中國(guó)地震安全性評(píng)價(jià)中天然強(qiáng)震記錄選取

冀 昆，溫瑞智，任葉飛

(中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所 地震工程與工程振動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 哈爾濱 150080)

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中國(guó)地震安全性評(píng)價(jià)中天然強(qiáng)震記錄選取

冀 昆，溫瑞智，任葉飛

(中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所 地震工程與工程振動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 哈爾濱 150080)

為解決目前中國(guó)地震安全性評(píng)價(jià)中天然強(qiáng)震記錄選取的問(wèn)題，基于條件均值目標(biāo)譜的概念，從中國(guó)地震安全性評(píng)價(jià)的已有結(jié)果出發(fā)，同時(shí)考慮震級(jí)、距離和地震動(dòng)離散性，對(duì)危險(xiǎn)性分析結(jié)果進(jìn)行設(shè)定地震解耦，構(gòu)建了反映結(jié)構(gòu)特征和地震動(dòng)特征的條件均值目標(biāo)譜，為天然強(qiáng)震記錄的選取提供匹配依據(jù).安全性評(píng)價(jià)實(shí)例的強(qiáng)震記錄結(jié)果表明,本文建議方法在保證選取物理意義與設(shè)定地震相符的前提下較好兼顧了全周期段的譜形匹配，均值偏差和離散性水平均較低.最后給出適用于中國(guó)地震安全性評(píng)價(jià)工作的天然強(qiáng)震記錄選取建議流程，所得結(jié)果可為結(jié)構(gòu)時(shí)程分析與抗震驗(yàn)算提供參考.關(guān)鍵詞: 安全性評(píng)價(jià)；天然強(qiáng)震記錄；設(shè)定地震；條件均值譜；強(qiáng)震記錄選取

地震安全性評(píng)價(jià)是根據(jù)建設(shè)工程場(chǎng)址周?chē)卣瓠h(huán)境調(diào)查、地質(zhì)條件勘測(cè)的結(jié)果，綜合評(píng)價(jià)和分析計(jì)算，最終按照工程類(lèi)型、性質(zhì)、重要性，科學(xué)合理地給出符合工程抗震設(shè)防要求的相應(yīng)地震動(dòng)參數(shù).中國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)于重大建設(shè)工程，必須進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià)，并根據(jù)該結(jié)果指導(dǎo)抗震設(shè)防.目前中國(guó)地震安全性評(píng)價(jià)工作一般以基于一致概率譜(UHS) 的人造地震動(dòng)作為基巖面輸入，采用一維土層等效線性化方法得到考慮場(chǎng)地反應(yīng)的地面人造地震動(dòng).但人造地震動(dòng)合成中包絡(luò)參數(shù)的確定和擬合尚沒(méi)有具體可靠的規(guī)定，這種不確定性導(dǎo)致地震安全性評(píng)價(jià)中給出不合理人造地震動(dòng)時(shí)程的問(wèn)題時(shí)有出現(xiàn)[1].而隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力時(shí)程分析的應(yīng)用日漸廣泛，選取天然強(qiáng)震記錄的需求變得越來(lái)越迫切.雖然現(xiàn)行規(guī)范GB 17741—2005《工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)》規(guī)定：“本地有強(qiáng)震動(dòng)記錄時(shí)，宜充分利用其合成適合工程場(chǎng)地的基巖地震動(dòng)時(shí)程”，但由于地震動(dòng)本身的不可重復(fù)性與隨機(jī)性，在待建工程場(chǎng)地附近很難找到滿足設(shè)防要求的天然強(qiáng)震記錄，目前中國(guó)工程場(chǎng)地安全性評(píng)價(jià)工作中鮮有提供天然強(qiáng)震記錄.

