚第四纪以来有活动的构造,包括活动断层、活动褶皱、活动盆地、活动隆起等。

3.3 发震构造 seismogenic structure 曾发生和可能发生破坏性地震的地震构造

3.4 构造类比 structure analog 一种地震活动性分析方法,该方法认为,具有同样构造标志的地区有发生同样强度地震的可能。

3.5 活动断层 active fault 晚第四纪以来有活动的断层。

3.6 断层活动段 active fault segment 在一活动断层上,活动历史、几何形态、性质、地震活动和运动特性等具有一致性的地段。

3.7 能动断层capable fault 可能引起地表或近地表明显错动的断层。

3.8 古地震paleo-earthquake 没有文字记载、采用地质学方法发现的地震。

3.9 地震区 seismic region 地震活动性和地震构造环境均相类似的地区。

3.10 地震带 seismic belt 地震活动性和地震构造条件密切相关的地带。

3.11 地震构造区 seimic tectonic zone 具有同样地质构造和地震活动性的地理区域。

3.12 弥散地震 diffuse earthquake 在地震构造区内,与已确认的发震构造无关的最大潜在地震。

3.13 本底地震 background earthquake 一定地区内没有明显构造标志的最大地震。

3.14 潜在震源区potential seismic source zone 未来可能发生破坏性地震的地区。

3.15 空间分布函数 spatial distribution function 地震危险性概率分析中,表征地震带内各震级档地震发生在每个潜在震源区可能性的函数。

3.16 震级档 magnitude interval 地震危险性概率分析中的震级分档间隔。

注:一般取0.5级

3.17 震级下限lower limit magnitude 地震危险性概率分析中,影响工程场地震危险性的最小地震震级。

3.18 震级上限 upper limit magnitude 地震危险性概率分析中,地震带或潜在震源区内可能发生的最大地震的震级极限值。

3.19 地震动参数 ground motion parameter 表征地震引起的地面运动的物理参数,包括峰值、反应谱和持续时间等。

3.20 超越概率 probability of exceedance 在一定时期内,工程场地可能遭遇大于或等于给定的地震烈度值或地震动参数值的概率。

3.21 地震动反应谱特征周期

ground motion characteristic period of response spectrum 规准化的反应谱曲线开始下降点所对应的周期值。

3.22 场地相关反应谱 site-specific response spectrum 考虑地震环境和场地条件影响所得到的地震反应谱。

3.23 地震地质灾害 earthquake induced geological disaster 在地震作用下,地质体变形或破坏所引起的灾害。

四、工程场地地震安全性评价工作分级

工程场地地震安全性评价工作划分为以下四级:

一、Ⅰ级工作

包括地震危险性的概率分析和确定性分析、能动断层鉴定、场地地震动参数确定和地震地质灾害评价。

适用于核电厂等重大建设工程项目中的主要工程;

二、Ⅱ级工作

包括地震危险性概率分析、场地地震动参数确定和地震地质灾害评价。适用于除Ⅰ级以外的重大建设工程项目中的主要工程;

三、Ⅲ级工作

包括地震危险性概率分析、区域性地震区划和地震小区划。

适用于城镇、大型厂矿企业、经济建设开发区、重要生命线工程等;

四、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GB 18306-2001中4.3中b)、c)规定的一般建设工程。

五、区域地震活动性和地震构造评价

5.1、区域范围和图件比例尺

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。

5.1.2 区域地震构造图比例尺应采用1:1 000 000,其他图件比例尺应不小于1:2 500 000。

5.1.3 所有图件应标明工程场地位置。

5.2、地震活动性

5.2.1 地震资料收集与目录编制,应符合以下要求:

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深源地震。d)区分出浅源、中源和深源地震。

5.2.3 地震活动时空特征的分析应包括:

a)不同时段各级地震的可靠性与相对完整性; b)地震的空间分布特征; c)震源深度分布特征; d)地震活动时间分布特征; e)未来地震活动水平。

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。5.2.5 应收集、分析对工程场地有影响的历史地震烈度资料。

5.3、地震构造

5.3.1 Ⅰ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。

5.3.2 Ⅱ、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。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。

5.3.4 应根据实地调查和已有资料分析,编制地震构造图,地震构造图应包括以下内容:

a)第四纪以来活动的主要断层及其活动时代; b)活动断层的性质;

c)第四纪以来活动的盆地及其性质; d)现代构造应力场方向; e)破坏性地震震中位置。

5.4、综合评价

5.4.1 应评价区域地震活动特征。

5.4.2 应评价区域地震构造环境,分析不同震级档的地震构造条件。

六、近场区地震活动性和地震构造评价

6.1、近场区范围和图件比例尺

6.1.1近场区范围应不小于工程场地及其外延25km。

6.1.2近场区地震构造图和震中分布图比例尺应不小于1:250 000,Ⅰ级工作应不小于1:100 000。

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。

6.2、地震活动性

6.2.1 对破坏性地震的参数有疑问时,应进行资料核查和现场调查。

6.2.2 Ⅰ级工作,应对近场区内震级小于4.7级的仪器记录地震重新定位。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。

6.2.4 Ⅰ级工作,应利用震源机制,小地震综合断层面解资料,进行局部构造应力场分析。

6.3、地震构造

6.3.1 应收集第四纪地质和地貌资料,分析第四纪构造活动特点。Ⅰ级工作应进行现场勘察,编制第四纪地质构造剖面图和平面图。

6.3.2 应对主要断层进行详细的活动性鉴定,包括活动时代、性质、运动特性和分段等,并判定其最大潜在地震的震级。

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,应选用地球物理、地球化学、地质钻探和测年等手段进行勘查。

6.3.4 宜收集地壳形态和考古资料,分析现代构造活动特点。

6.3.5 Ⅰ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。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:

a)第四纪以来有活动的主要断层及其活动时代; b)活动断层的性质; c)第四系分布及其厚度;

d)第四纪盆地的范围及其活动性质; e)破坏性地震震中位置。

6.4、综合评价

6.4.1 应综合评价近场区地震活动特征。6.4.2 应综合评价近场区发震构造。

七、工程场地地震工程地质条件勘测

7.1、场地勘测

7.1.1 场地范围应为工程建设规划的范围。

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

7.1.3 应进行场地工程地质条件调查、钻探和原位测试。7.1.4 应编制钻孔分布图及柱状图。

7.1.5 地震小区划应编制工程地质分区图。7.1.6 钻探应符合下列规定:

a)Ⅰ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;

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;地震小区划场地钻孔布置应能控制土层结构和工程场地不同工程地质单元,每个工程地质单元内应至少有一个控制孔;

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

500 m/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。

7.2、地震地质灾害场地勘查

7.2.1 地基土液化

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GB 50267-1997中5.3条的规定。

7.2.2 软土震陷

应收集和调查软土层厚度分布及软土震陷等资料。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、崩塌、滑坡、地裂缝和泥石流等资料。

7.2.4 海啸与湖涌

Ⅰ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。7.2.5 地表断层

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、位错量及覆盖层厚度等资料。

7.3、场地岩土力学性能测定

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。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行动三轴或共振柱试验。

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。

八、地震动衰减关系确定

8.1、基础资料

8.1.1 应收集区域及邻区的等震线图或地震烈度资料。8.1.2 应收集区域及邻区的强震动观测资料。8.2、基岩地震动衰减关系

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。

8.2.2 具有足够强震动观测资料的地区,应采用统计回归方法确定地震动衰减关系。

8.2.3 缺乏强震动观测资料的地区,可采用转换方法确定地震动衰减关系。8.2.4 应论述地震动衰减关系的适用性,Ⅰ级工作应进一步论证其合理性。8.2.5 强度包络函数应表现上升、平稳和下降三个阶段的特征。8.2.6 应确定强度包络函数特征参数与震级、距离的关系。8.3、地震烈度衰减关系

