安评考试大纲(工程场地专业)解释
更新时间:2023-09-16 00:33:01 阅读量: 高中教育 文档下载
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一级地震安全性评价工程师资格考试大纲
第二科目 地震安全性评价管理与实务
掌握即要求能在实际工作中灵活运用,熟悉即要求能够理解并简单应用,了解即要求具有地震安全性评价相关的广泛知识。
地震活动性评价专业
一、场地地震工程地质条件勘测
考试目的:
主要考察从业人员进行场地勘测和评价的能力,以及对地震地质灾害的场地勘查和场地岩土力学性能测定等问题的掌握、熟悉与了解程度。
考试内容:
1.1 场地勘测
1.1.1 掌握确定场地勘查范围的规定
答:场地范围应为工程建设规划所需要勘察的范围。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。
1.1.2 掌握场地地震工程地质条件勘测的目的和内容
答:场地地震工程地质条件勘测的目的是为进行场地设计地震动参数估计和场地地震地质灾害评价提供资料和数据。
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工程地质条件勘测的内容包括:
(1)场地范围应为工程建设规划的范围;
(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:收集、整理、分析工程场区及附近地区已有的工程地质勘察资料,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。便可以对场地的工程地质概况有个基本的了解。
(3)应进行场地工程地质条件调查、钻探和原位测试:场地工程地质条件调查包括,查明工程场地的地貌、地层、岩性、地质构造、水文地质条件和场地类别等。
在调查的基础上,合理布设钻孔,开展场地牛探。钻探方法根据地层类别,按采取不扰动土样的要求确定,钻探要求可按GB50021-2001《岩土工程勘察规范》确定。钻探要有野外详细编录,一般要连续取芯钻探,钻探成果可用钻孔柱状图表示,可后岩土芯彩照纳入勘察成果资料。
原位测试可根据GB50021-2001《岩土工程勘察规范》的相关要求进行,给出的物理力学指标包括:天然含水量、密度、天然密度、干密度、饱和度等。对于可能发生饱和土液化的场地,应给出地下水位、标准贯入锤击数、粘粒含量资料等。
(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言,一般1:1000-1:100。 (5)地震小区划应编制工程地质分区图
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,
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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。 (6)钻探应符合下列规定: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;II级工作的钻孔布臵应能控制工程场地的工程地质条件,控制孔应不少于两个,地震小区划钻孔布臵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;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,剪切波速仍小于500m/s,可终孔,应进行专门研究。
1.1.3 熟悉场地勘查相关资料收集、整理和分析方法
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。
1.1.4 掌握不同等级地震安全性评价工作对场地勘测的要求
答:对Ⅰ级评价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;Ⅱ级工作的布臵应能控制工程场地的工程地质条件,控制孔应不少于两个;地震小区化场地钻孔布臵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;Ⅱ级工作和地震小区划,控制钻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。
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1 对可能发生地震地质灾害的场地,应进行相应的工作和给出相应的图件。2 在可能发生粉、砂土液化的场地,应调查地下水位资料,做土层波速测量,进行标准贯入锤击数测定以及粘粒含量分析等,以便判断可能的液化区。3 在可能发生地表断裂或软土震陷的场地,应调查断裂分布或软土层厚度与历史地震中软土层变形的特点,并进行分析。4 在可能产生滑坡、崩塌的场地,应编制地形坡度图,岩石风化程度图,崩塌分布图。5 对可能遭受海啸等其它影响的场地,收集其对场地及附近地区的影响资料 1.1.5 熟悉场地勘测中需要确定的土层物理力学参数
答:应进行分层岩土剪切波速的原位测量和密度的测定;
应测定剪变模量比与剪应变关系曲线、阻尼比与前应变关系曲线。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的代表性的土样进行动三轴或共振柱试验。
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。