隨著國(guó)內(nèi)外強(qiáng)震記錄不斷積累和完善，為研究中國(guó)工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)中強(qiáng)震記錄選取提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù).現(xiàn)有的天然強(qiáng)震記錄選取及修改方法眾多，但基本思路一致：首先確定滿足設(shè)定地震參數(shù)的目標(biāo)譜，進(jìn)而在強(qiáng)震記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中尋找與目標(biāo)譜匹配程度滿足要求的結(jié)果.目標(biāo)譜是直接決定記錄選取結(jié)果是否合理的關(guān)鍵因素[2].不少學(xué)者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到安全性評(píng)價(jià)中的一致概率譜是若干設(shè)定地震事件綜合后得到的包絡(luò)結(jié)果，并無(wú)法代表真實(shí)的地震動(dòng)譜形，并不適合指導(dǎo)強(qiáng)震記錄選取[3-4].針對(duì)上述目標(biāo)譜存在的問(wèn)題，2011年Baker[5]同時(shí)考慮設(shè)定地震信息和地震動(dòng)固有的離散性，提出了條件均值譜(CMS)概念：從目標(biāo)結(jié)構(gòu)特性出發(fā)將一致概率譜分解為若干條件均值目標(biāo)譜的組合.條件均值目標(biāo)譜具有更窄的譜帶寬，更明確的物理意義和更合理的形狀，近幾年在國(guó)外得到了廣泛實(shí)踐[6].國(guó)內(nèi)學(xué)者也驗(yàn)證了基于條件均值目標(biāo)譜的選波結(jié)果在評(píng)估長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)響應(yīng)離散性方面上更加合理[7].

雖然條件均值目標(biāo)譜得到了不少學(xué)者的關(guān)注和青睞，但目前中國(guó)地震安全性評(píng)價(jià)工作中并沒(méi)有將地震動(dòng)離散性作為單獨(dú)參數(shù)予以考慮，因而該方法一直無(wú)法在中國(guó)實(shí)際應(yīng)用中推廣.為解決上述問(wèn)題，本文基于中國(guó)工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果給出設(shè)定地震信息解耦的思路方法；以某一工程場(chǎng)地作為案例，闡述解耦地震信息，構(gòu)建條件目標(biāo)譜和選取強(qiáng)震記錄的全過(guò)程；對(duì)比不同目標(biāo)譜選波結(jié)果差異后，給出適用于中國(guó)現(xiàn)行安評(píng)工作的天然強(qiáng)震記錄選取流程.

1 設(shè)定地震解耦

設(shè)定地震是條件均值目標(biāo)譜構(gòu)建以及強(qiáng)震記錄選取的基礎(chǔ).中國(guó)安全性評(píng)價(jià)工作給出的設(shè)定地震信息僅包含震級(jí)和震中距兩個(gè)參數(shù)，主要用于標(biāo)定人造地震動(dòng)包絡(luò)函數(shù).實(shí)際觀測(cè)得到的強(qiáng)震記錄表明，即使同一震級(jí)，同一震中距下的地震動(dòng)記錄，其反應(yīng)譜值都可能相差甚巨，這種地震動(dòng)自身的離散性會(huì)直接影響后面強(qiáng)震記錄選取和結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析的結(jié)果.

McGuire[8]于1995年最先提出了依據(jù)概率地震危險(xiǎn)性分析(PSHA)結(jié)果解耦設(shè)定地震的思路，在這一過(guò)程中引入了地震動(dòng)離散性參數(shù).所謂解耦，就是從危險(xiǎn)性分析的結(jié)果出發(fā)，反推出同時(shí)滿足地震活動(dòng)性，潛源分布空間相容性的地震參數(shù)組合的貢獻(xiàn)比例.這種解耦的思路和結(jié)果已廣泛應(yīng)用于國(guó)外工程實(shí)踐，是其工程強(qiáng)震記錄選取的重要初選依據(jù).美國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(ASCE/SEI-7)[9]中已經(jīng)明確要求時(shí)程分析所選用的地震記錄應(yīng)以該解耦結(jié)果得到的最可信地震(MCE)為基礎(chǔ)，歐洲抗震規(guī)范(Europe-8)[10]、新西蘭抗震規(guī)范(NZS)[11]等同樣規(guī)定在強(qiáng)震記錄選取時(shí)應(yīng)以該設(shè)定地震條件為初步篩選條件.

1.1 標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)ε

標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)ε定義為某設(shè)定地震下反應(yīng)譜目標(biāo)值與地震動(dòng)衰減關(guān)系均值之間的差值，用標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)度量，通常用來(lái)表征地震動(dòng)離散性.

(1)

式中：(M，R)為設(shè)定地震的震級(jí)-震中距組合，lnSa(T)為周期點(diǎn)T處的目標(biāo)反應(yīng)譜值，μlnSa(T)和σlnSa(T)為地震動(dòng)衰減關(guān)系在設(shè)定地震下的周期點(diǎn)T的均值和標(biāo)準(zhǔn)差.Baker等[12-13]認(rèn)為，標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)ε反映了目標(biāo)譜值與衰減關(guān)系中值在周期點(diǎn)T的差別程度，對(duì)地震記錄的反應(yīng)譜形狀具有重要影響.若ε為正，表明目標(biāo)周期處的目標(biāo)值要大于衰減關(guān)系中值，而其他周期點(diǎn)處的反應(yīng)譜值則要趨近于衰減關(guān)系中值，于是在周期點(diǎn)T形成一個(gè)“波峰”；反之，對(duì)于ε為負(fù)的反應(yīng)譜，會(huì)在T處形成“波谷”.