8.3.1 应采用有仪器测定震级的地震烈度资料确定地震烈度衰减关系。8.3.2 地震烈度衰减模型应体现近场烈度饱和并与远场有感范围相协调。8.3.3 应将确定的地震烈度衰减关系和实际地震烈度资料进行对比,论述其适用性。

九、地震危险性的确定性分析

9.1、地震构造法

9.1.1 应依据地震活动和地质构造划分地震构造区,确定弥散地震。9.1.2 宜根据断层活动时代、力学性质、地震活动性等对活动断层进

行分段,确定发震构造。

9.1.3 应根据各断层活动段的尺度、活动特点、最大历史地震和古地

震,判定最大潜在地震。

9.1.4 确定工程场地地震动参数,应遵照下列规定:

a)将最大潜在地震置于其可能发生范围内距工程场地

最近处;

b)考虑衰减关系的不确定性,分别计算工程场地的地震

动参数;

c)计算结果中的最大值为地震构造法所确定的地震动

参数。

9.2、历史地震法

9.2.1 应计算历史地震在工程场地处的震动参数。

9.2.2 应根据历史地震的记载与调查资料,确定工程场地的烈度值,转换得到地震动参数。

9.2.3 应将计算和转换结果中的最大值作为历史地震法所确定的地

震动参数。

9.3、结果的确定

应取地震构造法和历史地震法结果中较大者作为地震危险性确定性分析的结果。

十、地震危险性的概率分析

10.1、地震区和地震带划分

10.1.1 应依据地震活动空间分布的分区性和地震与活动构造区的相似性

划分地震区。

10.1.2 应在地震区内依据地震活动空间分布的成带性和地震与活动构造

带的一致性划分地震带。

10.2、潜在震源区划分

10.2.1 应在地震带内划分潜在震源区。

10.2.2 综合判定潜在震源区时应考虑下列标志:

a)破坏性地震震中; b)微震和小震密集带; c)古地震遗迹地段;

d)地震空间分布图像的特征地段; e)断层活动段;

f)晚第四纪断陷盆地;

g)活动断层的端部、转折处或交汇处等特殊部位。

10.2.3 应根据地震活动空间分布图像和地震构造几何特征确定潜在震源

区边界。

10.2.4 应考虑各个潜在震源区主破裂取向,确定其方向性函数。

10.3、地震活动性参数的确定

10.3.1 地震活动性参数应包括:

a)地震带的震级上限; b)地震带的震级下限;

c)地震带的震级-频度关系; d)地震带的地震年平均发生率;

e)地震带的本底地震震级及其年平均发生率; f)潜在震源区的震级上限;

g)潜在震源区各震级档空间分布函数。

10.3.2 确定地震带的地震活动性参数应符合下列要求:

a)按地震带内历史地震的最大震级和地震构造特征,确定地震

带的震级上限;

b)考虑地震资料的完整性、可靠性、代表性以及必要的样本量,统计确定震级-频度关系;

c)根据地震活动趋势确定地震带的地震年平均发生率; d)根据区域地震活动水平和震源深度确定震级下限; e)本底地震震级,应取地震带内潜在震源区震级上限的最低值

减去0.5。

10.3.3 确定潜在震源区的地震活动性参数应符合下列要求:

a)依据下列因素确定潜在震源区震级上限;

——潜在震源区内最大地震震级; ——构造类比结果; ——古地震强度;

——地震活动图像判定的结果。

b)潜在震源区震级上限按0.5级分档。

c)按各潜在震源区资料依据的充分程度和相应各震级档地震

发生的可能性大小确定空间分布函数。

10.4、地震危险性分析计算

10.4.1 应给出地震动参数超越概率曲线。

10.4.2 计算地震动反应谱时,周期点的分布应能控制反应谱形状,数目

应不少于15个。

10.5、不确定性校正

10.5.1 应考虑地震动衰减关系不确定性校正。

10.5.2 宜分析潜在震源区及地震活动参数不确定性对结果的影响。

10.6、结果表述

10.6.1 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级工作应以表格形式给出对工程场地地震危险性起主

要作用的各潜在震源区的贡献;Ⅳ级工作应说明起主要作用的潜在震源区。

10.6.2 根据工程需要,应以图和表格的形式给出不同年限、不同超越概

率的地震动参数。

十一、区域性地震区划

11.1、基本规定

11.1.1 应根据地震危险性概率分析结果,编制地震区划图。11.1.2 地震区划图的概率水平应根据工程的特性和重要性确定。11.1.3 区域地震活动性和地震构造评价,应符合第5章的规定。11.1.4近场区地震活动性和地震构造评价,应符合第6章的规定。11.1.5 按第8章的规定,建立适合于区划范围的地震动衰减关系。11.1.6 计算控制点的间距,应不大于地理经纬度0.1°。

在结果变化较大的地段,应加密控制点。

11.2、结果表述

11.2.1 地震区划图比例尺宜采用1:500 000 11.2.2 地震区划图采用分区线或等值线表述。

11.2.3 根据计算结果确定分区界线时应考虑下列因素:

a)潜在震源区和地震活动性参数的可变动范围及其对结

果的影响;

b)地形、地貌的差异; c)区划参数的精度。

11.2.4 地震划区图应编写相应的使用说明。

十二、场地地震动参数确定和地震地质灾害评价 12.1、场地地震动参数和时程的确定

12.1.1 场地地震动参数应包括场地地表及工程建设所要求深度处的地震动峰值和反应谱。

12.1.2 反应谱宜以规准化形式表示。12.1.3 自由基岩场地,应根据地震危险性分析结果确定场地地震动参

数;

a)Ⅰ级工作,应综合考虑确定性方法和概率方法的结

果确定场地地震动参数;

b)Ⅱ级和Ⅲ级工作,应根据概率方法的结果确定场地

地震动参数。

12.1.4 土层场地,应建立场地地震反应分析模型,进行场地地震反应

分析,并基于场地地震反应分析结果确定场地地震动参数。

12.1.5 应根据工程需要,依据场地地震动参数合成场地地震动时程。

12.2、场地地震反应分析模型的建立

12.2.1 Ⅰ级、Ⅱ级工作和地震小区划,地面、土层界面及基岩面均较

平坦时,可采用一维分析模型;土层界面、基岩面或地表起伏较大时,宜采用二维或三维分析模型。

12.2.2 确定地震输入界面时应符合下列规定:

a)Ⅰ级工作应采用钻探确定的基岩面或剪切波速不少于

700m/s的层顶面作为地震输入界面。

b)Ⅱ级工作和地震小区划应采用下列三分之一作为地震输

入界面;

——钻探确定的基岩面;

——剪切波速不少于500m/s的土层顶面;

