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中国地震局地壳应力研究所

吕悦军

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 、 MsMs=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。

100kmL |lgAM

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

C)()T/A(lgMs max

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。

n

i

MMbm

i

TSyxA

1

)( 0

010

1)( 、

n

i

mi

TSyx

1

5.18.11101

),(

时间分布： M—T 、 TE

TE

四个阶段，每个阶段的大约时间、震级

根据 lgE = 4.8 + 1.5M

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

a4a0aa3a2a1aa )lg(M RCRRCCCI

b4b0bb3b2b1bb )lg(M RCRRCCCI

椭圆型衰减关系式中各系数的意义

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。

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。

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

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

bMaN )m(lg

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

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

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。

bma)m(lg

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

5.0 5.5 6.0 6.5 7.0

Lg(

N)

M

0.75

)M1M2.(bM2M1 10

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 0.0

3 ，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：

tn

en

tnNp 0

!

)()( 0

tt0 e!0/e)t()0(P

未来 t年，事件发生的次数为 0 ，也就是不发生的概率：

te1 为至少发生一次的概率

1P TP rT

1/1 PTr T

T PP )1(1 1

T年内超越概率 重现期三者关系如下：

年超越概率

例如 50年超越概率 10% ， P50=0.1

P1=0.0021 T=475

N

kk aAPaAP

1

)}(1{1)(

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：

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 ） × （ 1-0.6 ）

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 概率水准 参数 活断层

建筑 50a.63%.10%.2-3% PGA 、、 Tg （ a

（ t ））

化工 50a.63%.10%.2-3% PGA 、、 Tg （ a

（ t ））

水工

雍水：50a.10%.5%； 100a.2

% PGA 、、 Tg 、 a（ t ） 厂房：

50a.63%.10%.2-3%

公路桥、隧 50a.10%.5%.2%.1%

PGA 、、 Tg 、 a（ t ）

大跨度桥要考虑长周期反应谱及桥墩差动。

铁路 50a.10%.5%.2%.1% PGA 、、 Tg 、 a

（ t ）

核电站、核设施 50a.10%； 100a.1%确定性方法

PGA 、、 Tg 、 a（ t ）

5Km内无能动断层

地下直埋管道 50a.63%.10%.2-3% PGA 、 PGV 、、 Tg

→V 评价位错量 D

广电 50a.63%.10%；100a.5%

PGA 、、 Tg 、 a（ t ）

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。

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