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基于全部發(fā)震構(gòu)造最大可信地震的地震動參數(shù)評價方法

閱讀:1032發(fā)布:2020-05-12

專利匯可以提供基于全部發(fā)震構(gòu)造最大可信地震的地震動參數(shù)評價方法專利檢索,專利查詢,專利分析的服務(wù)。并且本 申請 涉及一種基于全部發(fā)震構(gòu)造最大可信 地震 的地震動參數(shù)評價方法,包括:基于區(qū)域構(gòu)造和區(qū)域地震地質(zhì)資料,確定地震動模擬 震源 設(shè)置方案,并對其進(jìn)行不確定性分析;確定地震動模擬方法,并對模擬結(jié)果影響較大的參數(shù)取值進(jìn)行分析;考慮全部震源影響,對地震動模擬方案進(jìn)行設(shè)計(jì);采用隨機(jī)有限 斷層 法進(jìn)行場址地震動模擬,獲得全部方案的 加速 度時程、加速度峰值和不同周期的加速度反應(yīng)譜值;對考慮全部震源參與設(shè)計(jì)的每個方案的地震動模擬結(jié)果進(jìn)行分析,并對場址地震動參數(shù)進(jìn)行綜合評價;對全部模擬方案的凹凸 體模 型和隨機(jī)模型計(jì)算得到的參數(shù)統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行分析,取凹凸體模型和隨機(jī)模型計(jì)算結(jié)果的較大值作為場址的參數(shù);根據(jù)場址地震動參數(shù),并考慮結(jié)構(gòu)特性,對用于結(jié)構(gòu)動 力 分析的加速度時程進(jìn)行模擬。,下面是基于全部發(fā)震構(gòu)造最大可信地震的地震動參數(shù)評價方法專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種基于全部發(fā)震構(gòu)造最大可信地震的地震動參數(shù)評價方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)基于區(qū)域構(gòu)造和區(qū)域地震地質(zhì)資料,確定地震動模擬震源設(shè)置方案,并對其進(jìn)行不確定性分析;
(2)確定地震動模擬方法,并對模擬結(jié)果影響較大的參數(shù)取值進(jìn)行分析;
(3)考慮全部震源影響,對地震動模擬方案進(jìn)行設(shè)計(jì);
(4)采用隨機(jī)有限斷層法進(jìn)行場址的地震動模擬,獲得全部方案的加速度時程、加速度峰值和不同周期的加速度反應(yīng)譜值;
(5)對考慮全部震源參與設(shè)計(jì)的每個方案的地震動模擬結(jié)果進(jìn)行分析,并對場址地震動參數(shù)進(jìn)行綜合評價;
(6)對全部模擬方案的凹凸體模型和隨機(jī)模型計(jì)算得到的參數(shù)統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行分析,取凹凸體模型和隨機(jī)模型計(jì)算結(jié)果的較大值作為場址的參數(shù);
(7)根據(jù)場址地震動參數(shù),并考慮結(jié)構(gòu)特性,對用于結(jié)構(gòu)動分析的加速度時程進(jìn)行模擬;
其中,步驟(1)中還包括:
(1)基于研究區(qū)域構(gòu)造背景,確定對場址有重要影響的發(fā)震構(gòu)造,并完成以下分析:
A.依據(jù)發(fā)震構(gòu)造最新活動時代及地震震中分布特點(diǎn),確定發(fā)震構(gòu)造的震級上限;
B.依據(jù)地震、地質(zhì)資料、野外調(diào)查、并結(jié)合區(qū)域深部構(gòu)造背景,確定發(fā)震構(gòu)造的位置,對不能確定明確位置的斷裂,采用多個位置方案,并按確定位置的資料的可信度及對場址的影響平分析,設(shè)置加權(quán)系數(shù);
C.依據(jù)活動斷裂的活動性及大震復(fù)發(fā)周期,對影響場址的不同發(fā)震斷裂設(shè)置加權(quán)系數(shù);