——钻探深度超过100m,且剪切波速有明显跃升的土层

分界面或由其他方法确定的界面。

12.2.3 选用二维或三维分析模型时,应考虑边界效应。

12.3、场地土层模型参数的确定

12.3.1 Ⅰ级工作应根据土力学性能测定结果确定模型参数。

13.3.2 Ⅱ级工作和地震小区划应由土力学性能测定结果及相关资料

确定模型参数。

12.4、输入地震动参数的确定

12.4.1 Ⅰ级工作的基岩地震动参数应按确定性方法和概率方法得到的结果确定。

12.4.2 Ⅱ级工作和地震小区划的基岩地震动参数应按概率方法得到的结果确定。

12.4.3 合成适合工程场地的基岩地震动时程,应符合下列要求:

a)Ⅰ级工作,反应谱的拟合应符合GB50267-1997中第4.4.2.3条的规定;

b)Ⅱ级工作和地震小区划,反应谱的周期控制点在对数坐标轴上应合理分布,个数不得少于50个,控制点谱的相对误差应小于5%;应给出三个以上相互独立的基岩地震动时程。

12.4.4 本地有强震动记录时,宜充分利用其合成适合工程场地的基岩

地震动时程。12.4.5 应按基岩地震动时程幅值的50%确定输入地震波。

12.5、场地地震反应分析与场地相关反应谱的确定

12.5.1 一维模型土层厚度应划分得足够小,使层内各点剪应变幅值大

体相等,计算可用等效线性化波动法。

12.5.2 二维及三维模型采用有限元法求解时,有限元网格在波传播方

向的尺寸应在所考虑最短波长的1/12~1/8范围内取值。

12.5.3 应根据场地反应分析得到的地震动时程,计算场地相关反应

谱。

12.5.4 应根据计算所得到的场地相关反应谱,综合确定场地地震动参

数。

12.6、工程场地地震地质灾害评价

12.6.1 应根据工程场地工程地质条件,确定工程场地地震地质灾害类

型,评价其影响程度。

12.6.2 根据断层活动性调查结果,评价断层的地表错动特征及其对工

程场地的影响。

十三、地震小区划

13.1、工作内容

地震小区划应包括地震动小区划和地震地质灾害小区划。13.2、地震动小区划

13.2.1 地震动小区划应包括地震动峰值与反应谱小区划。13.2.2 地震动小区划应符合下列要求:

a)根据工程场地工程地质分区图,选择有代表性的控制点

或工程地质剖面;

b)按12.1~12.5的规定,计算控制点或工程地质剖面的地

震反应,确定控制点上的地震动参数。

13.2.3 应根据控制点上的地震动参数,并结合工程地质分区结果,编制给定概率水平的工程场地地震动峰值和反应谱分区图或等值线图。

13.2.4 相邻分区或两条等值线,地震动峰值的差别宜不小于20%,反

应谱特征周期的差别宜不小于0.05s。

13.2.5 应编写地震动小区划图说明。

13.3、地震地质灾害小区划

13.3.1 应按12.6条的规定,评价工程场地地震地质灾害的类型、程

度及其分布。

13.3.2 应编制给定概率水平地震作用下的地震地质灾害小区划图。13.3.3 应编写地震地质灾害小区划图说明。

十四、地震动峰值加速度复核

地震动峰值加速度复核应符合下列要求:

篇3:工程场地地震安全性评价技术规范

随着我国经济建设的蓬勃发展,各类工业与民用建筑拔地而起,与此同时,建筑质量事故也时有发生。据调查统计,世界各国发生的建筑工程事故中,以地基基础失事占多数,而人防地道、窖井、空洞、松散夹层、湿陷性黄土等又是建筑场地中常常遇到的不良地质问题,这些不良地质体往往规模小、隐蔽性强,若在地质勘察及工程施工过程中未能及时发现,必将引起地基的不均匀沉降和建筑物的开裂、倾斜、倒塌等破坏,最终造成严重的安全事故和重大的经济损失。高密度地震映像技术[1]作为工程勘察的一种重要手段,可有效查明上述各类地质隐患,及时发现问题,提出相应的地基处理建议,防患于未然,避免因地基缺陷造成建筑物的破坏和重大安全事故的发生。

1 高密度地震映像法的基本原理

高密度地震映像法是一种弹性波勘探方法,其实质为由一组等偏移距单道接收的地震波而组成的地震反射剖面。工作时人工在地面敲击产生的地震波向地下传播,当遇到岩土介质的层面、不良地质体的界面时,地震波(包括面波、纵波)就会产生反射波和绕射波回到地表,如此沿测线等间隔同时移动击发点和接收点进行重复测试,就可以获得一条等偏移距的连续地震波时间剖面,通过分析剖面图中地震波的相位、频率和能量衰减特征,就可以达到解决地质问题的目的。

高密度地震映像法虽然记录的是包括折射波、反射波、面波、横波等多种弹性波,但陆域高密度地震映像技术主要利用的是瑞利面波,原因是面波在小偏移距范围具有较强的能量和丰富的波组,所以抗干扰能力强,分辨率高,因此在确定异常体的埋藏深度时应以面波速度进行计算。

2 方法技术

为确定建筑场地中地道等不良地质体的走向和分布范围,应沿建筑物长轴方向布置不少于2条探测剖面,最好以3条为宜,在短轴方向可根据实际情况布置适量的短剖面,同方向剖面一般以等间隔布设。由于异常体规模通常较小,测点间距不宜过大,一般以0.5m为宜。

偏移距应根据展开排列波组分布特征和所探测的目标体埋深设置合理的范围,对建筑场地而言,一般最小偏移距取3m,最大偏移距取5m。采样点数取1024,采样率取0.250ms,若目标体埋藏较深,应适当增大采样点数,以保证获得足够的波形记录长度。

勘察仪器最好具备专项高密度地震映像功能,可取得事半功倍的效果。北京水电物探研究所生产的SWS型系列多功能面波仪,具有地震映像测试功能,可实时监测地震映像波形,具有即时清除坏道重测功能,并配有专用三道接收电缆,操作简便,工作效率高。工作时为X-Y-Z三道接收模式,可同时获得不同偏移距的三张记录。

震源可选择大锤击发,三个接收道最好分别选择4Hz、38Hz、100Hz不同固有频率的垂直检波器。

3 工程应用实例

3.1 新疆乌苏市捷特尔花园小区1#楼场地

该建筑地上六层,地下一层,为砖混结构。场地地层为二元结构,第一层为粉土、粉质粘土,局部夹砾石、中砂透镜体,厚度2~3m;第二层为砂砾石层。建筑物基础置于砂砾石层上,地基承载力300kPa。在开展地震映像工作时,建筑地基基础已开挖,基坑开挖深度3m。

为查明工程场地地道等不良地质体的赋存情况,沿建筑物长轴和短轴方向各布置三条地震映像剖面,剖面布置详见图1。

实测结果:在三条纵剖面上,地震波相位连续,无异常反映;在三条横剖面上,地震波能量及相位不连续,出现明显的“拱”形绕射弧异常,以B-B'剖面为例,见图2。

B-B'剖面长度70.5m,由142道组成,道间距0.5m。从映像图可清晰看出,距基坑西边缘32m处,图像上部地震波同相轴基本连续,而在中下部出现了等间距上下排列的多个“拱”形绕射弧异常,对照A-A'剖面和C-C'剖面的地震映像图,发现具有同样的异常反映,且三条剖面的异常轴在平面上呈直线分布,因此推断在该异常位置极可能有隐伏地道存在,据反射波原理定量计算,异常埋深在4m左右。为此在B-B'剖面上,距基坑西边缘30~34m处进行了开挖验证,开挖深度5m,结果在距基坑西边缘32.5m处发现了地道,该地道为砖拱结构,洞宽约1m,洞高1.8m,洞顶距基坑底面3.5m,地道走向分布见图1。该地道的及时发现,消除了场地地基的重大安全隐患,为建筑物的安全运行提供了有效的保障。

