场址最大可信地震动评估导则-随机有限断层法-编制说明.pdf

中国地震学会标准《场址最大可信地震动

评估导则-随机有限断层法》征求意见稿

编制说明

一编制的必要性

地震动参数的合理选择和正确的地震动输入方式是结构抗震安全评价的基础。由于震源

特征、地震波传播路径、传播介质、场地条件等因素的复杂性，致使地震动具有不可精确预

测性和不可重复性，因此地震动输入是结构抗震分析中最薄弱的一个环节。一般用于结构抗

震设计的地震动可以采用相似场地条件的实际地震动记录，但是，由于现有强震记录在区域

上分布不均匀，很难获得满足工程需求的实际记录，因此需要人工模拟得到适用于不同结构

和场地条件的地震动输入。目前，用于重要结构抗震设计的人工加速度时程是基于场地相关

加速度反应谱拟合得到的，其中作为拟合目标的地震加速度反应谱是基于概率的地震危险性

分析得到的一致概率反应谱（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）。

从近几年来包括日本“3.11”地震在内的几次灾难性地震震害分析来看，基于概率的地震

危险性分析方法中存在比较明显的弱点，其中最关键的问题是如何确定大震的复发周期。由

于大震的发生概率低，而对发生概率的低估会导致对灾害的低估，这是概率危险性计算中存

在的一个关键的不确定性的因素。此外，概率法中的衰减关系具有很大的不确定性。比如（1）

我国工程场地地震危险性分析中，地震动参数的衰减关系是由本地区的地震烈度与参考区的

烈度和地震动参数衰减关系转换得出的，该方法的基本假定是不同地区烈度衰减关系的差异

与地震动参数衰减规律的差异类同，对峰值加速度来说，由烈度衰减关系转换尚可接受，若

将其推广到地震动反应谱的每个周期分量的衰减规律上，在物理概念上难以理解；（2）由于

影响地震作用强度的因素很多，诸如震源情况、地震波的传播情况等，不同学者研究得到了

不同的统计模型，如我国工程常用的地震动衰减关系大多只描述特定震级条件下地震动参数

（幅值、频谱或持续时间）随距离的衰减规律，而美国NGA研究的衰减关系中除了充分考虑

了强震、近场条件下高频地震动分量的饱和现象，还同时考虑走滑、正断或逆断的断裂方式，

以及上盘效应等近场地震动特性等；（3）由于近场和大震的强震记录比较缺乏，基于缺乏近

场强震记录的地震动参数衰减关系也不适用于地震危险性受大震近场潜在震源区控制的地

区。

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再者，以统计模型为基础的一致概率反应谱，在参数预测过程中的震源模型基本是按点

源模型设置，无法反映地震波传播过程中的震源破裂过程、传播路径和场地条件等因素影响。

而对于特大地震来说，地震的破裂面往往可以达到上百公里，在近场大震情况下，近断层场

地的地震动主要受断层面上邻近的、局部的有限部分的影响，还受断层滑动方向、上下盘效

应等影响，此时若将破裂面视作点源模型，则无法体现出大震的近场特征。因此，对于地震

地质环境较为复杂的区域，对于受多条近场大震发震构造影响的场址，在确定场址地震动参

数时，就需要建立一种能够考虑实际震源破裂过程、传播路径及场地条件等因素的、且适合

于工程应用的地震动参数评价方法。

2018年颁布的《水工建筑物抗震设计标准》（GB52147-2018）明确规定“当发震断层距离

场址小于10km、震级大于7.0级时，亦研究近场大震中发震断层作为面源破裂的过程”，并且

需要考虑“最大可信地震”对场址设计参数产生的影响，其中最大可信地震是指目前已知或假

定的地壳构造框架下，有理由相信的已确定的断层或在地理上界定的地震构造区内发生的最

大地震。但在实际工程应用中，上述条文缺乏可操作性的规定。确定场址最大可信地震动参

数时，需要解决的主要问题是，采用面源破裂过程进行近场大震模拟时，如何选择合适的地

震动模拟方法，并在复杂的震源模型设置与计算效率之间找到平衡点；如何表征对未知地震

模拟时认知不确定性和模拟参数的随机不确定性等问题。为了解决上述问题，我们基于随机

有限断层法建立了一套适合于工程应用的地震动参数评价方法，该方法能够考虑场址发震构

造的复杂性，给出多层次、多风险水平的评价结果，为近场大震作用下结构抗震安全评价提

供合理的地震动参数。

为了便于实际工程应用中，尤其是大坝场址最大可信地震动参数的确定，需要制定出相

关的规范，对最大可信地震动计算的内容、步骤和方法进行说明。

二.主要过程

1任务来源

根据“十三五”国家重点研发计划课题“坝址地震动输入研究（2017YFC0404901）”的任

务要求，建立“确定坝址最大