基于設(shè)定地震確定非基巖場(chǎng)地彈塑性驗(yàn)算輸入地震動(dòng)探討

E-mail：jingxu@chinansc.cn。

荊旭1,2

(1.中國(guó)地震局地球物理研究所, 北京 100081； 2.環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心，北京 100082)

摘要：對(duì)非基巖場(chǎng)地的甲類建筑彈塑性驗(yàn)算輸入地震動(dòng)中存在的問(wèn)題進(jìn)行討論，探討基于設(shè)定地震確定彈塑性驗(yàn)算輸入地震動(dòng)的方法。以某設(shè)施廠址為例，采用修改后的概率地震危險(xiǎn)性公式計(jì)算潛源對(duì)工程廠址的影響。按照震級(jí)(M)-距離(R)-衰減關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)(ε)組合，對(duì)概率地震危險(xiǎn)性分析結(jié)果進(jìn)行分解，將三元變量(M,R,ε) 的均值或眾值計(jì)算的反應(yīng)譜定義為設(shè)定地震動(dòng)，并根據(jù)設(shè)定地震及其反應(yīng)譜，選取實(shí)際地震動(dòng)記錄近似模擬地震動(dòng)的離散；采用隨機(jī)生成的土層模型進(jìn)行地震響應(yīng)分析，最終給出土層地表設(shè)定地震動(dòng)的期望值作為輸入地震動(dòng)。

關(guān)鍵詞：概率地震危險(xiǎn)性分析； 設(shè)定地震； 場(chǎng)地響應(yīng)； 不確定性

收稿日期：2014-08-11

基金項(xiàng)目：國(guó)家重大科技專項(xiàng)子課題 (2013zx06002001-09)；科技部國(guó)家軟科學(xué)研究計(jì)劃(2013GXS4B075)

作者簡(jiǎn)介：荊旭(1983-)，男，北京順義人，在讀博士研究生，工程師，主要從事核工程地震危險(xiǎn)性分析研究。

中圖分類號(hào):P315.9文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0890

Determination of Input Ground Motion at a Non-rock Site for

Elastoplastic Analysis Based on a Scenario Earthquake

JING Xu1, 2

(1.InstituteofGeophysics,CEA,Beijing100081,China; 2.NuclearandRadiationSafetyCenter,MEP,Beijing100082,China)

Abstract：Acceleration time histories have a significant impact on the safety evaluation of key structures because earthquake duration and loading process contribute significantly to uncertainty in structural analysis. Thus, determining acceleration time histories for time history response analysis is a significant practical problem, particularly for non-rock sites. Epsilon (ε) is the number of standard deviations by which the ground motion is above or below the median-predicted motion for the attenuation relationship. This study clarified the role of ε in determining a scenario earthquake to obtain acceleration time histories. As an example, the seismic hazard at a real site is disaggregated into its contributions from discrete variables (M, R, ε) to determine a scenario earthquake. M is the surface wave magnitude and R is the projected epicentral distance along the minor axis of the equivalent ellipse. The target peak ground acceleration (PGA) and a consistent spectrum for the rock site with a 2% probability of exceedance in 50 years using probabilistic seismic hazard analysis were obtained. As the earthquake ground motion at the site increased, the number of potential seismic sources contributing to the probability of exceedance decreased. The fifth potential seismic source dominated the seismic hazard at the real site, given that the target probability of exceedance in 50 years is 2%, so the scenario earthquake was located in this potential seismic source. A sample space formed of M, R, and ε that may generate a PGA greater than or equal to the target PGA at the site was constructed. Thus, the normalized probability of the exceedance of the target PGA is the joint distribution of M, R, and ε. The mean and mode of M, R, and ε are the expected and the most likely event in the sample space, respectively. As the site is located near the geometrical center of the fifth potential seismic source, high-magnitude, near-field seismic events are a major contribution to the seismic hazard at the site. The predictive PGA of the mean and mode of M, R, and ε were computed using an attenuation relationship: the values are significantly larger than those of the target PGA. The difference between the mean/mode response spectra of M, R, and the target spectrum is obvious, especially for the acceleration response at low natural frequencies. For the computed response spectrum of the scenario earthquake fitted to the target PGA and consistent spectrum, the sample space was adapted so that the PGA of M, R, and ε computed from the attenuation relationship was approximately the same as the target PGA. Strong ground motion records were obtained from the NGA database based on the scenario earthquake for use in simulating aleatory uncertainty in rock ground motion. Stochastically generated soil profiles were used to investigate the uncertainty of the dynamic characteristics of soil and shear-wave velocity testing results. The strong ground motion records were combined with the soil profiles to create input files that were used to perform an equivalent linear site response analysis, which included an assessment of uncertainty in the amplification factor. Here, the amplification factor is the ratio between the response spectrum of soil surface acceleration and that of rock acceleration time histories. Thus, the distribution of the amplification factor of the spectrum was obtained. The response spectrum of the scenario earthquake was multiplied by the estimated amplification factor to act as the soil surface acceleration response spectrum. Although the scenario earthquake is neither the expected nor most probable event, its seismic influence field at the site exceeds the target PGA. By taking into account both the target PGA and consistent spectrum, in which all of the events in the fifth potential seismic source will generate ground motion at the site, the safety of important structures can be achieved.