3.2 新疆沙湾县人武部2#楼场地

场地位于沙湾县城内、县武装部南侧。拟建住宅楼地上六层,地下一层,为砖混结构。场地地层具二元结构,上部为粉土、粉质粘土,厚度4m左右;下部为砂砾石层。由于第一层粉土具有湿陷性,全部进行了开挖换填,换填厚度2m,基础埋置深度为2m。在基坑施工过程中,附近居民提出场地内可能有地道存在,故进行了高密度地震映像勘察工作。

根据工作需要,沿建筑物长轴方向布置了三条地震映像剖面,剖面布置详见图3。

实测结果:在三条剖面上,均出现了明显的地震波“V”型异常,以B-B'剖面为例,其地震映像图见图4。

该场地B-B'剖面长度63m,由127道组成,道间距0.5m。“V”型异常出现在距基坑西边缘53m处,该异常波形呈现出明显的下陷和低频特征,说明该处地下存在一个低速带,其平面分布范围见图3。该低速带可能是地道垮塌造成的,也可能是局部软弱体造成的,但根据异常带的宽度(3m左右)和平面分布形态(非直线等宽)分析,是垮塌地道的可能性不大,出于安全考虑,建议在该场地B-B剖面距基坑西边缘50~54m处进行开挖验证,开挖深度5m。开挖结果显示:异常带地下2.0~3.1m深度范围存在一流砂透镜体,其密实度低,呈松散状,开挖时垮塌严重。该流砂层与周围砂砾石层存在明显的土力学强度差异,会造成地基的不均匀沉降,对建筑物构成威胁,建议采取适当的措施进行处理。

3.3 新疆石河子市花园镇廉租房2#楼场地

拟建的民用建筑地上六层,地下一层,为砖混结构。场地地层具二元结构,上部为黄土状粉土,层厚7m;下部为砂砾石层。上部粉土具湿陷性,基坑开挖深度4m,其中2m作换填处理。由于在临近的8#楼基础开挖过程中发现了地道,故需查明该场地是否也有地道通过。

根据工作需要,沿建筑物长轴和短轴方向各布置三条地震映像剖面,剖面布置详见图5。

实测结果在A-A'、B-B'两条横剖面的中部和E-E'剖面的北端发现了地震波相位异常,以A-A'剖面为例,其地震映像图见图6。

该场地A-A'剖面长度77.5m,由156道组成,道间距0.5m。在A-A'剖面地震映像图像的中段,距基坑西边缘17~45m段,特别是33m左右处出现了连续的地震波同相轴下陷异常,这说明在该段地震波历时延长,波速降低,因此推断该段有松散或软弱层分布,开挖后该处粉土呈软塑状,强度极低,证实了该地段地层强度较其它地段明显偏低的推断,综合分析前期地质勘察资料和基坑开挖情况得知,基坑开挖前在地震映像异常处曾有一排水竖井,而粉土层又具有较强的湿陷性,因此该地段地基强度降低,系由粉土浸水产生湿陷所致,为此建议加大地基处理深度,采取防水措施,避免因地基湿陷造成建筑物的破坏。

4 结语

高密度地震映像技术具有高效、快捷、分辨率高、图像直观等优点,而且该方法抗干扰能力强、勘察精度高,可较准确地确定不良地质体的平面位置和埋藏深度,在建筑场地勘察中取得了良好的效果。总结笔者多年来的工作经验,建筑场地开展地震映像勘察时应注意以下几点:

(1)地震映像勘察工作应在基坑开挖后进行,这时整个场地的击发接受条件基本一致,避免了地表不均匀造成的干扰,也避免了开挖前复杂的地表建筑物障碍、地形起伏、硬化地面等因素造成的布线和检波器安置等各种困难。

(2)偏移距不宜过小,过小则地震波组较少,不能较好地反映地层及异常体的波形特征,一般取目标体埋深的1~2倍为宜。

(3)不同的地质体表现为不同的波形特征,但鉴于物探的多解性,在认真分析异常的波形特征的基础上,尚需了解场地地质及地下水等情况,综合分析才能得出合理的地质解释。对已确定的不良异常应开挖验证,查明异常的原因,确保工程的安全运行。

由于笔者水平有限,不妥之处在所难免,欢迎同行们批评指正。

摘要:在建筑工程场地中,常常遇到人防地道、软弱层等不良地质体,对建筑物的安全造成威胁,而准确查明该类隐患,并采取相应的处理措施,是建筑工程中面临的较为普遍的问题。本文简要叙述了高密度地震映像法的基本原理和方法技术,并通过工程实例介绍了建筑场地中隐伏地道、松散夹层、湿陷性黄土等几种不良地质体的地震映像特征,并与开挖验证结果进行了对比分析,充分证明了高密度地震映像技术在建筑工程场地勘察中具有良好的应用效果。

关键词:高密度地震映像法,人防地道,不良地质体

参考文献

[1]刘云祯.工程物探新技术[M].北京:地质出版社,2006.

[2]王兴泰.工程与环境物探新方法新技术[M].北京:地质出版社,1996.

篇4:工程场地地震安全性评价技术规范

摘要:以建于深厚软弱场地上的某大跨径桥梁为例,研究了不同地震动强度下场地的地震动特征、地震动的空间效应以及不同冲刷工况下场地地震动效应的差异,分析了深厚软弱场地特定地震动效应对大桥安全性的影响,提出了工程建设不同阶段大桥的地震安全对策。

关键词:深厚软弱场地;地震动效应;大跨径桥梁;地震安全对策

中图分类号:U442 文献标识码:A 文章编号:1000-0666(2016)01-0046-07

0 引言

城市桥梁是重要的生命线工程,在城市抗震减灾中的地位十分突出。自20世纪70年代以来,美国San Fernado M6.6地震、Loma Prieta M7.0地震、Northridge M6.7地震、日本阪神M7.2城市直下型地震及我国唐山M7.8地震、台湾集集M7.6地震等,都对城市桥梁造成了比较大的破坏(刘恢先,1986;刘聪桂,陈文山,2000;EERI,1990,1995;Priestley et al;1995出国赴日地震考察团,1995),即使是中等强度的地震,也往往会导致作为城市交通枢纽的桥梁产生较大的破坏。

近20年来,我国经济高速发展,国家及地方有足够的经济实力兴建大型桥梁工程。对滨江市而言,大型跨江大桥是城市重要的交通通道,也是重要的生命线工程。这些城市过江通道,多数采用大跨径斜拉桥或悬索桥,具有塔高、跨径大、自振周期长的特点,是交通工程中的核心工程,地震时一旦遭到破坏,不仅工程本身的功能丧失,还将严重影响救灾工作,导致巨大的直接、间接经济损失。由于沿江、沿海地区,第四纪覆盖层往往厚达数十米、数百米甚至超过千米,且软弱土层较厚。深厚软弱场地地震动的特点是长周期地震动分量相对丰富(胡聿贤,1988;谢礼立等,1991)。对大地震的远场场地来说,地震波经过长距离传播的衰减、深厚软弱土层的滤波和放大后,特定长周期段的地震动分量比较突出,表现为地震加速度反应谱长周期段较现行规范要高出很多(杨伟林,2003a)。特别是工程结构周期与场地的地震动卓越周期相同或接近时,将产生共振或类共振现象,对工程结构的破坏性极大。1985年9月19日墨西哥M8.1地震中墨西哥城数百栋高层建筑遭到破坏就是典型的实例(胡聿贤,1988;刘大海等,1993;Andersm et al,1985)。

对桥梁的地震安全对策,国内外学者进行过许多研究(Priestley et al,1996;范立础,1997;刘鑫,2013),但往往是从桥梁抗震设计和结构抗震、减震措施方面研究桥梁的地震安全对策,鲜见对工程建设不同阶段进行系统的地震安全对策研究。