1.2 基于PSHA結(jié)果解耦思路

依據(jù)待建結(jié)構(gòu)特征和危險(xiǎn)性分析得到的一致概率譜，確定對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)(IM, intensity measurement)目標(biāo)值IMtarget，一般選取目標(biāo)結(jié)構(gòu)自振周期T1處的一致概率譜值.該目標(biāo)值的超越概率為

(2)

式中：n為主要貢獻(xiàn)潛源的個(gè)數(shù)；vi為第i個(gè)潛在震源區(qū)的地震年平均發(fā)生率，取決于該潛源所在的地震帶；fM(m)、fR(r)和fε(ε)分別為震級(jí)、震中距和標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)的概率密度函數(shù).

將式(2)中變量離散化后的概率表達(dá)式為

(3)

式中：N1、N2、N3分別為震級(jí)、震中距和標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)的分檔數(shù)；PM(mj)為某潛源內(nèi)震級(jí)為mj檔的概率[14]，震級(jí)分檔時(shí)應(yīng)當(dāng)符合該潛源的震級(jí)上下限約束；將該潛源均勻離散為若干個(gè)微元后，各個(gè)距離檔的微元個(gè)數(shù)與微元總數(shù)之比即為某潛源內(nèi)震中距為rk檔的概率PR(rk)；地震動(dòng)衰減關(guān)系的殘差可認(rèn)為服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，由正態(tài)分布概率密度函數(shù)積分即可得到標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)在εh檔的概率Pε(εh).

P(IM≥IMtarget|mj,rk,εh)計(jì)算式為

P(IM≥IMtarget|mj,rk,εh)=

(4)

根據(jù)貝葉斯全概率公式，目標(biāo)值條件下各個(gè)(mj，rk，εh)組合的條件概率P(mj,rk,εh|IM≥IMtarget)如式(5)所示，該條件概率即各設(shè)定地震對(duì)目標(biāo)值的貢獻(xiàn)比例，是解耦最終得到的結(jié)果.

(5)

上述分析過(guò)程表明，解耦所依據(jù)的目標(biāo)值可是任意一個(gè)特定周期點(diǎn)的加速度反應(yīng)譜值，具體的周期點(diǎn)由目標(biāo)結(jié)構(gòu)決定.

1.3 工程實(shí)例分析

通過(guò)一個(gè)工程場(chǎng)地安全性評(píng)價(jià)實(shí)例說(shuō)明設(shè)定地震解耦的過(guò)程(數(shù)據(jù)來(lái)源《港清三線輸氣管道工程地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》).工程場(chǎng)址和所在區(qū)域主要潛源空間位置分布見(jiàn)圖1，涉及的潛源所屬地震帶均為華北平原地震帶，地震活動(dòng)參數(shù)a值為3.79，b值為0.83；地震動(dòng)衰減關(guān)系采用在中國(guó)地震安全性評(píng)價(jià)工程中廣泛使用的霍俊榮(1989)衰減關(guān)系[15].主要4個(gè)潛源對(duì)應(yīng)的震級(jí)上限以及空間分布函數(shù)列于表1，工程場(chǎng)址和所在區(qū)域主要潛源空間位置分布見(jiàn)圖1，安全性評(píng)價(jià)中通過(guò)概率危險(xiǎn)性分析得到的50 a超越概率2%、10%的一致概率譜見(jiàn)圖2.

依據(jù)主要潛源的震級(jí)上下限和空間范圍，確定震級(jí)分檔范圍為[4.5～8]，以0.5為分檔間隔，每檔震級(jí)的中值作為該檔震級(jí)的代表值；震中距r范圍為[1～100 km]，以5 km作為分檔間隔；標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)ε區(qū)間為[-3～3].假設(shè)待建目標(biāo)結(jié)構(gòu)的自振周期為1.0 s，以加速度譜值Sa(T=1.0 s)為目標(biāo)值進(jìn)行設(shè)定地震解耦，見(jiàn)圖2.依據(jù)式(2)～(5)計(jì)算各個(gè)潛源下各個(gè)可能設(shè)定地震事件的貢獻(xiàn)比例.