Key words： probabilistic seismic hazard analysis (PSHA); scenario earthquake; site response; uncertainty

0引言

輸入地震動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)影響顯著,根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)的要求，甲類建筑需要采用彈塑性時(shí)程分析方法計(jì)算罕遇地震下結(jié)構(gòu)的變形[1-2]。在確定非基巖場(chǎng)地甲類建筑的輸入地震動(dòng)時(shí)程時(shí)，需要同時(shí)考慮基巖地震動(dòng)和場(chǎng)地性質(zhì)的不確定性。控制工程場(chǎng)地基巖地震危險(xiǎn)性的地震稱為設(shè)定地震(Scenario earthquake)， 通常以震級(jí)(M)及其與工程場(chǎng)地的距離(R)來(lái)表示。確定設(shè)定地震的基準(zhǔn)可以是烈度、有效峰值加速度(EPA)、峰值加速度(PGA)或加速度反應(yīng)譜(Sa(f,ζ))[3-4]。

在我國(guó)的水電工程實(shí)踐中，通常以選擇貢獻(xiàn)最大的潛源和最高的發(fā)生概率為原則，綜合考慮發(fā)震構(gòu)造的分布特征，從滿足峰值加速度(PGA)條件的震級(jí)(M)-距離(R)組合中選擇設(shè)定地震[5-6]。由于一致概率譜綜合了區(qū)域內(nèi)不同震級(jí)-距離組合對(duì)場(chǎng)點(diǎn)的影響，單個(gè)地震的反應(yīng)譜可能無(wú)法在整個(gè)周期范圍內(nèi)都不低于一致概率譜。也有專家建議以Sa(1 Hz,0.05)和Sa(10 Hz,0.05)為基準(zhǔn)，以各自的超越概率為權(quán)重，取其加權(quán)平均值作為設(shè)定地震[7]。但在上述研究中，均未考慮衰減關(guān)系不確定性的影響，或者說(shuō)僅采用了衰減關(guān)系的中值進(jìn)行設(shè)定地震影響評(píng)價(jià)。對(duì)此，陶夏新[8]在相關(guān)研究中提出衰減關(guān)系不確定性校正對(duì)概率地震危險(xiǎn)性(PSHA)結(jié)果存在較大影響，并建議選擇與設(shè)防加速度對(duì)應(yīng)的未校正加速度，以其地震危險(xiǎn)性貢獻(xiàn)分布為依據(jù)來(lái)確定設(shè)定地震，但該研究仍未完全說(shuō)明衰減關(guān)系不確定性校正對(duì)設(shè)定地震的影響。McGuire和Bazzurro[9-10]在研究設(shè)定地震時(shí)，以震級(jí)(M)-距離(R)-衰減關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)(ε)組合的超越概率為權(quán)重，建議取加權(quán)平均值或眾值作為設(shè)定地震，能夠保證用衰減關(guān)系計(jì)算的Sa(f,ζ)不低于目標(biāo)Sa(f,ζ)[9-10]。Barani[11]在意大利地震動(dòng)區(qū)劃圖項(xiàng)目中應(yīng)用了該方法，確定了不同區(qū)域場(chǎng)點(diǎn)的設(shè)定地震。

本文擬對(duì)確定設(shè)定地震的方法進(jìn)行探討，為了合理估計(jì)衰減關(guān)系不確定性校正對(duì)設(shè)定地震的作用和影響，提出采用直接校正的方法,對(duì)于給定的地震動(dòng)水平，選擇對(duì)該地震動(dòng)超越概率貢獻(xiàn)起控制作用的潛源，以該潛源內(nèi)的M-R-ε組合的超越概率為依據(jù)來(lái)確定基巖設(shè)定地震動(dòng)。根據(jù)基巖設(shè)定地震動(dòng)從NGA數(shù)據(jù)庫(kù)中選取實(shí)際記錄，反映地震動(dòng)的不確定性；為了表征土層動(dòng)力特性和剪切波速的不確定性，根據(jù)動(dòng)力特性和剪切波速的分布，隨機(jī)生成土層剖面模型。結(jié)合地震動(dòng)記錄和土層剖面模型進(jìn)行場(chǎng)地響應(yīng)分析，獲取反應(yīng)譜放大系數(shù)的分布。