本文以建于深厚软弱场地上的某大跨径桥梁为例,在充分研究工程所处的地震环境基础上,进行场址地震危险性分析,并针对上覆软弱土层较厚和冲刷较为突出的特点,输入长周期地震动分量较为丰富的地震波进行场地土层地震反应分析,研究了不同地震动强度下自由场和不同层位的地震动特征、地震动的空间效应、冲刷对场地地震动效应的影响等,提出大桥工程建设不同阶段的地震安全对策。

1 场地特点

大桥桥位区属长江三角洲冲积平原地貌,地势平坦开阔。北岸地面标高相对较低,为2~3m;南岸地面标高3~4m,同属长江低漫滩。桥位区水下地形因江心洲发育,形成深槽与沙洲间互展布、主支汊深浅不同及宽度多变的复杂地貌。桥位处江面宽5.7~5.9km,中间为主航道,水深超过10m的水面宽约2km,水深超过20m的水面宽约1.2km。桥位区最大水深达40m以上。

桥位区第四纪地层较厚。根据工程场地钻探、物探成果,桥位区上覆土层厚度变化较小,沿桥轴线总体上为北薄南厚,北岸及水域部分北端厚275~300m,其它地段厚度较为稳定,为310~320m,局部可达330~340m。

大桥工程场地为Ⅳ类场地,属于典型的深厚软弱场地。根据工程场地19个钻孔的土层弹性波速原位测试(测试深度110~138m),剪切波速达500m·s-1的土层的深度超过100m。按下式统计回归各类土的剪切波速随土层深度的变化关系:式中,VS为土层的剪切波速,单位m·s-1;日为深度,单位m;a、b为回归系数。计算结果见表1。

2 场地地震动特征

2.1 自由场地震动特征

根据波速实测结果,将地下120m处土层作为地震动输入界面。在场址区地震危险性分析基础上,合成满足地震动三要素的基岩地震动加速度时程,并根据工程场地土动力性能试验和波速实测结果,进行场地土层的地震反应分析。每个水准采用多条地震动输入,结果取其平均值。

在50~5000a地震重现期范围内,桥位区自由基岩面及场地地表的地震动峰值加速度见表2。

不同地震重现期时,各场点不同层位地震动峰值加速度沿高程的变化特征为:场地地表的峰值加速度最大,在土层中迅速衰减至地表峰值加速度的2/3~1/2,至桩尖处约为地表的1/2。

图1为5%阻尼比时计算得到的6个地震重现期的场地地震相关反应谱与《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166-2011)反应谱的比较。结果表明:地震重现期为50~100a时,两者反应谱较为接近;地震重现期为500~1000a时,场地地震相关反应谱的长周期部分明显变大;地震重现期为2500~5000a时,地表的地震动峰值加速度在0.15~0.20g之间,由于地震动强度相对较大和桥位区上覆厚度较大的软弱土层,地震时土体刚度将明显软化,加上厚软土层对高频地震动的滤波作用,地震动长周期分量变得相对突出,表现在反应谱曲线形状上就是在反应谱的长周期部分形成突出的尖峰(一个或多个)。在墨西哥地震和我国台湾集集地震中,软土场地实际地震记录的反应谱具有相似的特征。

因此,深厚软弱场地的地震反应谱与现行城市桥梁抗震设计规范反应谱的差异是明显的,特别是罕遇地震时,两者在长周期段存在较大的差别。对于建在深厚软弱场上的结构自振周期较长的城市大跨径桥梁来说,要抗御大地震破坏,实现工程抗震设防目标,应对设计地震动参数进行专门研究。

2.2 局部冲刷对场地地震动的影响

特大型跨江大桥桥墩附近的冲刷十分突出,已有的研究成果表明,最大冲刷深度可达20m以上。当采用高桩承台方案时,场地地震动效应的变化对桥体结构的抗震性能影响十分敏感,因此需要对不同的冲刷条件下特大型城市跨江大桥场地的地震动效应进行深入研究。

考虑到大桥主塔墩的冲刷最为突出,选择主墩位置进行冲刷对场地地震动的影响进行研究。主塔墩的冲刷最大深度为22.49m,冲刷前后场地地震动对比见图2。从图中可看出,冲刷前后场地浅部地震动存在较大差异。对高桩基础,在桥梁抗震计算中应充分考虑冲刷的影响,确定对桥梁抗震的最不利工况。

2.3 场地地震动的空间效应

城市大跨径桥梁往往采用沉井基础或采用大型群桩基础。沉井基础刚度大、抗震性能好,但综合考虑施工风险等因素,该大跨桥梁仍采用大型群桩基础。采用有限元法进行地震反应分析(SASSI2000),考虑大桥桥墩-群桩-土体的动力相互作用,研究大型群桩基础时的场地地震动的空间效应。计算中采用简化模型,土体采用平面四边形等参单元模拟,桩体采用梁单元模拟,索塔承台采用刚体块单元模拟,钢筋混凝土索塔简化成等效质量作用于承台上。考虑到地震波在介质中散射和反射,为减小边界效应影响,土体两侧边界宽度分别取基础宽度的5倍。模型中桩与土的接触面处满足位移协调条件。群桩简化为33根等效桩,按照梁单元考虑。二维计算有限元网格划分结点共计5932个,其中土体单元5700个、桩单元1551个、刚体块单元1个。对于每个土体单元,每个结点有两个自由度,即水平和竖向平动;对桩单元,每个结点具有3个自由度,即2个平动自由度和1个转动自由度;刚体块单元同样具有2个平动和1个转动自由度。地震动输入界面为地下120m处,该层位土层剪切波速已达500m/s。在场址区地震危险性分析基础上,合成满足地震动三要素的基岩地震动加速度时程,作为地震动输入,每个水准采用3条地震动输入,结果取其平均值。

二维场地地震反应分析结果表明:由于大桥桥墩一群桩一土体动力相互作用的影响,同高程处的桩体高频地震动突出,加速度反应峰值较自由场加速度峰值反应增大,但长周期部分则小于自由场。考虑群桩效应时,在同一高程处地震动频谱特性与自由场相比有显著的差别,加速度反应峰值差异也较大,地震动空间效应明显(杨伟林等,2003b)。因此,对建于深厚软弱场地的城市大跨径桥梁进行抗震设计,宜研究采用大型群桩基础时体系动力相互作用效应的影响。

3 场地地震动效应对桥塔结构的影响

大桥主桥采用双塔斜拉桥,主塔为倒Y形钢筋混凝土索塔,塔高约300m。通过分析主桥的自振特性可知:主跨部分桥面的自振周期在10s以上;主塔的一阶竖弯、侧弯及塔、梁弯曲耦合的周期为3.26~2.15s;其一阶对称扭转与反扭转的周期为1.3~2.0s。

根据对应6个地震重现期的场地地表加速度反应谱计算结果,对应500~5000a地震重现期的场地加速度反应谱在0.6~2.4s范围内的谱值均较大,这对主塔的振动影响较大。在桥体结构抗震设计时,应充分考虑这一具体地震环境和深厚软弱场地所产生的特定地震动效应的影响,确保大桥工程安全。

4 地震安全对策

城市大跨径桥梁工程投资及社会影响大,工程的地震安全是大桥设计、施工及建成后运营阶段必须要考虑的问题。进行大桥工程的地震安全对策研究,并在工程建设中有针对性地采取措施,对大桥工程尤为重要。