圖1 工程場(chǎng)址及所在區(qū)域主要影響潛源劃分

Fig.1 Potential source distribution and location of target site

圖2 不同超越概率下的一致概率譜

Fig.2 Uniform spectrum for different exceeding probability

表1 主要潛源震級(jí)上下限以及空間分布函數(shù)

將各個(gè)潛源的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行綜合疊加后，得到設(shè)定地震事件(M-R-ε)的貢獻(xiàn)比例分布見(jiàn)圖3.用不同位置帶顏色的三維柱狀圖表示設(shè)定地震組合，x軸代表震級(jí)，y軸代表震中距，柱高度代表該事件對(duì)目標(biāo)值的貢獻(xiàn)比例，標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)用顏色表示，柱高為0表明該事件對(duì)目標(biāo)值沒(méi)有貢獻(xiàn).各工況下的主要貢獻(xiàn)地震集中在M=5.75～6.25，R=15～35 km的區(qū)域內(nèi)，對(duì)應(yīng)的是36號(hào)和29號(hào)潛源，見(jiàn)圖1；30號(hào)潛源雖然距目標(biāo)場(chǎng)地較近，但由于震級(jí)上限僅為6.0，對(duì)解耦目標(biāo)并沒(méi)有顯著貢獻(xiàn)，不同解耦目標(biāo)下的結(jié)果差異主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)上.

在求解出各可能地震事件的貢獻(xiàn)比例后，設(shè)定地震的設(shè)定思路有兩種：最大貢獻(xiàn)地震和平均影響地震.最大貢獻(xiàn)地震定義為貢獻(xiàn)比例最大的(M-R-ε)組合；平均影響地震則是將每個(gè)可能的設(shè)定地震組合按照貢獻(xiàn)比例進(jìn)行加權(quán)平均得到的結(jié)果.最大貢獻(xiàn)地震和平均影響地震均為危險(xiǎn)性分析解耦的重要產(chǎn)出.通常當(dāng)近、遠(yuǎn)場(chǎng)同時(shí)出現(xiàn)高貢獻(xiàn)比例的設(shè)定地震組合時(shí)，應(yīng)當(dāng)給出不同區(qū)域?qū)?yīng)的最大貢獻(xiàn)地震作為設(shè)定地震[8].而本文的主要貢獻(xiàn)地震事件所在區(qū)域相對(duì)較為集中，為全面考慮整個(gè)潛源區(qū)內(nèi)所有微元對(duì)場(chǎng)地的影響特征，宜采用平均影響地震作為設(shè)定地震.

不同超越概率的最大貢獻(xiàn)地震與平均影響地震結(jié)果列于表2，震級(jí)、震中距結(jié)果很接近，差異主要集中在標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)上，這從另一個(gè)角度說(shuō)明了僅靠震級(jí)和震中距并不足以完全描述設(shè)定地震，衰減關(guān)系離散性對(duì)結(jié)果的影響不可忽視.正如陶夏新等[16]指出的，PSHA中的目標(biāo)值已是進(jìn)行過(guò)不確定性校正的結(jié)果，如果直接借助衰減關(guān)系均值反推設(shè)定地震(M,R)，得到的結(jié)果很容易與地震環(huán)境自相矛盾.

圖3 50 a不同超越概率下設(shè)定地震(M-R-ε)的解耦結(jié)果及最大貢獻(xiàn)地震

Tab.2 Maximum contribution and median contribution earthquake scenario forSa(T=1.0 s)

超越概率最大貢獻(xiàn)地震平均影響地震MR/kmε貢獻(xiàn)比例/%MR/kmε50a2%6.25312.0～3.019.56.3931.822.0450a10%6.25311.0～1.515.76.3435.421.22

2 強(qiáng)震記錄選取

2.1 條件均值譜

條件均值譜是以某超越概率下的目標(biāo)周期反應(yīng)譜值Sa(T*)為條件，利用地震動(dòng)衰減關(guān)系和相關(guān)系數(shù)公式計(jì)算非目標(biāo)周期處Ti的反應(yīng)譜值，從而推導(dǎo)出在整個(gè)周期段符合真實(shí)譜形規(guī)律的反應(yīng)譜，構(gòu)造公式為

(6)