1.1.6 掌握不同等级地震安全性评价工作的钻孔数量和的布设原则
答:I级工作应有不少于三个控制性钻孔;II级工作控制孔应不少于两个,钻孔布臵应能控制工作场地的工程地质条件;地震小区划场地钻孔布臵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。
1.1.7 掌握不同等级地震安全性评价工作对场地钻探、取样、现场波这测试的要求。
答:评价工作对场地钻探的要求有:对Ⅰ级评价工作应有不少于三个深
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度达到基岩或剪切波速不小于700m/s的钻孔;Ⅱ级工作的布臵应能控制工程场地的工程地质条件,控制孔应不少于两个;地震小区化场地钻孔布臵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;Ⅱ级工作和地震小区划,控制钻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。
取样要求有:应对每一岩性及每一岩性的土体的不同状态取样; 现场波速测试要求:测量间距不应大于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。 1.2 地震地质灾害的场地勘查 1.2.1 掌握地基土液化勘查内容和要求
答: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 438 (建筑工程施工质量验收统一标准)中5.3条的规定。对判明液化区域需要画出液化区范围图,指出液化指数。
1.2.2 熟悉崩塌与滑坡等地质灾害的勘查内容和要求
答:应收集和调查地形坡形、岩石风化程度、古河道、崩塌、滑坡、地裂缝和泥石流等资料。
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
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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,以及产生裂缝的诱发因素。
泥石流资料的调查和收集主要内容有工程场地及上游沟谷、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。
1.2.3 掌握地表断层影响分析所需的资料内容
答:地表断层的影响分析所需要知道: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。
GB50011-2001《建筑抗震设计规范》中有规定 1.3 场地岩土力学性能测定
3.1 掌握岩土剪切波速测量的要求与方法;
答:岩土剪切波速测量要求原位测试;测量方法主要有:检层法、交孔法、表面波法等。
现场波速测试要求:测量间距不应大于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。 1.3.2 熟悉土动力试验的测试要求和内容
答:土动力试验要求测试土体动剪切模量比与动剪应变关系曲线以及阻尼比与动剪切应变关系曲线。实验时应该出实验数据与回归曲线的标准差,以说明数据的离散性。
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场地岩土力学性能测定内容:应进行分层岩土剪切波速的原位测量和密度的测定;应测定剪变模量比与前应变关系曲线、阻尼比与前应变关系曲线。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。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。 1.3.3 了解土动力试验方法和适用范围
答:共振柱试验在共振试验仪器上进行,适用于剪切应变较小的情况(约为10-4—10-6量级)。试验所用土样一般为直径3.91cm,高8cm的圆柱体,下端固定于仪器底座,上端为自由状态。试样顶端装臵激振器和监测器,相当于附加一个质量块于土柱端,它们通过线路与外部激振仪、微机操控和数据处理系统相连通。土样安装妥当后,放下筒形外罩予以密封,然后充气施加指定的围压使其充分固结后开始做扭剪试验。
动三轴试验在动三轴仪上进行,它适用于剪应变幅较大的情况(约为10-2
—10-3量级)。所用试样与共振柱试验相同。在制备好的试样上施加预定的各向等 压进行固结。然后选择施加的动荷,在不排水条件下开机振动,遵照动三轴试验步骤进行试验,测记应力、变形和孔压,直至预定振次(如10次)时,停机拆样。
1.3.4 掌握考虑竖向地震反应时力学性能测定的工作要求与内容
答: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。
二、地震动衰减关系确定 考试目的:
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主要考察从业人员对地震动衰减关系确定的技术方法,以及地震烈度和强震动资料收集、衰减模型建立和适用性分析等问题的掌握、熟悉与了解程度。
2.1 掌握地震烈度资料收集和分析的原则与方法
答:(1)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。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。
B)正确理解“区域及邻区”的概念。这里的区域指地震构造上的划分。之所以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。