(2)依據(jù)研究區(qū)域地震、地質(zhì)、小震精定位、震源機(jī)制解的資料,對發(fā)震斷層的參數(shù)進(jìn)行分析,確定地震動模擬震源方案,對于具有不確定性的參數(shù),設(shè)置多個模擬方案,并設(shè)置各個方案的加權(quán)系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震動參數(shù)評價方法,其特征在于,
步驟(3)包括:
考慮全部震源對場址的影響,采用凹凸模型設(shè)置地震動模擬方案,并計(jì)算每種方案總體的權(quán)重系數(shù);
采用隨機(jī)模型設(shè)置用于對比分析的基于全部震源的地震動模擬方案,并計(jì)算每種方案的權(quán)重系數(shù);
步驟(5)包括:
分析全部震源參與設(shè)計(jì)的每個方案計(jì)算得到結(jié)果,將每個方案的凹凸體模型和隨機(jī)模型計(jì)算得到的地震動加速度峰值和不同周期的加速度反應(yīng)譜值,分別按照從小到大進(jìn)行排列,并根據(jù)其對應(yīng)的加權(quán)系數(shù),形成場址地震動參數(shù)排列表;
基于全部震源設(shè)計(jì)方案計(jì)算得到的場址地震動參數(shù)排列表,對全部方案凹凸體模型計(jì)算得到的地震動加速度峰值和不同周期點(diǎn)加速度反應(yīng)譜值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,給出最小值、
50%分位數(shù)值、均值、84%分位數(shù)值、95%分位數(shù)值及最大值;
基于全部震源設(shè)計(jì)方案計(jì)算得到的場址地震動參數(shù)排列表,對全部方案隨機(jī)模型計(jì)算得到的地震動加速度峰值和不同周期點(diǎn)加速度反應(yīng)譜值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,給出最小值、50%分位數(shù)值、均值、84%分位數(shù)值、95%分位數(shù)值及最大值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地震動參數(shù)評價方法,其特征在于,步驟(7)中的模擬方法為:
A.以場址地震活動環(huán)境為基礎(chǔ),挑選與場址加速度反應(yīng)譜符合較好的實(shí)際地震加速度時程為種子時程,然后基于目標(biāo)反應(yīng)譜進(jìn)行調(diào)整;
B.以場址地震活動環(huán)境為基礎(chǔ),建立地震動頻率非平穩(wěn)特性參數(shù),人工擬合得到符合于目標(biāo)反應(yīng)譜的地震加速度時程;或者
C.從模擬得到的加速度時程中挑選出與目標(biāo)反應(yīng)譜符合較好的時程。

說明書全文

基于全部發(fā)震構(gòu)造最大可信地震的地震動參數(shù)評價方法

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本申請涉及一種基于全部發(fā)震構(gòu)造最大可信地震的地震動參數(shù)評價方法,適用于地震工程的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

[0002] 最大可信地震是指目前已知或假定的地殼構(gòu)造框架下,有理由相信的已確定的斷層或在地理上界定的地震構(gòu)造區(qū)內(nèi)發(fā)生的最大地震,即代表一個合理設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)所能承受地震動的最高平,是抗御超越設(shè)計(jì)地震動的最大能。對于重大工程,不僅要求能夠滿足目前抗震設(shè)計(jì)中最大設(shè)計(jì)地震的單一水準(zhǔn)要求,還需要滿足最大可信地震的要求。
[0003] 對于重大工程,對其能產(chǎn)生重要影響的一般為離場址較近的大斷裂,在確定重要結(jié)構(gòu)的地震輸入時,還需要解決以下幾個問題:1.將近斷裂大震震源作為地表的一個點(diǎn)源看待,明顯是不合理的;2.對于地震地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜的場址,對場址有影響的近場大斷裂可能不止一個;3.地震從震源-介質(zhì)-地表傳播過程是一個非常復(fù)雜的過程,對這個過程的模擬還存在著一些隨機(jī)不確定性,以及在發(fā)震過程中對某些參數(shù)的認(rèn)知不確定等問題。因此,要獲得發(fā)震構(gòu)造最大可信地震的場址地震動參數(shù),首先需要合理解決這些問題。發(fā)明內(nèi)容