4.1 工程可行性研究阶段

在工程规划阶段,工程选址是工程建设中的重要环节。大跨径桥梁如建于抗震不利甚至危险的地段,地震引起的山崩、滑坡、地陷以及地面变形等对桥体结构及相关设施将直接构成危害,尤其是若工程建设未避开活断层,地震时将带来灾难性的后果。1995年1月17日日本阪神7.2级地震中,尚未完工的明石海峡大桥(悬索桥,主跨1990m)淡路岛一侧的主塔墩位移1.3m,锚碇位移1.4m,致使主跨增长0.8m,对工程建设造成极大影响。

因此,在大跨径桥梁建设中一定要注重选址,避开活断层等对工程地震安全性影响较大的危险地段和抗震不利地段,对工程场址的地震危险性进行充分研究,对近场区尤其是桥位区的晚第四纪活动断裂对拟建桥梁的影响进行研究,充分论证所选工程场地的稳定性及建设大跨径桥梁的适宜性。

4.2 工程设计阶段

4.2.1 确定安全、经济、合理的抗震设防标准

强地震的发生是小概率事件,但其破坏性极大,工程抗震设防是抵御地震破坏的重要措施。建设工程设防水准偏低导致结构抗力不足,是国内外历次地震中建(构)筑物遭到破坏的主要原因之一。但限于经济等原因,对所建设工程也不能采取很高的抗震设防水准,其抗震设防既要保证桥梁工程有足够的地震安全性,又要兼顾经济这一准则。在城市特大型桥梁工程建设中,应根据其功能、重要性及所允许承担的风险,进行抗震设防标准研究,对不同结构型式可采用不同的抗震设防标准,使全桥的抗震设防安全、经济、合理。

4.2.2 充分研究深厚软弱场地地震动效应

深厚软弱场地遭遇强震时场地的地震动效应,取决于桥址所处的地震环境和场地条件。上覆软弱土层对高频地震动的滤波及对一定范围长周期地震动分量的放大,使长周期地震动得到增强,场地地震动的特点是长周期地震动分量相对丰富。因此即使是远场大震,虽然其地震波传递到桥址下部基岩面时地震动较小,但到达场地地表后也可能成为对大跨径桥梁安全影响较大的强震动。城市大跨径桥梁建于深厚软弱场地时,需充分考虑大桥工程所处的地震环境,特别是区域范围内高震级潜在震源的影响,在地震危险性分析基础上研究深厚软弱场地的地震动效应,为工程抗震设计提供科学依据。

4.2.3 充分研究场地地震动长周期特征

篇5:工程场地地震安全性评价技术规范

林功丁(福州市建筑设计院350001)

[提 要] 对具有重大价值或重大影响的建筑工程进行工程场地地震安全性评价是工程抗震设防工作的一个重要环节,提供的安全性评价报告是重大建筑工程抗震设计的重要依据。本文根据两本国家标准《工程场地地震安全性评价》GB17741和《建筑抗震设计规范》GB50011 的规定,对建筑工程场地地震安全性评

价报告的设计应用进行归纳与论述,并就应用中存在的问题提出建议。

[关键词] 工程场地地震安全性评价建筑抗震设计

工程场地地震安全性评价是《中华人民共和国防震减灾法》确立的一项法律制度,对保障人民生命财产安全和国民经济的可持续发展具有重大意义,在各类建设工程选址和抗震设防要求的确定等工作中发挥着重要作用。福建省人民政府政府令(第100号)公布了《福建省地震安全性评价管理办法》,并规定自2007年11月1日起施行。

对具有重大价值或重大影响的重大建筑工程进行工程场地地震安全性评价是工程抗震设防工作的一个重要环节,提供的安全性评价报告是重大建筑工程抗震设计的重要依据。随着《福建省地震安全性评价管理办法》的实施,需要根据工程场地地震安全性评价报告进行工程抗震设计的项目日益增多,如何正确地理解报告内客、准确地根据报告提供的条件与参数进行工程抗震设计,是保证重大建筑工程既满足抗震安全性要求又满足国家经济条件要求的关键,本文根据两本国家标准《工程场地地震安全性评价》GB17741和《建筑抗震设计规范》GB50011 的规定,对建筑工程场地地震安全性评价报告的设计应用进行归纳与论述,并就应用中存在的问题提出建议。应进行工程场地地震安全性评价的建筑工程

根据《福建省地震安全性评价管理办法》的规定,建筑工程需要进行工程场地地震安全性评价的主要

有以下几类:

(1)国际或者国内主要干线机场航站楼、航管楼(包括塔台、通信楼);

(2)功率200千瓦以上的广播发射台、电视台(包括电视差转台、电视播控中心、电视发射塔等);

(3)容量5万门以上的长途电话枢纽;

(4)省、设区市电力调度中心;

(5)三级医院住院部、医技楼、门诊部;

(6)属于省重点建设项目的各类救灾应急指挥中心;

(7)属于省重点建设项目的可能产生严重次生灾害的核工业和大型重工业工程;

(8)属于省重点建设项目的大型影剧院,大型体育场馆,大型展览馆、会展中心;

(9)高度100米以上的高层建筑。工程场地地震安全性评价的工作要求及报告的主要章节

工程场地地震安全性评价是根据对建筑工程场地和场地周围的地震与地震地质环境的调查、场地地震工程地质条件的勘测,通过地质灾害、地球物理、地震工程等多学科资料的综合评价和分析计算,按照工程类型、性质、重要性,科学合理地给出与工程抗震设防要求相应的地震动参数,以及场地的地震地质灾

害预测结果。

工程场地地震安全性评价报告的主要章节包括:区域的地震活动环境、区域地震构造环境、近场区地震构造与地震活动性、场地地震危险性概率分析、场地地震工程地质条件勘测、场地设计地震动参数确定、场地震害效应评价等。

3工程场地地震安全性评价报告的应用介绍

3.1 区域的地震活动环境

区域范围一般取不小于工程场地外延150km,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,区域工作范围取工程场地外延150km可满足评价要求。

设计人员可以在这个章节中了解到:

(1)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。

(2)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、区域平均震源深度等。

(3)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。

(4)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。

3.2区域地震构造环境

设计人员可以在这个章节中了解到:

(1)工程场地在区域大地构造上的位置,对场地所在的大地构造单元的评价。

(2)区域新构造运动特征,对场地所在新构造分区单元的活动特征及其与地震活动关系的评价。

(3)区域地震构造环境特征,对工程场地所在地质构造单元的地震构造环境特点的评价。

(4)区域范围内不同震级档的地震构造标志、区域发震构造及特征。

3.3近场区地震构造与地震活动性

一般情况下,近场区范围可以界定为工程场地及其外延25km,特殊情况可适当扩大。

设计人员可以在这个章节中了解到:

(1)近场区主要断层活动性及对工程场地的影响性评价。

(2)近场区相关的发震构造及其震级上限的综合判定。

(3)工程抗震设防所需的活动断层或发震断层的有关参数。

(4)明确己知的历史破坏性地震的震中位置和强度。

(5)现代地震观测台网记录的地震资料概况。

(6)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。

3.4场地地震危险性概率分析

设计人员可以在这个章节中了解到:

(1)根据地震构造环境和地震活动性划分的潜在震源区、以及地震动衰减关系,得到的工程场地不同超越

概率下的基岩水平加速度。

(2)工程场地地震动峰值加速度及对应的地震基本烈度。

(3)对工程场地地震危险性起主要作用的潜在震源区及其的贡献。

3.5场地地震工程地质条件勘测

设计人员可以在这个章节中了解到:

(1)工程场地的地貌类型。

(2)工程场地类别的判定。

(3)工程场地地面常时微动卓越周期值。

3.6场地设计地震动参数确定

场地地震动参数的确定是工程场地地震安全性评价的目标之一,其结果是工程抗震设计的依据,所以

是设计人员必须重点关注的章节。

设计人员可以在这个章节中得到:

(1)场地地表面地震动加速度峰值。

(2)场地地表面地震动反应谱。

(3)设计地震动时程的合成,所提供的人工波文件。

(4)天然地震波的选择。

根据有关规定,小震计算按安评报告反应谱与规范反应谱的较大值采用,中震、大震计算按规范反应谱进

行。

3.7场地震害效应评价

场地地震灾害是指在地震作用下,建筑工程场地发生动力破坏的地质现象,导致工程地基失稳而引发

地震灾害或发生滑坡、崩塌推倒或淹埋建筑物的地质灾害。

与上一章节一样,场地震害效应评价也是工程场地地震安全性评价的目标之一,其结果直接影响到工

程的选址、抗震设防要求的确定,同样是设计人员必须重点关注的章节。

设计人员可以在这个章节中得到:

(1)砂土地震液化的评估。

(2)软土震陷的评估。

(3)地震边坡效应的评估。

(4)地震断层效应的评判。

(5)有利、不利和危险地段的确认。应用中存在的问题

如上所述,场地设计地震动参数确定和场地震害效应评价是设计人员必须重点关注的,所以应用中出现的问题也多为涉及这两个方面的内容,主要有以下几点:

(1)安评报告提供的场地设计反应谱曲线下降段的衰减指数与《建筑抗震设计规范》不一致,造成电算程

序无法计算。

(2)按照安评报告提供的场地设计反应谱计算的地震效应比按照《建筑抗震设计规范》反应谱计算的结果

大很多,甚至超过50%以上。

(3)安评报告提供的地震动时程分析结果与反应谱计算结果相差较大。

(4)有些安评报告没有地震边坡效应的评估,或地震边坡效应评估不充分,缺乏对处于危险地段的边坡进

行治理的可行性评价。几点建议

5.1 反应谱的表示形式宜规准化

《工程场地地震安全性评价》第12.1.2条规定:反应谱宜以规准化形式表示。反应谱以规准化形式表示,可以方便工程抗震设计使用,同时能在一定程度上消除随机因素所造成的谱值随周期剧烈变化的不合理性。考虑到建筑设计单位现有计算软件的条件限制,建议安评报告给出的建筑抗震设计反应谱采用《建筑抗震

设计规范》中的标准反应谱的形式,反应谱的形状参数应符合该标准第5.1.5条的规定:

(1)直线上升段,周期小于0.1s的区段。

(2)水平段,自0.1s至特征周期区段(水平地震影响系数最大值α)。max

(3)曲线下降段,自特征周期至5倍特征周期区段,衰减指数应取0.9。

(4)直线下降段,自5倍特征周期至6s区段,下降斜率调整系数应取0.02。

5.2反应谱曲线下降段衰减指数与《建筑抗震设计规范》不一致的处理

在某些特殊地质条件下,安评报告给出的反应谱曲线下降段的衰减指数与《建筑抗震设计规范》不一致时(通常为1.0或1.1),可以按规范规定的衰减指数0.9进行计算,但不能直接采用电算结果,应利用程序中的地震作用调整系数对地震作用进行调整。根据各振型自振周期下的安评报告反应谱与《建筑抗震设计规范》反应谱地震影响系数的比值调整各振型的地震作用,并按照振型分解反应谱法的振型组合原则求得振型组合后的地震作用,这个地震作用与按衰减指数0.9计算的地震作用的比值即为调整系数。显而易见,这种计算方法较为繁琐,一般情况下,对于低阶振型起主要作用的建筑,亦可直接取结构基本自振周期下的安评报告反应谱与《建筑抗震设计规范》的反应谱的地震影响系数的比值作为地震作用计算的调整系数来调整地震效应,经多个实际工程的复核验算表明误差大至在10%之内。

5.3关于反应谱的平台高度值和特征周期值

安评报告反应谱的平台高度值(地震影响系数最大值)是在考虑覆盖土层条件的影响下,依据地震危险性分析计算得到的基岩地震动参数,进行场地地震反应分析计算给出的。由于种种原因,安评报告的反应谱的平台高度值总是大于《建筑抗震设计规范》反应谱的平台高度值,这是造成安评报告反应谱计算的地

震效应比按照《建筑抗震设计规范》反应谱计算的结果大很多的原因之一。

原因之二是安评报告给出的反应谱特征周期值通常大于规范反应谱特征周期值,值得注意的是2010版抗震规范反应谱特征周期值己与《中国地震动参数区划图》8306-2001特征周期值基本吻合,故安评报告

给出的反应谱特征周期值与规范反应谱特征周期值不应有太大差别。

安评报告反应谱计算的地震效应比按照《建筑抗震设计规范》反应谱计算的结果大很多的问题,应该引起我们的重视。在烈度七度、设计基本加速度0.1g区,如果地震效应大50%,实际上已达到0.15g区的效应。在烈度七度、设计基本加速度0.15g区,如果地震效应大33%,则已达到烈度八度区的效应。当工程场地已处于明确的抗震设防区划内,除非是可能发生严重次生灾害的工程、核电站和其他有特殊要求的核设施建设工程,其他工程则不应出现抗震设防要求跨区划的误差。

5.4 关于地震动时程分析

《建筑抗震设计规范》规定振型分解反应谱法是基本方法,时程分析法作为补充计算方法,对于规范特

别规定的建筑才要求采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算。

时程分析一般是针对建筑的规则性,进行较为准确的计算和捡查是否存在薄弱层、刚度突变等。正常情况下,弹性时程分析计算所得的结构底部剪力的平均值接近或小于振型分解反应谱法求得的底部剪力(但不应小于80%),所以建议安评给出的地震动时程应允许设计单位进行试算,必要时可进行调整,使之与

振型分解反应谱法的计算结果(底部剪力)较为吻合。

5.5 重视地震边坡效应的评价

汶川地震灾害表明,由于地震引发地质灾害造成的建筑物破坏、人员伤亡在这次震害中占有很大的比例。震后修订的《建筑抗震设计规范》(2008年版)新增3.3.5条,要求山区建筑的地基基础,应注意设置符合抗震要求的边坡工程,并避开土质和强风花岩石边坡的边缘;并将第4.1.8条改为强制性条文,要求在陡坡和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时,应注意稳定性和地震放大作用。规范的修订

是为了进一步增强山区建筑的抗震能力,也说明重视地震边坡影响的重要性。

当边坡在地震时可能发生滑坡、崩塌,边坡塌滑区或边坡塌方影响区则属于危险地段,规范规定严禁建造甲、乙类建筑且不应建造丙类建筑。但由于社会经济的发展,在边坡塌滑区或边坡塌方影响区内建造建筑物的情况已不可避免,如何对属于危险地段的边坡进行综合治理,其抗震设防标准如何确定,国内现行规范还没有统一、明确的规定。考虑到“大震不倒”的设计原则,这种情况下的边坡工程在大震时,支护结构不能发生失效性破坏、边坡不能发生滑坡、崩塌是最基本的要求。要满足这个要求,安评报告对建