2.2 掌握强震动观测资料收集和分析的原则与方法
答:收集区域及邻区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。收集强震动资料时应注意以下几点: A)强震资料的完整性。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)、台站位臵与场地条件资料、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
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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仪的强震记录的收集和使用。
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,或对所确定的地震动衰减关系进行适用性分析。 2.3 掌握基岩地震动衰减模型建立的要求
答:(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。
可以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: lg(Y)?C1?C2M?C3M2?C4lg[R?R0(M)]?C7R?? 其中R0(M)?C5exp(C6M)
式中Y为地震动峰值或不同周期的反应谱值;M为震级;R为距离;当
Y为反应谱时各系数Ci(i?1,2,...,7)为周期的函数;?为回归分析的误差项。
(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,应分析样本量的充足性及震级距离分布的合理性。
(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。其方法为先得到本区的烈度衰减关系,然后利用参考区的地震烈度与强地震动观测资料得到烈度与地震动的关系,将烈度转换为地震动,从而得到本区的地震动衰减关系。在用转换方法确定地震动衰减关系时,应注意以下几点:
A)本区与参考区的地震烈度应按同一原则确定。 B)地震动衰减关系换算结果的标准差。
(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。
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2.4 掌握基岩地震动衰减关系选取与适用性分析的原则
答:(1)第一个要重视的问题是,要充分认识、理解不同衰减关系的背景、假定及其优点,从而选择合理的适用关系,不能本末倒臵,先对结果有一个数值上的要求,从而选择可以给出需结果的衰减关系。即使自己的认识或预期的结果是合理的,也应逐一检讨工作中每一重要步骤的合理性,而不能认定用衰减关系去调整出自己的需要的结果。如一地区的烈度估计是Ⅷ度,就去选择一个峰值加速度衰减,使它能给出0.25g的加速度值,以便与地震烈度表Ⅷ度为0.25g的规定相符合,或者首先在自己心中定下了一个目标,然后力求选择可能满足此要求的烈度与峰值加速度的衰减关系。
选择衰减关系时,首先应该先对手边的问题有一个明确的认识,特别要注意对给定场地起主要是近震、中等距离或远距离的地震和主要震级段,是一般工程、超高层、特大跨度的桥梁或特别很重要的工程如核电厂或长江三峡大坝,要针对这些具体特点选择适当的衰减关系。对于特别重大的工程,要特别注意衰减关系及其标准差,要考虑是否选用保守的(平均值+标准差)的估计;对于震中区附近场地的峰值加速度估计,要选择能体现震中区峰值加速度饱和的衰减关系,假若震级很大,还要考虑震中区峰值加速度随震级饱和以及几何衰减项的影响;对于柔性结构(如超高层及特大跨度的桥梁),尤其是位于柔软地基上,而且又存在远震大震威胁时,要特别注意反应谱的长周期部分,一般要进行特别研究,这时,一般的反应谱衰减关系已不适用。
(2)对于近震中处的衰减关系,要特别慎重,对于高频地震动,如加速度,要注意到两种饱和现象,即:①在近震中区,随着震中距的减小(如小震趋近于5Km左右、大震趋近于20Km左右之后),加速度峰值可能不随震中距减小而增大;②在近震中区,随着震级的加大,如在震级接近7或7.5之后,震中附近的加速度峰值可能也不随震级的加大而增大。对于速度峰值
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可能也会出现这种现象,但不如加速度那么显著。
(3)对于同一个场地,各项地震动参数(如峰值加速度、反应谱、持时或强度包络函数)要互相匹配一致,不得任意各选一个,以防矛盾。
(4)当选用分长、短轴或椭圆性的地震烈度衰减关系时,要注意,在震中处长短轴的衰减关系应给出相同的烈度,相差过大是不合理的。
(5)对特别重要的工程,要重视衰减关系的标准差的估计。 (6)要注意烈度衰减关系与地震动衰减关系的匹配。 2.5 掌握基于强震动观测资料统计回归地震动衰减关系的方法 lnY?c0?c1M?c3ln(R?R0)?? R0?c5ecM
6(R0项的目的是为了考虑在震中区附近,即与震源体尺度相近的距离之内,有地震动峰值加速度变化不大的现象,这一现象常称为地震动峰值加速度在震中区的饱和)
无论是烈度还是地震动衰减关系,式中的系数都是通过实测数据用回归关系求得的。回归的原则是使某一目标函数优化,常用的原则 是回归误差最小二乘法。若已知M、R求地震动参数Y,则常用的回归原则是 J??(lnYi,ob?lnYi,fit)2?min