[0004] 本方法將采用隨機(jī)有限斷層法計(jì)算場址地震動參數(shù),來解決地震動模擬中復(fù)雜震源參數(shù)設(shè)置與計(jì)算效率的問題;采用多方案和多重權(quán)重系數(shù)的設(shè)計(jì)來解決隨機(jī)不確定性和認(rèn)知不確定性等問題,從而建立了一種適合于工程應(yīng)用的基于發(fā)震構(gòu)造最大可信地震的、考慮對場址有影響的全部震源的地震動參數(shù)評價方法。
[0005] 本申請涉及一種基于全部發(fā)震構(gòu)造最大可信地震的地震動參數(shù)評價方法,包括以下步驟:
[0006] (1)基于區(qū)域構(gòu)造和區(qū)域地震地質(zhì)資料,確定地震動模擬震源設(shè)置方案,并對其進(jìn)行不確定性分析;
[0007] (2)確定地震動模擬方法,并對模擬結(jié)果影響較大的參數(shù)取值進(jìn)行分析;
[0008] (3)考慮全部震源影響,對地震動模擬方案進(jìn)行設(shè)計(jì);
[0009] (4)采用隨機(jī)有限斷層法進(jìn)行場址的地震動模擬,獲得全部方案的加速度時程、加速度峰值和不同周期的加速度反應(yīng)譜值;
[0010] (5)對考慮全部震源參與設(shè)計(jì)的每個方案的地震動模擬結(jié)果進(jìn)行分析,并對場址地震動參數(shù)進(jìn)行綜合評價;
[0011] (6)對全部模擬方案的凹凸體模型和隨機(jī)模型計(jì)算得到的參數(shù)統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行分析,取凹凸體模型和隨機(jī)模型計(jì)算結(jié)果的較大值作為場址的參數(shù);
[0012] (7)根據(jù)場址地震動參數(shù),并考慮結(jié)構(gòu)特性,對用于結(jié)構(gòu)動力分析的加速度時程進(jìn)行模擬。
[0013] 優(yōu)選地,步驟(3)包括:
[0014] 考慮全部震源對場址的影響,采用凹凸模型設(shè)置地震動模擬方案,并計(jì)算每種方案總體的權(quán)重系數(shù);
[0015] 采用隨機(jī)模型設(shè)置用于對比分析的基于全部震源的地震動模擬方案,并計(jì)算每種方案的權(quán)重系數(shù);
[0016] 優(yōu)選地,步驟(5)包括:
[0017] 分析全部震源參與設(shè)計(jì)的每個方案計(jì)算得到結(jié)果,將每個方案的凹凸體模型和隨機(jī)模型計(jì)算得到的地震動加速度峰值和不同周期的加速度譜值,分別按照從小到大進(jìn)行排列,并根據(jù)其對應(yīng)的加權(quán)系數(shù),形成場址地震動參數(shù)排列表;
[0018] 基于全部震源設(shè)計(jì)方案計(jì)算得到的場址地震動參數(shù)排列表,對全部方案凹凸體模型計(jì)算得到的地震動加速度峰值和不同周期點(diǎn)加速度反應(yīng)譜值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,給出最小值、50%分位數(shù)值、均值、84%分位數(shù)值、95%分位數(shù)值及最大值;
[0019] 基于全部震源設(shè)計(jì)方案計(jì)算得到的場址地震動參數(shù)排列表,對全部方案隨機(jī)模型計(jì)算得到的地震動加速度峰值和不同周期點(diǎn)加速度反應(yīng)譜值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,給出最小值、50%分位數(shù)值、均值、84%分位數(shù)值、95%分位數(shù)值及最大值。
[0020] 優(yōu)選地,步驟(1)中還包括:
[0021] (1)基于研究區(qū)域構(gòu)造背景,確定對場址有重要影響的發(fā)震構(gòu)造,并完成以下分析:
[0022] A.依據(jù)發(fā)震構(gòu)造最新活動時代及地震震中分布特點(diǎn),確定發(fā)震構(gòu)造的震級上限;
[0023] B.依據(jù)地震、地質(zhì)資料、野外調(diào)查、并結(jié)合區(qū)域深部構(gòu)造背景,確定發(fā)震構(gòu)造的位置,對不能確定明確位置的斷裂,采用多個位置方案,并按確定位置的資料的可信度及對場址的影響水平分析,設(shè)置加權(quán)系數(shù);
[0024] C.依據(jù)活動斷裂的活動性(活動時代、活動速率)及大震復(fù)發(fā)周期等,對影響場址的不同發(fā)震斷裂設(shè)置加權(quán)系數(shù);
[0025] (2)依據(jù)研究區(qū)域地震、地質(zhì)、小震精定位、震源機(jī)制解等資料,對發(fā)震斷層的參數(shù)進(jìn)行分析,確定地震動模擬震源方案,對于具有不確定性的參數(shù),設(shè)置多個模擬方案,并設(shè)置各個方案的加權(quán)系數(shù)。
[0026] 優(yōu)選地,步驟(7)中的模擬方法為:
[0027] A.以場址地震活動環(huán)境為基礎(chǔ),挑選與場址加速度反應(yīng)譜符合較好的實(shí)際地震加速度時程為種子時程,然后基于目標(biāo)反應(yīng)譜進(jìn)行調(diào)整;
[0028] B.以場址地震活動環(huán)境為基礎(chǔ),建立地震動頻率非平穩(wěn)特性參數(shù),人工擬合得到符合于目標(biāo)反應(yīng)譜的地震加速度時程;或者
[0029] C.從模擬得到的加速度時程中挑選出與目標(biāo)反應(yīng)譜符合較好的時程。
[0030] 根據(jù)本申請的一種基于全部發(fā)震構(gòu)造最大可信地震的地震動參數(shù)評價方法,其具有以下技術(shù)優(yōu)勢:
[0031] 1.本方法通過對每個震源設(shè)置加權(quán)系數(shù),來考慮未來一定時間內(nèi)不同震源的發(fā)震概率及其對評價結(jié)果的影響。
[0032] 2.本方法所采用的地震動模擬方法,不僅可以描述更加符合真實(shí)情況的斷層破裂源、考慮地震波路徑衰減、場地衰減等因素,而且計(jì)算效率高,便于工程應(yīng)用。
[0033] 3.本方法采用多方案設(shè)計(jì),能夠?qū)ξ粗卣鸢l(fā)生過程中的隨機(jī)不確定性,以及在發(fā)震過程中對某些參數(shù)的認(rèn)知不確定進(jìn)行充分考慮。
[0034] 4.本方法通過在每個分析節(jié)點(diǎn)上設(shè)置不同的權(quán)重系數(shù)來合理描述參數(shù)不確定的影響。
[0035] 5.本方法能夠給出多風(fēng)險水平的地震動參數(shù)評價結(jié)果,便于實(shí)際工程按照結(jié)構(gòu)的重要性進(jìn)行決策。附圖說明
[0036] 圖1顯示了根據(jù)本申請的考慮全部震源的地震動參數(shù)評價方法的示意圖。
[0037] 圖2顯示了對場址有重要影響的斷裂位置的示例。
[0038] 圖3顯示了隨機(jī)有限斷層法原理的示意圖。
[0039] 圖4顯示了應(yīng)力降分布頻度圖。
[0040] 圖5顯示了κ值隨震中距離的分布圖。
[0041] 圖6顯示了一個震源地震動模擬凹凸體模型多方案設(shè)計(jì)的示意圖。
[0042] 圖7顯示了一個震源地震動模擬隨機(jī)模型多方案設(shè)計(jì)的示意圖。

具體實(shí)施方式

[0043] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
[0044] 根據(jù)本申請的基于全部發(fā)震構(gòu)造最大可信地震的地震動參數(shù)評價方法,包括以下步驟:
[0045] (1)基于區(qū)域構(gòu)造和區(qū)域地震地質(zhì)資料,確定地震動模擬震源設(shè)置方案,并對其進(jìn)行不確定性分析;
[0046] (2)確定地震動模擬方法,并對模擬結(jié)果影響較大的參數(shù)取值進(jìn)行分析;
[0047] (3)考慮全部震源影響,對地震動模擬方案進(jìn)行設(shè)計(jì);