式中：(M*-R*-ε(T*))為解耦得到的設(shè)定地震；ρ(Ti,T*)為ε(Ti)和ε(T*)的相關(guān)系數(shù)，采用的是基于NGA-West1數(shù)據(jù)庫(kù)擬合得到的經(jīng)驗(yàn)公式[17]，適用范圍0.01～10.0 s；μlnSa(Ti)為設(shè)定地震(M*,R*)條件下，地震動(dòng)衰減關(guān)系在周期點(diǎn)Ti處的反應(yīng)譜中值；σ(Ti)為對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差.由式(6)可知，條件均值譜介于一致概率譜和衰減關(guān)系均值之間；周期Ti與T*越遠(yuǎn)，ε(Ti)和ε(T*)的相關(guān)性越低，條件反應(yīng)譜值越接近衰減關(guān)系的譜均值，否則條件反應(yīng)譜值越接近一致概率譜值.

基于前文解耦結(jié)果構(gòu)建的條件均值目標(biāo)譜見(jiàn)圖4，在目標(biāo)周期處，條件反應(yīng)譜均值與目標(biāo)值一致，隨著周期點(diǎn)遠(yuǎn)離目標(biāo)周期點(diǎn)，條件均值目標(biāo)譜逐漸偏離一致概率譜.從整個(gè)周期來(lái)看，一致概率譜整體偏于保守，這種差異在長(zhǎng)周期表現(xiàn)得尤為顯著.

圖4 一致概率譜，條件均值目標(biāo)譜與衰減關(guān)系均值譜對(duì)比

2.2 強(qiáng)震記錄選取

分別選取50 a超越概率2%下Sa(T=1.0 s)的條件均值譜(CMS)、一致概率譜(UHS)作為目標(biāo)譜進(jìn)行強(qiáng)震記錄選取.強(qiáng)震記錄數(shù)據(jù)庫(kù)采用的是目前廣泛用于工程科研實(shí)踐且地震信息全面可靠的美國(guó)NGA-West1強(qiáng)震記錄數(shù)據(jù)庫(kù).首先結(jié)合設(shè)定地震信息對(duì)震級(jí)、震中距以及場(chǎng)地條件等重要地震信息參數(shù)加以初選.震級(jí)范圍為設(shè)定地震震級(jí)±0.5，即M5.7～M6.7；考慮到實(shí)際潛源分布和場(chǎng)地的相對(duì)位置，以震中距10～100 km為記錄篩選范圍；由于在PSHA計(jì)算過(guò)程中包括后面的解耦過(guò)程中所用的衰減關(guān)系均沒(méi)有考慮場(chǎng)地的土層放大，只適用于基巖場(chǎng)地，故規(guī)定待選記錄的臺(tái)站場(chǎng)地VS30(30 m覆蓋土層平均剪切波速)不得低于550 m/s.按上述要求進(jìn)行震級(jí)、震中距、場(chǎng)地條件篩選后，對(duì)滿足條件的加速度記錄以Sa(T=1.0 s)作為目標(biāo)值進(jìn)行線性放縮，調(diào)幅系數(shù)范圍為0.5～2.0倍.最后計(jì)算所有滿足條件記錄與目標(biāo)譜在全周期段的最小均方差，選取全部數(shù)據(jù)庫(kù)中均方差值最小的前7條記錄作為最終選取結(jié)果.這兩種不同目標(biāo)譜下的選波結(jié)果見(jiàn)圖5，用選波結(jié)果平均反應(yīng)譜與目標(biāo)譜的相對(duì)誤差評(píng)價(jià)匹配結(jié)果在各個(gè)周期點(diǎn)的準(zhǔn)確性，用選波結(jié)果在各個(gè)周期點(diǎn)對(duì)數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)差評(píng)價(jià)離散性.

圖5 不同目標(biāo)譜下的選波結(jié)果

由圖5可見(jiàn)，基于CMS目標(biāo)譜的選取結(jié)果在絕大多數(shù)周期段相對(duì)誤差保持20%以?xún)?nèi)，僅在5.0 s之后的相對(duì)誤差超過(guò)了20%，最大相對(duì)誤差低于30%，對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差在0.4以?xún)?nèi)，均值和離散性的匹配結(jié)果均令人滿意.而基于UHS目標(biāo)譜的選取結(jié)果，在周期高于3.0 s后選取結(jié)果平均反應(yīng)譜已明顯低于目標(biāo)譜，最大誤差達(dá)到50%，而且長(zhǎng)周期處的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差達(dá)到了0.6.從選波結(jié)果的地震信息來(lái)看，基于UHS目標(biāo)譜所選記錄的震中距整體偏近，7條記錄中一半以上的震中距低于15 km，與設(shè)定地震信息有明顯差距，也不滿足實(shí)際的潛源分布位置.而基于CMS目標(biāo)譜的選取結(jié)果地震信息整體上與目標(biāo)值吻合較好，震級(jí)與震中距均值與設(shè)定地震目標(biāo)很接近.