筑边坡地震效应进行完整、全面的评价是十分重要的。

6结束语

建筑抗震三个设防水准是“小震不坏,中震可修,大震不倒”,反思汶川震害,最重要的设防目标应该是“大震不倒”。破坏性地震是一种自然灾害,目前还有许多规律未被认识,建筑抗震设计只能以现有的科学水平和经济条件为基础,努力减轻地震造成的破坏,避免人员伤亡,减少经济损失。因此,我们必须以具备清晰、完整的建筑抗震设计概念为前提,正确地理解安评报告内客、准确地根据安评报告提供的条件与参数进行工程抗震设计,才能面对具有很大不确定性的地震灾害,实现抗震设防目标。

参考文献

1.《工程场地地震安全性评价》GB17741-2005

2.《建筑抗震设计规范》GB50011-2001

3.《工程场地地震安全性评价》宣贯教材卢寿德主编中国标准出版社

篇6:工程场地地震安全性评价技术规范

作管理办法

东莞市人民政府文件 东府[1995]96号

颁布《东莞市工程建设场地地震安全性评价工作管理办法》的通知

各镇人民政府(区办事处)、城区政府筹备组,市府直属各单位:

现将《东莞市工程建设场地地震安全性评价工作管理办法》发给你们,请贯彻执行。

东莞市人民政府

一九九五年十月十三日

东莞市工程建设场地地震安全性评价工作管理办法

(东府[1995]96号,按2001年4月市府令第35号修正)

第一条 为加强对我市工程建设场地地震安全性评价工作的管理,以御防和减轻地震对工程建设的破坏,现根据国家、省有关规定,结合我市实际,制定本办法。第二条 凡在本市辖区内新建、扩建的大、中型工程及重要工程项目,均适用本办法。

第三条 东莞市人民政府地震办公室(以下简称市地震办)是工程场地地震安全性评价工作的行政主管部门。市防震抗震救灾领导小组办公室及计划、建设、规划、交通、国土、邮电等部门,依照各自职能,协助市地震办实施本办法。第四条 位于地震基本烈度Ⅵ度以上(含Ⅵ度)地区的下列重要项目,其建设场地均应进行专门的地震安全性评价工作:

(一)交通工程

1、公路(含高速公路)与铁路干线的重要桥梁、隧道及地质结构复杂的路段; 2、铁路干线(Ⅰ级)的车站与铁路枢纽的通信、信号、行车、给水、电力等主要建筑用 房;

3、Ⅱ类以上机场的指挥系统,年吞吐量大于或等于200万吨港口的主体工程;

4、城市内大型、特大型的跨江桥梁及立体交叉桥等。

(二)能源工程 1、库容1亿立方米的中型水库大坝和位于城市区内或上游的Ⅰ级挡水坝; 2、装机容量100万千瓦以上的热电厂、20万千瓦以上的水电厂及其变电站;500千伏以上的枢纽变电站。

(三)电信工程

1、功率大于100千瓦的广播发射台、卫星地面通讯站等的主机楼和油机房; 2、城市长途电话枢纽(容量超过万门)的程控主机楼和油机房。

(四)生命线工程

1、供水、供气、供电的主要干线,贮油、贮气、贮水及供电调度等控制工程; 2、市属大型粮食加工厂、粮食仓库、大型冷库和大、中型医院等。

(五)特殊工程 核电站、核反应堆、核供热装置和重要军事工程,以及易燃、易爆和剧毒物质生产车间、仓库等工程。

(六)其他重要工程

1、关系国计民生或劳动密集型的各类大中型工矿企业的主要生产厂房、全厂性动力设施、电信、调度、电算、试验中心、贵重仪器仪表间以及地震时容易产生严重次生灾害的工程;

2、大中型化工厂、炼油厂;

3、高层建筑(坚硬、中硬场地20层以上,中软、软弱场地体型复杂的14层以上)。

4、政府机关、学校及所属各类救灾应急(含公安、消防、三防、防震等)指挥机构办公楼;

5、大中型影剧院、体育馆(中心)、商场等公共建筑工程;

6、位于断层破碎带等地质构造复杂地段,或跨不同构造及工程地质单元的占地面积30000米以上的工业区和经济开发区。

第五条 一般工业与民用建筑的抗震设防标准可直接使用《中国地震烈度区划图(1990)》所示的烈度值,按《建筑抗震设计规范》(GBJ--89)及《关于执行〈建筑抗震设计规范〉(GBJ--89)》([90]建抗震字第16号)进行抗震设计。第六条 位于地震基本烈度Ⅵ度以上(含Ⅵ度分界线附近8公里范围内)地区的城市或经济开发区,均应开展地震影响小区划工作。已完成地震影响小区划工作的地区,其地震影响小区划成果使用规定如下:

1、编制城市抗震防灾规划和城市发展建设规划,应以本地区地震小区划成果为依据;

2、新建或扩建的一般工业与民用建筑的抗震设防和加固标准,应直接使用本地区地震小区划成果;

3、除国家有关行业主管部门另有规定必须进行建设场地地震安全性评价的重要工程、特殊工程,以及超高层建筑(Ⅶ度坚硬、中硬场地其高度超过100米;Ⅵ度中软、软弱场地其高度超过80米)工程以外,本办法第四条规定的重要工程的抗震设防或加固标准也可直接使用本地区地震小区划成果。

第七条 工程建设场地地震安全性评价主要包括:地震烈度复核、地震危险性分析、设计地震动参数(地震动时程)确定、地震影响小区划、场址及周围地震地质稳定性评价等。工程建设场地的地震安全性评价工作,必须委托有从事建设工程地震安全性评价资质证书的单位进行评价。

第八条 凡在本市辖区内承担工程建设场地地震安全性评价工作的单位,须持有广东省地震局颁发的资格证书,外省、市籍单位须持有国家地震局颁发甲级资格证书,经市地震办验证,并向市建设行政主管部门备案后,方可承担相应的地震安全性评价工作。

第九条 凡属本办法第四条规定的工程建设项目,应在工程论证前做好建设场地地震安全性评价工作;因特殊原因而未开展地震安全性评价工作的,必须在工程设计前完成。

第十条 建设单位必须在工程论证前7天(若因外商投资或立项时间要求紧迫的项目,应在工程正式设计前7天)将拟建工程场地地震安全性评价报告和抗震设防依据有关资料、文件报市地震办,由市地震办报经省地震安全性评定委员会评审通过并审查批准抗震设防要求后,方可作为抗震设计的依据。计划、规划、建设等有关部门凭上述审查意见办理有关登记审批手续。计划、规划、建设主管部门和工程建设主管单位在编制工程项目建设计划时,应按本办法把工程建设场地地震安全性评价工作所需经费列入经费预算计划。

第十一条 地震安全性评价的收费应严格执行物价部门核定的收费项目及标准。第十二条 违反本办法规定,有关建设单位不进行地震安全性评价的,或者不按照根据地震安全性评价结果确定的抗震设防要求进行抗震设防的,由市地震办责令改正,处10000元以上100000元以下的罚款。

第十三条 违反本办法规定,有下列行为之一的,由市建设行政主管部门或者其他有关专业主管部门按照职责权限责令其改正,处10000元以上100000元以下的罚款: 1、不按照抗震设计规范进行抗震设计的; 2、不按照抗震设计进行施工的。

第十四条 违反本办法规定,无证擅自承担建设场地地震安全性评价工作的,由市地震办责令其停止工作,由此造成工程建设的经济损失,由工程建设单位和违章承担工程建设场地地震安全性评价工作的单位或个人承担。

第十五条 国家工作人员在工程建设场地地震安全性评价工作管理过程中,玩忽职守,徇私舞弊,构成犯罪的,依法追究刑事责任;尚未构成犯罪的,给予行政处分。

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