[0048] (4)采用隨機(jī)有限斷層法進(jìn)行場址的地震動模擬,獲得全部方案的加速度時程、加速度峰值和不同周期的加速度反應(yīng)譜值;
[0049] (5)對考慮全部震源參與設(shè)計(jì)的每個方案的地震動模擬結(jié)果進(jìn)行分析,并對場址地震動參數(shù)進(jìn)行綜合評價;
[0050] (6)對全部模擬方案的凹凸體模型和隨機(jī)模型計(jì)算得到的參數(shù)統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行分析,取凹凸體模型和隨機(jī)模型計(jì)算結(jié)果的較大值作為場址的參數(shù);
[0051] (7)根據(jù)場址地震動參數(shù),并考慮結(jié)構(gòu)特性,對用于結(jié)構(gòu)動力分析的加速度時程進(jìn)行模擬。
[0052] 下面依次對上述各步驟進(jìn)行具體的說明。
[0053] 步驟(1):基于區(qū)域構(gòu)造和區(qū)域地震地質(zhì)資料,確定地震動模擬震源設(shè)置方案,并對其進(jìn)行不確定性分析
[0054] 地震動是由震源位置發(fā)生的破裂產(chǎn)生的地震波在地表引起的地表運(yùn)動。震源設(shè)置影響到地震波傳播過程中的能量衰減、斷層破裂面的展布等因素。由于不同地區(qū)的地震地質(zhì)條件、發(fā)震構(gòu)造背景存在顯著的差異,強(qiáng)震的發(fā)震位置具有較強(qiáng)的隨機(jī)性,在對設(shè)定地震進(jìn)行地震動模擬時,首先需要確定可能的發(fā)震斷層,以及位于發(fā)震斷層上的震源位置,進(jìn)一步利用地震地質(zhì)資料構(gòu)建震源的有限斷層模型來進(jìn)行地震動模擬。因此,對設(shè)定地震的震源設(shè)置無疑是地震動模擬中一個重要的考慮因素。具體地,步驟(1)中還可以包括以下內(nèi)容:
[0055] 1.基于研究區(qū)域構(gòu)造背景,確定對場址有重要影響的發(fā)震構(gòu)造,并完成以下分析:
[0056] A.依據(jù)發(fā)震構(gòu)造最新活動時代及地震震中分布特點(diǎn),確定發(fā)震構(gòu)造的震級上限;
[0057] B.依據(jù)地震、地質(zhì)資料、野外調(diào)查、并結(jié)合區(qū)域深部構(gòu)造背景,確定發(fā)震構(gòu)造的位置,對不能確定明確位置的斷裂,采用多個位置方案,并按確定位置的資料的可信度及對場址的影響水平分析,設(shè)置加權(quán)系數(shù)。例如,如圖2所示,對場址有重要影響的斷裂有3個,其中對斷裂1設(shè)置了兩個不同的位置;
[0058] C.依據(jù)活動斷裂的活動性(例如,活動時代、活動速率等)及大震復(fù)發(fā)周期等,對影響場址的不同發(fā)震斷裂設(shè)置加權(quán)系數(shù)。
[0059] 2.依據(jù)研究區(qū)域地震、地質(zhì)、小震精定位、震源機(jī)制解等資料,對發(fā)震斷層的參數(shù)進(jìn)行分析,確定地震動模擬震源方案,對于具有不確定性的參數(shù),設(shè)置多個模擬方案,并設(shè)置各個方案的加權(quán)系數(shù),如表1所示。不確定性的標(biāo)準(zhǔn)主要是基于對未知地震發(fā)生過程中的隨機(jī)不確定性,以及在發(fā)震過程中對某些參數(shù)的認(rèn)知不確定來決定。
[0060] 下面以表1中的“破裂位置”參數(shù)為例,來說明如何確定多方案還是單方案。破裂位置的多方案是發(fā)震過程可能存在的多種隨機(jī)可能性決定,而發(fā)震位置的確定基本對應(yīng)于破裂方向的確定。比如如果破裂位置在斷層中部,其破裂方向?yàn)殡p側(cè)破裂;如果破裂位置在斷層的端點(diǎn),則破裂方向?yàn)閱蝹?cè)破裂。所以發(fā)震位置取多方案,而破裂方向取單方案。
[0061] 表1震源參數(shù)設(shè)置方案
[0062] 序號 參數(shù)名稱 參數(shù)設(shè)置 說明 權(quán)重1 斷層尺度 可按斷層性質(zhì)及震級上限估計(jì) 多方案 ■
2 走向 按地質(zhì)資料及地震反演結(jié)果取值 單方案 ?