3 地震動(dòng)選取建議流程

將前文基于中國(guó)地震安全性評(píng)價(jià)PSHA分析結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)震記錄選取的整體流程概括整理為圖6：首先，圍繞待建結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)對(duì)PSHA結(jié)果進(jìn)行解耦，整理計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的設(shè)定地震信息(M-R-ε)；然后，利用設(shè)定地震信息對(duì)備選強(qiáng)震記錄進(jìn)行地震動(dòng)特性方面的篩選后，構(gòu)建條件均值目標(biāo)譜進(jìn)行強(qiáng)震記錄匹配.這一選取流程在解耦、篩選記錄、目標(biāo)譜構(gòu)建的整個(gè)過(guò)程均兼顧了結(jié)構(gòu)特性和地震動(dòng)離散性，選取結(jié)果作為基巖地震動(dòng)輸入進(jìn)行土層反應(yīng)計(jì)算后可用于待建結(jié)構(gòu)的時(shí)程分析或設(shè)計(jì)驗(yàn)算中，避免了傳統(tǒng)流程中構(gòu)建規(guī)范譜和重復(fù)匹配引入的誤差.

圖6 中國(guó)地震安全性評(píng)價(jià)的天然地震動(dòng)選取建議流程

Fig.6 Suggested procedure of recordings selection for Chinese seismic safety evaluation work

4 結(jié) 論

1)基于中國(guó)地震安全性評(píng)價(jià)PSHA的結(jié)果實(shí)現(xiàn)了同時(shí)考慮震級(jí)、震中距、標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)的地震信息解耦，將各主要潛源離散化得到各個(gè)可能的設(shè)定地震(M-R-ε)組合對(duì)目標(biāo)值的貢獻(xiàn)，得到最大貢獻(xiàn)地震和平均影響地震，為構(gòu)建目標(biāo)譜和選取強(qiáng)震記錄提供考慮結(jié)構(gòu)特性與離散性的設(shè)定地震信息.

2)在中國(guó)安全性評(píng)價(jià)解耦結(jié)果的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了目前在國(guó)外已得到廣泛認(rèn)可和應(yīng)用的條件均值譜.依據(jù)該目標(biāo)譜選取得到的強(qiáng)震記錄結(jié)果在地震信息、均值和離散性上均較理想.

3)在中國(guó)地震安全性評(píng)價(jià)現(xiàn)有工作基礎(chǔ)上，作為對(duì)人造地震動(dòng)時(shí)程的補(bǔ)充，提出了一套具有操作性的天然強(qiáng)震記錄選取流程，可與中國(guó)現(xiàn)有安全性評(píng)價(jià)工作較好銜接.

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(編輯 趙麗瑩)

Real strong ground-motion selection for Chinese seismic safety evaluation work

JI Kun, WEN Ruizhi, REN Yefei

(Key Laboratory of Earthquake Engineering and Engineering Vibration, Institute of Engineering Mechanics,China Earthquake Administration, Harbin 150080,China)

To select real strong motions for Chinese seismic safety evaluation work, we disaggregated the result of Chinese seismic safety evaluation work into specified earthquake scenarios considering magnitude, distance and earthquake variation, and then the condition median spectrum was constructed as strong motion selection target. The results based on conditional mean spectrum was compared with uniform spectrum matching result for a real safety evaluation project. The comparison result indicates that the result from the proposed method is consistent with target earthquake scenario, and the proposed method preforms better in matching spectrum shape within the whole period. Finally, a practical real ground motion selection method was proposed for Chinese seismic safety evaluation work.

seismic safety evaluation; real strong ground motions; earthquake scenario; conditional mean spectrum; strong ground motion selection

10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.026

2015-08-25

地震行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)(201508005); 黑龍江省科學(xué)基金(LC2015022)；國(guó)家自然科學(xué)基金(51308515)

冀 昆(1990—)，男，博士研究生； 溫瑞智(1968—)，男，研究員，博士生導(dǎo)師

溫瑞智，ruizhi@iem.ac.cn

P315.9

A

0367-6234(2016)12-0183-06