式中求和是从i=1到i=N进行的,N为观测总点数;而 lnYi,fit?f(Mi,Ri,ci)
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这里,函数f是衰减关系式右端的简写,即在给定观测值Mi和Ri时,按回归结果计算出来的地震动Yi。当采用R0为震级的函数关系时,回归是非线性的。这时,常用二次回归法,即第一步先对同一震级进行回归,而分别将
''求得c3c2;第二步再根据不同震级求得的c0与c0?c0?c1M与R0(M)视为常数,
R0的关系c0、c1、c4和c5。回归时,一般应注意下述几个问题:
1.求出随机量?的标准差,并说明是对Y、lnY还是lgY的。
2.要考虑数据的均匀性,不要对一次地震取值过多,而使一次地震控制总体衰减关系,因为一次地震说不定有其特殊性;另外,也不宜选用集中于一狭窄M、R区域内的数据。
3.最好用二步回归法来确定衰减系数。
4.震中附近地震动峰值的大小,在现有数据的前提下,很大程度上取决于衰减模型的造反而不是震中附近的实测数据。
5.若考虑200KM以外的远震点,要注意在衰减关系式中包括c6R 2.6 掌握缺乏强震动观测资料地区的地震动衰减关系确定的原则与方法 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。其方法为先得到本区的烈度衰减关系,然后利用参考区的地震烈度与强地震动观测资料得到烈度与地震动的关系,将烈度转换为地震动,从而得到本区的地震动衰减关系。在用转换方法确定地震动衰减关系时,应注意以下几点: A)本区与参考区的地震烈度应按同一原则确定。 B)地震动衰减关系换算结果的标准差。
地震烈度、距离(或震级)与地震动参数的换算关系
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(1)映射法,以及过去采用的换算方法都是充分利用两个地区的地震烈度衰减关系,即不是将地震烈度I、震级M和距离R看成一群孤立的点(I,M,R),而是将这些点看成是具有一定函数关系的衰减规律。
所谓映射即为在地震发生的震级(M)和距离(R)域内,假定对有丰富地震动记录地区(A区)内任意一点P(MA,RA),在缺乏地震动记录地区(B区)存在着一个与之相应的一点Q(MB,RB),使得映射对P、Q在各自区内引起的地震烈度I和地震动参数Y相等,即IA(MA,RA)?IB(MB,RB)和
YA(MA,RA)?YB(MB,RB)。这里,Y为任一地震动参数,如加速度、速度、反
应谱某一周期处的值或地震动持续时间。
(2)映射的原则,与A区的P相对应的B区的Q可以通过扭曲变换得到,设想将A区和B区的烈度衰减曲线分别绘在普通纸和透明的橡皮纸上,将橡皮纸扭曲,使M与R轴仍在原轴上移动,但其长度可以改变,其它点任意扭曲,当B曲与A曲的同一烈度完全相重合时,重合点即为映射对P和Q。通过对扭曲方法的限定至少可以出现四种映射原则:等震级、等距离、最小扭曲和最小扭曲可逆原则。
2.7 掌握地震烈度衰减关系确定的方法
(1)应采用有仪器测定震级的地震烈度资料确定烈度衰减关系. 使用仪器测定的震级的地震烈度资料确定地震烈度衰减关系,一是因为历史地震的震级是由震中烈度换算的,不能作为独立参数使用,二是历史地震的记载一般来自县志,其记录的破坏情况往往 以一个县的范围来勾划等震线,不如现代地震调查详细,如果将这些历史地震与仪器记录地震资料混合使用,势必使得到的衰减关系误差增大,可信度下降。因此,在确定地震
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烈度衰减关系时,应采用有仪器测定震级的地震烈度资料。
(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 我们的地震烈度等震线特别高烈度等震线一般表现为近似椭圆形,因此,目前我国的地震烈度衰减关系多使用椭圆模型。采用椭圆衰减模型时,一般要先确定长短轴方向,再对长短轴分别求其衰减关系,最后用椭圆连接起来。
椭圆型烈度衰减关系一般用下述函数表示: Ia?Ca1?Ca2?Ca3lg(Ra?Ra0)?Ca4Ra Ib?Cb1?Cb2?Cb3lg(Rb?Rb0)?Cb4Rb
式中下标a、b分别表示长、短轴方向,这里应注意,当R采用震中距时,Ra0、Rb0不得取为0,否则在R?0时,震中烈度将趋向无穷大。Ra0、Rb0的物理意义是考虑震源体尺度的,其作用是使地震烈度在震中区变化缓慢,客观上起到了近场烈度饱和的作用。另外,采用上述衰减模型时要注意满足以下三个条件:
A)Ra0?Rb0即震源体的尺度在长轴方向大于短轴方向;
B)当Ra?Rb?0时,Ia?Ib,即在震中处,长、短轴方向的烈度应相同; C)当Ra??、Rb??时,Ia?Ib,即在远场时,震源尺度的影响已很小。这与低烈度等震线和地震有感范围近似为圆形的事实相对应。
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
为确定地震烈度衰减关系所使用的资料一般为较大区域的,地震烈度衰减关系是否适用于工程场地所在地区,还需要与本地区的地震烈度资料进行对比后才能确定。应与常用的地震烈度衰减关系和本区其他烈度衰减关系进行对比,并对所获得的衰减关系的特点进行说明。
三、区域性地震区划
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考试目的:
主要考察从业人员从事区域性地震区划工作的能力,以及参数和概率水平的确定、区划图编制要求、使用范围等问题的掌握、熟悉与了解程度。
考试内容:
3.1 掌握区域性地震区划的工作目标和适用范围
工作目标:区域性地震区划是指针对特定地区或长输管线等重要工程的地震区划工作,如特定行政辖区的地震区划工作,输油管线沿线、输气管线、长距离输水工程沿线的地震区划等。由于区划的目的和工程对象的性质及重要性不同,区划的内容、比例尺等也可以不同。 3.2掌握区域性地震区划的技术要点和要求 区域性地震区划的工作要点为:
(1)开展区域地震构造和地震活动性的调查、分析研究;对于重要的线性工程,还应开展线路两侧25km范围内的近场工作。 (2)确定潜在震源区和相应的地震活动性参数; (3)确定适用于地震区划区域的地震动参数衰减关系;
(4)进行地震危险性概率分析计算,得到计算控制点的特定超越概率水平的地震动参数;
(5)进行地震动参数分区或绘制地震动参数等值线; (6)编写使用说明和研究报告。
3.3 熟悉区域性地震区划图的参数和概率水平的确定依据
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区划图的参数包括:峰值加速度和反应谱特征周期。
与全国地震动参数区划图相比,区域性地震区划涉及工程对象具有更高的重要性或抗震设计具有特殊要求。不同经济发展水平地区对一般建设工程的抗震设防标准也有不同要求。因此,本标准规定根据工程特性和重要程度确定地震区划的概率水平。在一般情况下,长输管线等线状工程中的一般工程的抗震设防,要求提供50年超越概率10%的地震区划结果。
3.4 掌握区域性地震区划计算点的分布要求
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。
区域性地震区划是在计算控制点地震危险性概率分析的基础上编制的。控制点密度是影响区划精度的重要因素之一,分析计算中应保持足够数量与合理分布。控制点布臵的基本原则是保证区划的精度。本标准要求间距不小于0.1?,根据需要加密控制点,特别是结果变化较大的分区界线附近或等值线密集的区域。
3.5 掌握区域性地震区图的表达方式和成图比例尺要求
区域性地震区图采用分区线或等值线表述,表述的内容一般不同的目的来确定,通常用不同概率水平的场地峰值位移、速度、加速度和反应谱的特征周期,有时也用烈度表述。区域性地震区图的比例尺应根据工程的需要确定,一般采用1:50万或1:25万。
3.6 掌握区划图分区界线确定应考虑的主要因素 根据计算结果确定分区界线时应考虑下列因素:
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1)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; 2)地形地貌的差异; 3)区划参数的精度。
潜在震源区和地震活动性参数都有一定的不确定性。这种不确定性对区划结果可能产生重要影响。因此必须考虑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,通常可以采用参数敏感性分析结果来衡量其影响,作为综合考虑确定分区界线的主要依据之一。
目前所有地震烈度与峰值加速度的衰减关系都没有考虑地形、地貌的影响。在确定区划图的分区界线性,应考虑地形、地貌的影响,对仅根据计算确定的分界线进行必要的调整。具体调整方法可参考GB18306-2001《中国地震动参数区划图编制工作报告》中有关地形、地貌对地震动影响的相关内容。
3.7掌握区划图说明书的编制内容: 地震区划图说明应包括:
1)编图技术思路和技术方法; 2)所使用资料的来源、精度; 3)区划图表示的方法和内容;
4)区划图使用范围以及使用过程中应注意的事项等。
四、场地地震动参数确定 考试目的:
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主要考察从业人员进行场地地震动参数确定工作的能力,以及对地震动时程合成、土层地震反应分析、设计地震动参数确定等问题的掌握、熟悉与了解程度。
考试内容:
4.1 掌握场地地震动参数确定的技术步骤
区域地震地质、地球物理和地震活动性分析 潜在震源区和地震活动性参数的确定 概率地震危险性分析 人工合成地震动 土层地震反应分析 确定场地地震动参数。
场地地震动参数和时程的确定作为工程场地地震安全性评价工作的结果,为工程抗震设防提供依据。应根据工程结构特点及抗震设计的需要,首先选取合适的地震动描述量,包括地震动参数和地震动时程;而后基于地震危险性分析及场地地震反应分析计算结果,确定场地地震动参数。必要时还应确定场地地震动时程。应注意对于不同的工程,抗震设防所要求的场地地震动描述量不同,因此,对于每一特定的工程场地地震安全性评价工作,必须有针对性地选取工程抗震设计所需要的地震动描述量。
(1)场地地震动参数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。
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场地地震动参数包括场地震动峰值(峰值加速度、峰值速度及峰值位移)、反应谱和时程强度包络函数等。
应根据建设工程的结构特点选择与工程结构设计相适应的参数。地震动峰值加速度和加速度反应谱是最常用的地震动参数,这些参数对于地震影响主要为惯性力作用的地面结构工程是合适的,但对于地震影响主要为非惯性力作用的地下结构工程并不合适,如埋地管线工程。因此,必须结合工程结构的特点及地震影响模式选择相应的场地地震动参数,并确定参数值。对于埋地管线之类的工程,应选用地震动峰值速度、峰值位移等;对于超高或大跨等自振周期很长的结构工程,还应考虑长周期反应谱值。