3 傾向 按地質(zhì)資料及地震反演結(jié)果取值 單方案 ?
4 傾 按地質(zhì)資料及地震反演結(jié)果取值 多方案 ■
5 運(yùn)動性質(zhì) 正斷層、逆斷層、走滑斷層 單方案 ?
6 震源深度 按地震資料及其反演結(jié)果取值 單方案 ?
7 破裂位置 按照斷層兩端和中間位置設(shè)置 多方案 ■
8 破裂方向 依據(jù)破裂位置設(shè)置單向或雙向 單方案 ?
9 凹凸體模型 依據(jù)地震規(guī)模大小設(shè)置 多方案 ■
[0063] 步驟(2):確定地震動模擬方法,并對模擬結(jié)果影響較大的參數(shù)取值進(jìn)行分析[0064] 場址地震動模擬采用隨機(jī)有限斷層法進(jìn)行,該方法屬于一種半經(jīng)驗(yàn)半理論的地震動模擬方法,不僅可以設(shè)置比較符合實(shí)際情況的震源參數(shù),考慮距離衰減和場地效應(yīng)等影響,而且計(jì)算工作量小,因此比較適合于工程應(yīng)用。
[0065] 如圖3所示,該方法的主要思想是將發(fā)震斷層劃分成一系列子斷層,然后將每個子斷層視為點(diǎn)源,應(yīng)用隨機(jī)點(diǎn)源的方法,得到每個子源對于場址的影響。計(jì)算每個子源在場址產(chǎn)生的地震動,首先是在頻域上綜合考慮震源、傳播路徑以及場地效應(yīng)的影響,擬合地震動傅立葉譜,然后轉(zhuǎn)換到時域上,生成地震動時程。如果設(shè)一個地震矩為M0的點(diǎn)源產(chǎn)生的傅立葉譜為FA(M0,f,R),它可以表示為震源譜S(M0,f)、距離衰減項(xiàng)P(R,f)、場地效應(yīng)影響項(xiàng)G(f)以及地震動類型因子I(f)之間的乘積,即
[0066] FA(M0,f,R)=S(M0,f)·P(R,f)·G(f)·I(f)???(1)
[0067] 式中:f是頻率,R是場地距震中的距離,M0為地震矩。
[0068] 對模擬結(jié)果影響較大的參數(shù)取值進(jìn)行分析,主要包括對應(yīng)力降和高頻衰減因子kappa(κ)值進(jìn)行分析。
[0069] 應(yīng)力降:該參數(shù)是影響地震動模擬結(jié)果的最重要的參數(shù),因此應(yīng)選用多種方法確定其取值及分布??蛇x擇研究區(qū)內(nèi)記錄到近震震級ML≥4.0以上地震進(jìn)行該區(qū)域應(yīng)力降的反演,結(jié)合該區(qū)域其它方法得到的應(yīng)力降的取值,獲得應(yīng)力降的取值范圍及分布情況,并根據(jù)其分布情況,確定取值水平及各取值水平的加權(quán)系數(shù)。
[0070] 如圖2所示的研究區(qū)域,其應(yīng)力降的主要取值范圍集中在20bar-60bar之間,其頻度的分布圖如圖4所示。根據(jù)Brune的震源譜模型,利用應(yīng)力降分布計(jì)算出平均震源譜,并求出對應(yīng)的平均應(yīng)力降。在實(shí)際模擬中,為了充分考慮到可能發(fā)生的最危險情況,在應(yīng)力降取值時對研究區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力降取值范圍按照平均應(yīng)力降乘以12.5%的放大倍數(shù),并按照10bar的間隔設(shè)置5個水平,即(25,35,45,55,65)bar進(jìn)行分析,根據(jù)每個應(yīng)力降取值與平均應(yīng)力降的偏離程度,以公式(2)計(jì)算出其對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。
[0071] 權(quán)重系數(shù)=1/exp(|取值-均值|/均值)???(2)
[0072] 高頻衰減因子kappa(κ)值:利用研究區(qū)域內(nèi)的測震記錄,經(jīng)過零線校正和濾波后,求出其加速度譜,在半對數(shù)坐標(biāo)中計(jì)算S波的傅立葉譜,選擇其高頻衰減的起始頻率和終止頻率進(jìn)行計(jì)算,將各個臺站的計(jì)算結(jié)果通過一階近似得到0km處的κ值,即為目標(biāo)場地與傳播路徑無關(guān)的κ值。
[0073] 圖5顯示了κ值隨震中距離的分布圖。如圖5所示的研究區(qū)內(nèi),高頻衰減系數(shù)κ可設(shè)為三個取值水平0.0246,0.0277和0.0308,即高頻衰減參數(shù)在計(jì)算中通過擬合結(jié)果可以求出均值和誤差,這里以均值(mean)和加減一倍方差(delta)來進(jìn)行取值,即κ=均值±方差,相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)分別取為(方差/均值,方差/均值,1-2*方差/均值)。
[0074] 由于采用隨機(jī)有限斷層法進(jìn)行地震動模擬時,采用的相位是隨機(jī)的,所以對每個方案需要產(chǎn)生的地震加速度時程的樣本數(shù)量需要進(jìn)行分析。按照樣本均值穩(wěn)定,方差較小的原則,經(jīng)分析最后選取的樣本數(shù)量為30條,其相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)為1/30。
[0075] 步驟(3):考慮全部震源影響,對地震動模擬方案進(jìn)行設(shè)計(jì);
[0076] 根據(jù)步驟(1)和步驟(2)對每個參數(shù)設(shè)置的方案和相應(yīng)的加權(quán)系數(shù),設(shè)計(jì)地震動模擬方案。本申請按照考慮全部震源的方式進(jìn)行考慮。
[0077] A.考慮全部震源對場址的影響,采用凹凸體模型設(shè)置地震動模擬方案,如圖6所示,并根據(jù)公式(5),計(jì)算每種方案總體的權(quán)重系數(shù),如表2所示。
[0078]
[0079] 表2全部震源地震動模擬凹凸體模型方案權(quán)重系數(shù)
[0080]
[0081] B.考慮全部震源對場址的影響,采用隨機(jī)模型設(shè)置用于對比分析地震動模擬方案,如圖7所示,并根據(jù)公式(6)計(jì)算每種方案的權(quán)重系數(shù),如表3所示。
[0082]
[0083] 表3全部震源地震動模擬凹凸體模型方案權(quán)重系數(shù)
[0084]
[0085] 步驟(4):采用隨機(jī)有限斷層法進(jìn)行場址的地震動模擬,獲得全部方案的加速度時程、加速度峰值和不同周期的加速度反應(yīng)譜值
[0086] 按照步驟(3)所設(shè)置的地震動模擬方案,采用隨機(jī)有限斷層法進(jìn)行場址地震動模擬,獲得全部方案的加速度時程、加速度峰值(PGA)以及不同周期的加速度反應(yīng)譜值,周期點(diǎn)個數(shù)按實(shí)際需要采樣。
[0087] 步驟(5):對考慮全部震源參與設(shè)計(jì)的每個方案的地震動模擬結(jié)果進(jìn)行分析,并對場址地震動參數(shù)進(jìn)行綜合評價
[0088] 分析全部震源參與設(shè)計(jì)的每個方案計(jì)算得到結(jié)果,將每個方案的凹凸體模型和隨機(jī)模型計(jì)算得到的地震動加速度峰值(PGA)和不同周期(例如,0.03s-10s)的加速度譜值(Sa),分別按照從小到大進(jìn)行排列,并根據(jù)表2和表3列出其對應(yīng)的加權(quán)系數(shù),形成一系列場址地震動參數(shù)排列表,如表4和表5分別給出了M個方案凹凸體模型計(jì)算得到的PGA和相應(yīng)于周期0.03s的譜值Sa03的排列表,表6和表7分別給出了M個方案隨機(jī)模型計(jì)算得到的PGA和相應(yīng)于周期0.03s譜值Sa03的排列表,其中pi<pj<L<pm,Sa03_i<Sa03_j<L<Sa03_m。
[0089] 表4全部震源計(jì)算得到的場址地震動PGA排列表(凹凸體模型)
[0090]
[0091] 表5全部震源計(jì)算得到的場址地震動Sa03排列表(凹凸體模型)
[0092]
[0093] 表6全部震源計(jì)算得到的場址地震動PGA排列表(隨機(jī)模型)
[0094]
[0095] 表7全部震源計(jì)算得到的場址地震動Sa03排列表(隨機(jī)模型)
[0096]
[0097] 然后,根據(jù)上述場址地震動參數(shù)排列表,對考慮全部震源設(shè)計(jì)方案的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析:
[0098] A.基于全部震源設(shè)計(jì)方案計(jì)算得到的場址地震動參數(shù)排列表(如表4和表5),對全部方案凹凸體模型計(jì)算得到的PGA值和不同周期點(diǎn)加速度反應(yīng)譜值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,給出最小值(Min)、50%分位數(shù)值(Q50)、均值(Mean)、84%分位數(shù)值(Q84)、95%分位數(shù)值(Q95)及最大值(Max),如表8所示。
[0099] 表8全部震源凹凸體模型的地震動參數(shù)統(tǒng)計(jì)值
[0100]
[0101] B.基于全部震源設(shè)計(jì)方案計(jì)算得到的場址地震動參數(shù)排列表(如表6和表7),對全部方案隨機(jī)模型計(jì)算得到的PGA值和不同周期點(diǎn)加速度反應(yīng)譜的譜值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,給出最小值(Min)、50%分位數(shù)值(Q50)、均值(Mean)、84%分位數(shù)值(Q84)、95%分位數(shù)值(Q95)及最大值(Max),如表9所示。
[0102] 表9全部震源隨機(jī)模型的地震動參數(shù)統(tǒng)計(jì)值
[0103]
[0104] 步驟(6):對全部模擬方案的凹凸體模型和隨機(jī)模型計(jì)算得到的參數(shù)統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行分析,考慮凹凸體模型和隨機(jī)模型計(jì)算結(jié)果的較大值作為場址地震動參數(shù);
[0105] 步驟(7):根據(jù)場址地震動參數(shù),并考慮結(jié)構(gòu)特性,對用于結(jié)構(gòu)動力分析的加速度時程進(jìn)行模擬。
[0106] 基于步驟6得到的場址地震動參數(shù),確定考慮全部發(fā)震構(gòu)造最大可信地震影響的場址地震動參數(shù)(PGA,加速度反應(yīng)譜等)??紤]全部發(fā)震構(gòu)造最大可信地震影響的場址地震動參數(shù)可采用84%分位數(shù)的統(tǒng)計(jì)值。
[0107] 根據(jù)結(jié)構(gòu)特性,對用于結(jié)構(gòu)動力分析的加速度時程按照3種方案進(jìn)行模擬:
[0108] A:以場址地震活動環(huán)境為基礎(chǔ),挑選與場址加速度反應(yīng)譜符合較好的實(shí)際地震加速度時程為種子時程,然后基于目標(biāo)反應(yīng)譜進(jìn)行調(diào)整;
[0109] B:以場址地震活動環(huán)境為基礎(chǔ),建立地震動頻率非平穩(wěn)特性參數(shù),人工擬合得到符合于目標(biāo)反應(yīng)譜的地震加速度時程;
[0110] C:從模擬得到的加速度時程中挑選出與目標(biāo)反應(yīng)譜符合較好的時程。
[0111] 根據(jù)本申請的基于全部發(fā)震構(gòu)造最大可信地震的地震動參數(shù)評價方法,其與考慮不同發(fā)震構(gòu)造最大可信地震的地震動參數(shù)評價方法,在分析思路上都是采用多個方案來進(jìn)行。區(qū)別點(diǎn)在于,不同發(fā)震構(gòu)造是對每個震源單獨(dú)進(jìn)行方案設(shè)計(jì),然后按照工程需要取其中一個震源或全部震源的結(jié)果的外包線作為評價結(jié)果;全部發(fā)震構(gòu)造是對場址有影響的震源一起進(jìn)行分析,可通過考慮未來一定時間內(nèi)不同震源的發(fā)震概率來設(shè)置每個震源的加權(quán)系數(shù),對全部方案的結(jié)果進(jìn)行評價。兩者在評價方法上存在顯著的差異。
[0112] 雖然本發(fā)明所揭露的實(shí)施方式如上,但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式,并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下,可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化,但本發(fā)明的專利保護(hù)范圍,仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
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