对于基础埋藏较深的地面结构工程(包括桩基结构工程)或地下工程,工程抗震设计不仅需要场地地表地震动参数,更需要工程基础或结构埋臵深度处即工程结构设计所要求深度处的地震动参数值,以便为工程抗震设计提供合理的地震输入。因此,应给出场地地表和所需深度处的场地地震动参数值。
(2)反应谱宜以规准化形式给出
反应谱以规准化形式表示,可以方便工程抗震设计使用,特别是对于利用反应谱法进行抗震设计的工程,同时能在一定程度上消除随机因素所造成的计算场地地震动反应谱值随周期剧烈变化的不合理性。
加速度反应谱规准化形式往往以零周期值(即地震动峰值)、两个拐点周期值(即特征周期值)及平台高度值(反应谱最大值)等几个参数值来表示。在加速度反应谱规准化处理时,应充分理解每个特定工程场地的地震、地质环境和场地条件的不同而导致的场地地震动之间的差异,在合理地拟合场地地震动峰值加速度和加速度反应谱计算值的基础上,确定规准化加速度
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反应谱参数值,特别是反应谱的平台高度和特征周期值。
(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; 对于工程区及附近范围的场地为自由地表基岩场地或场地分类属于I类场地的情况,不存在或可不考虑工程场局部土层条件对地震动影响的问题,地震危险性分析计算得到的基岩地震动将代表工程场地的地震动。因此,可根据地震危险性分析结果直接确定场地地震动参数值。
I级工作,这里所指的综合确定方法包括:统一考虑确定性方法和概率方法的计算结果,取计算反应谱(包括地震动峰值)外包络谱参数值(以多折线形式给出)作为场地地震动参数值;分别考虑确定性方法和概率方法的计算结果,取各自计算反应谱(包括地震动峰值)外包络谱参数值分别作为场地地震动参数值。具体工作中,应根据工程结构设计计算的要求取相应的综合确定方法。
II级工作和地震小区划工作,场地地震动参数值应按概率方法的计算结构来确定。概率方法地震危险性分析的计算结果为自由基岩场地地震动参数值,如地震动峰值加速度、加速度反应谱参数和时程强度包络函数参数值等,取自由基岩场地地震动反应谱计算值(包括地震动峰值)的均值拟合谱参数值作为场地地震动参数值。
(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。
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4)根据计算得到的50年超越概率10%的地震动基岩峰值加速度,按编制GB18306-2001《中国地震动参数区划图》采用转换系数,得到50年超越概率10%的一般场地地震动峰值加速度。
5)对上述结果进行综合分析判断,并按编制GB18306-2001《中国地震动参数区划图》的区划分档方法确定工程建设场地的地震动峰值加速度。 9.3 熟悉对近场区地震活动和地震构造资料进行搜集和补充调查的要求 对工程近场区地震活动和地震构造资料进行搜集和补充调查。调查的重点是台网地震资料,特别是近期地震记录资料。应搜集工程场点附近开展的地震构造研究、活动断层探测等方面的研究成果。调查范围半径不小于25KM。 之后,对主要潜在震源区,特别是近场潜在震源区的震级上限和潜在震源区的边界以及地震活动性参数进行论证和分析研究,研究相应潜在震源区基本参数。
7.4 掌握地震动峰值加速度衰减关系选取的原则
衰减关系为基岩场地衰减关系,分为中国东部地区衰减关系和中国西部地区衰减关系,以东径105度线为界。 7.5 掌握确定中硬场地地震峰值加速度的方法
一般场地地震动峰值加速度与基岩场地震动峰值加速度的对应关系: ahs?ksar
a?62.5?1.25??? ks??1.25?(a?62.5)/1250? 62.5?a?375
?1?a?375??7.6 掌握地震动峰值加速度复核工作结果表述方式
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将经过上述转换得到的中硬场地地震动峰值加速度按GB18306-2001《中国地震动参数区划图》的分区原则进行归档。峰值加速度分档如下表所示:
加速度分档 <0.05g 0.05g 0.10g 0.15g 0.20g 0.30g ≥0.40g 参数值范围 <0.04g [0.04g,0.09) [0.09g,0.14g) [0.14g-0.19g) [0.19g,0.28g) [0.28g,0.38g) a≥0.38g 在进行归档时,应综合考虑各种不确定性因素的影响,归档后得到的场地地震动峰值加速度值作为复核结果。
GB18306-2001《中国地震动参数区划图》在处理城市附近的分区界线时,进行了政策性考虑,一般采取了保守原则,尽量将城市划入较高的地震动峰值加速度分共内。在归档处理地震动峰值加速度值复核结果时还遵循这一原则。
地震烈度:地震引起的地面震动及其影响的强弱程度。 震中:震源在地面上的投影。
极震区:一次地震破坏或影响最重的区域。 宏观震中:极震区的几何中心。
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破坏性地震:造成人员伤亡和经济损失的地震。
地震活动性:一定时间、空间范围内发生的地震在强度、频度、时间和空间等方面的分布规律和特征。
地震重点监视防御区:未来一定时间内,可能发生破坏性地震或可能受破坏性地震影响造成严重地震灾害损失,需要加强防震减灾工作的区域。 地震重点危险区:未来一年或稍长时间内可能生5级以上地震的区域。 地震灾害:地震造成的人员伤亡、财产损失、环境和社会功能的破坏。 地震原生灾害:地震直接造成的灾害。
地震次生灾害源:产生地震次生灾害的设施和环境。如燃气管道、弹药库、水库、陡坡
地震对策:防御和减轻地震灾害的策略。
地震灾害预测:对未来地震可能造成的灾害做出估计。 地震灾害预防:避免和减轻地震灾害的防御性工作。 防震减灾:防御和减轻地震灾害。
重大建设工程:对社会有重大价值或者有重大影响的工程。主要指地震发生后,一旦遭到破坏会造成重大社会影响和国民经济重大损失的建设工程。 地震基本烈度:一个地区在未来一定时期内、一定场地条件和超越概率水平下可能遭遇的地震烈度。
地震烈度复核:采用最新基础资料和研究成果,对全国地震烈度区划图给出
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的某地地震基本烈度进行核实或修正。
地震区划:以地震烈度、地震动参数为指标,将国土可能遭受地震影响的危险程度划分成若干区域。
抗震设防要求:建设工程抗御地震破坏的准则和在一定风险水准下抗震设计采用的地震烈度或地震动参数。
地震危险性分析:用确定性方法或概率计算方法给出工程场地或某一区域在未来一定时间内可能遭遇的地震烈度或地震动参数值。
地震安全性评价:根据对建设工程场地和场地周围的地震活动与地震地质环境的分析,按照工程抗震设防的风险水准,给出与工程抗震设防要求相应的地震烈度和地震动参数,以及场地地震地质灾害预测结果。
抗震性能鉴定:检查现有工程的设计、施工质量和现状,按规定的抗震设防要求,对其在地震作用下的安全性进行评估。
抗震加固措施:为使现有建筑达到规定的抗震设防要求所采取的增强强度、提高延性、加强整体性和改善传力途径等措施。
抗震设计:对地震区的工程结构进行的一种专业设计。一般包括概念设计、结构抗震计算和抗震构造措施。
抗震设计规范:建设工程达到抗震设防要求所遵循的原则和具体技术性规定。
地震应急:破坏性地震发生前所做的各种应急准备以及地震发生后采取的紧急应急行动
地震应急预案:防止和减轻未来地震灾害的地震应急方案。
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地震灾情:地震造成的人员伤亡、经济损失以及对社会的影响等情况。 地震灾区:地震发生后,人民生命财产遭受损失、经济建设遭到破坏的区。 地震烈度评估:根据受地震影响地区的宏观和微观地震资料,确定该地区地震烈度。
地震灾害评估:对地震造成的灾害的程度做出评定与估计。
震后恢复与重建:使地震灾区的生产、生活和社会功能恢复基本正常以及对地震破坏的建(构)筑物、公共设施的修复与建设。
地震遗迹:地震留下的痕迹。包括震毁、震损或地震影响区域内完好的建筑物、构筑物及地震活动产生的地质、地形、地貌变动的痕迹等。 地震遗址:地震遗迹所在的地方。
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对于工程场地及附近范围场地为覆盖土层场地的情况,存在工程场地土层条件对地震动影响的问题,对此应进行场地地震反应分析计算,给出工程场地地表及所要求深度处的地震动,基于计算分析结果确定场地地表及所要求深度处的地震动参数。
场地地震反应分析计算的基本思路是:
A)以地震危险性分析所给出的自由基岩表面地震动参数值为目标,人工合成地震动时程,并确定场地地震反应分析计算的输入地震动。 B)建立与工程场地相对应的场地计算力学模型,如一维场地计算模型,二维场地计算模型或三维场地计算模型。
C)利用场地地震反应分析数值计算方法,计算工程场地在已知计算输入地震动情况下的反应,并给出场地地表和不同深度处的地震反应时程及相关反应谱和其它参数值。
D)综合评判多个钻孔场地力学模型和多个输入地震动时程样本组合情况的场地地震反应分析计算结果,以确定场地地震动参数值。综合评判通常采用对计算地震动反应谱值的平均拟合方法或外包络拟合方法。 E)根据评判结果确定场地地震动参数值。
(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,以作为工程结构动力反应分析计算的地震输入。
在场地地震反应分析计算输入地震动时程及场地震动时程的合成方面,工程实践中常用的方法是拟合反应谱的三角级数叠加法。该方法以给定的地震动参数值包括峰值加速度、加速度反应谱和时程强度包络函数为目标参数值,采用迭代调整技术合成满足一定拟合精度的地震动时程。对于I级工作,
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反应谱的拟合尖符合:在0.03-5.00s周期域内,反应谱周期点数不应少于75个,且应大体均匀分布于周期的对数坐标上,应给出不少于5条相互独立的基岩地震动时程;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,个数不得小于50个,控制点误差应小于5%,应给出三个以上相互独立的基岩地震动时程。 4.2 掌握表达地震动的参数
地震动参数:表征地震引起的地面运动的物理参数,包括地震动峰值、反应谱和持续时间。
地震动峰值:地表地震动过程的最大绝对值。
反应谱:一系列单自由度体系(具有不同自振周期,有相同阻尼比),在某一给定的地震动过程ag(t)作用下,各个体系的最大绝对加速度反应
Sa(Ti,?)(i?1,2,3,....,N)与自振周期的关系曲线,称为反应谱。同理也可以计算
相对速度Sv(T,?)、相对位移反应谱Sd(T,?)。假如将绝对加速度反应谱除以地震动加速度过程的最大绝对值,结果称为正规化加速度反应谱,也可以称为动力放大系数反应谱。
标准反应谱:我国和其他一些国家及地区的抗震设计规范中所给出的设计地震动反应谱称为标准反应谱。需要由地震动峰值加速度、放大系数反应谱平台值、第一拐点周期值、第二拐点周期值和下降段速度控制参数五个参数确定。
EPA/EPV/Tg:有效峰值加速度EPA为5%阻尼比加速度反应谱高频段(0.1-0.5s)的平均值除以2.5;有效峰值速度EPV为5%阻尼比速度反应谱在0.5-2.0s之间的平均值除以2.5。Tg?2?EPV目前对基岩上Tg的认识是,它EPA随着震级的增大而增大,也随着距离的增大而增大。我国的一些抗震规范在
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确定设计反应谱时,在同一烈度的条件下考虑了近震与远震对Tg的影响,因而这隐含着震级对Tg影响。
4.3 熟悉适用于不同类型工程的场地地震动参数选取原则
(1)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;
(2)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。
对于工程场地及附近范围场地为覆盖土层场地的情况,存在工程场地土层条件对地震动影响的问题,对此应进行场地地震反应分析计算,给出工程场地地表及所要求深度处的地震动,基于计算分析结果确定场地地表及所要求深度处的地震动参数。
4.4 掌握不同级别地震安全性评价工作基岩场地和土层场地地震动参数的确定方法;
自由基岩场地: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; II级或III级工作,应根据概率方法的结果确定场地地震动参数
土层场地: I级工作,场地地震反应分析计算分为以确定性地震危险性分析方法和概率地震危险性分析方法的计算地震动作为输入的两种情况,计算结果包括工程场地地表及所要求深度处的地震动参数值,如地震动峰值加速
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度、加速度反应谱(包括多阻尼谱)和时程强度包络函数值等。场地地震动参数值应根据反应计算结果综合确定。这里所指的综合确定方法包括: A)统一考虑上述两种情况的计算结果,对两种情况下不同的钻孔模型和输入地震动样本时程的计算场地地震动反应谱(包括地震动峰值)进行外包络拟合,并取外包络参数值作为场地地震动参数值。
B)分别考虑上述两种情况的计算结果,分别对每一种情况下不同钻孔场地力学模型和输入地震动样本时程的计算场地地震动反应谱进行外包络拟合,并取外包络谱参数值,分别作为场地地震动参数值。
II级和地震小区划工作,场地地震反应分析计算以概率地震危险性分析方法的计算地震动作为输入,计算结果包括工程场地地表及所要求深度处的地震动参数值,如地震动峰值加速度、加速度反应谱和时程强度包络函数参数值等。场地地震动参数值应根据反应计算结果确定,其确定方法为取对应不同的钻孔模型和输入地震动样本时程的计算场地地震动反应谱(包括地震动峰值)均值拟合谱参数值作为场地地震动参数值。地震小区划工作,小区划范围较大时,应根据场地地震反应所给出的小区划范围内不同位臵的场地地震动反应谱值(包括地震动峰值)的差异情况,确定不同分区范围及相应的场地地震动反应谱值(包括地震动峰值)。 4.5 掌握场地地震动反应谱规准化的目的和方法
目的:方便工程抗震设计使用,特别对于利用反应谱法进行抗震设计的工程,同时在一定程度上消除随机因素所造成的计算场地震反应谱谱值随周期剧烈变化的不合理性。
原则:加速度反应谱规准化形式往往以零周期值(即地震动峰值)、两个拐点周期值(即特征周期值)及平台高度值(即反应谱最大值)等几个参
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数来表示。
方法:在加速度反应谱规准化处理时,应充分理解每一个特定工程场地的地震、地质环境和场地条件的不同而导致的场地地震动之间的差异,在合理地拟合场地震动峰值加速度和加速度反应谱计算值的基础上,确定规准化加速度反应谱参数值,特别是反应谱的平台高度和特征周期。 6.5掌握不同级别地震安全性评价工作地震动时程合成的要求和方法; 对于I级工作,反应谱的拟合尖符合:在0.03-5.00s周期域内,反应谱周期点数不应少于75个,且应大体均匀分布于周期的对数坐标上,应给出不少于5条相互独立的基岩地震动时程;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,个数不得小于50个,控制点误差应小于5%,应给出3个以上相互独立的基岩地震动时程。 4.6 熟悉强度包络函数的确定方法
(1)强度包络函数应表现上升、平稳和下降三个阶段的特征 强度包络函数主要用于合成基岩地震动时程,以作为场地地震反应分析的输入,或根据场地相关谱合成场地地震动时程,用于工程结构的动力分析。 (2)应确定强度包络函数特征参数与震级、距离的关系
强度包络函数特征参数一般包括t1(上升段终止时间)、t2?t1(平稳段长度)、c(下降段衰减指数)等。强度包络函数上升段t1和平稳段t2?t1随着震级和距离的增加而增大。这些参数与震级、距离关系,一般用统计回归的方法确定。强度包络函数一般采用下式:
f1?(t/t1)2f3?e?c(t?t2)0?t?t1 t1?t?t2
f2?1
t?t2 25
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