1地震危險(xiǎn)性分解

彈塑性驗(yàn)算輸入地震動(dòng)的年平均超越概率是較低的(約4e-4)。在這一前提下，潛源內(nèi)發(fā)生的地震對(duì)工程場(chǎng)點(diǎn)的影響A,超過(guò)給定地震動(dòng)水平a的年平均概率P可以近似表達(dá)為：

其中:I為示性函數(shù);Mi、Rj,εk分別為變量M、R、ε的不同分布區(qū)間；P(M∈Mi、R∈Rj,ε∈εk)是三元變量(M,R,ε)的離散分布函數(shù)。

需要說(shuō)明的是，變量R為表征地震到工程場(chǎng)點(diǎn)的距離，不同衰減關(guān)系中采用了多種不同的定義。地震動(dòng)衰減關(guān)系的一般形式如下：

其中:A是地震動(dòng)參數(shù);c1～c6為回歸系數(shù);σ為lg(A)的標(biāo)準(zhǔn)差；ε為σ的系數(shù)，服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。

在我國(guó)的地震危險(xiǎn)性分析工作中，衰減關(guān)系多采用橢圓模型。在計(jì)算地震對(duì)工程場(chǎng)點(diǎn)的影響時(shí)，除震級(jí)和震中距以外還需要考慮長(zhǎng)短軸方向。因此，R定義為震中距在短軸方向的投影，M為面波震級(jí)MS。

令Pi,j,k為歸一化后的超越概率，由式(1)可知，在由對(duì)場(chǎng)點(diǎn)影響不小于給定地震動(dòng)的M-R-ε組合形成的樣本空間上，Pi,j,k是變量M,R,ε的聯(lián)合分布。利用聯(lián)合分布函數(shù)就可以導(dǎo)出二元變量和單變量的邊際分布，觀察邊際分布的特征可以直觀地了解場(chǎng)點(diǎn)地震危險(xiǎn)性的來(lái)源。同時(shí)，三元變量(M,R,ε)的期望或眾值計(jì)算的地震動(dòng)均不低于目標(biāo)地震動(dòng)，可作為確定設(shè)定地震的參考。

2設(shè)定地震確定

隨著地震動(dòng)水平的增大，對(duì)其超越概率有貢獻(xiàn)的潛在震源區(qū)會(huì)逐漸減少。圖1為某一工程場(chǎng)點(diǎn)在預(yù)定PGA為50gal時(shí)，對(duì)其超越概率有貢獻(xiàn)的潛在震源區(qū)分布圖。其中1～3號(hào)潛在震源區(qū)屬于祁連—六盤(pán)山地震帶，4～6號(hào)潛在震源區(qū)屬于龍門(mén)山地震帶。地震帶的地震活動(dòng)性參數(shù)見(jiàn)表1，各潛在震源區(qū)的空間分布函數(shù)見(jiàn)表2。

圖1　廠址和潛在震源區(qū)劃分方案 Fig.1　Site and seismic source zones

地震帶bV4Mu祁連山—六盤(pán)山帶0.5402.108.5龍門(mén)山帶0.7284.768.0

表 2　主要潛在震源區(qū)的空間分布函數(shù)

采用西部地區(qū)地震動(dòng)衰減關(guān)系，其中 PGA衰減的回歸系數(shù)和對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差見(jiàn)表3 [12]。

某工程場(chǎng)點(diǎn)50年超越概率2%的PGA為327 gal，各潛源的超越概率分別為4.37e-7, 0, 0, 9.91e-9, 4.03e-4, 1.02e-7。顯然，5號(hào)潛源對(duì)工程場(chǎng)點(diǎn)的地震動(dòng)影響起控制作用。在計(jì)算5號(hào)潛源對(duì)工程場(chǎng)點(diǎn)的影響時(shí)，dM為0.2MS，dR為1 km,dε為0.3，ε的取值范圍為[-3.15, 3.15]。滿足對(duì)場(chǎng)點(diǎn)影響不低于目標(biāo)PGA值的M,R,ε的邊際分布如圖2所示。

由圖2可知，ε主要分布在區(qū)間[0.45,1.95]內(nèi)，M主要分布在區(qū)間[6.8, 7.5](MS)內(nèi)，R主要分布在區(qū)間[0,21](km)內(nèi)。根據(jù)邊際分布可知，M、R、ε的均值和眾值分別為

圖2　變量ε、M、 R的邊際分布 Fig.2　 Margin distribution of ε，M and R

(7.06, 7.3)、(8.03, 0.5)、(1.29, 1.2)。將單變量M,R,ε的均值和眾值組合代入衰減關(guān)系，計(jì)算出的PGA分別為865gal和1 698gal。

滿足對(duì)場(chǎng)點(diǎn)影響不低于目標(biāo)PGA值的二元變量(M,R)的邊際分布如圖3所示。由圖3可知，二元變量(M,R)主要分布在平面[6.3, 7.5] ×[0, 30]內(nèi)，根據(jù)邊際分布可知，二元變量(M,R)的均值和眾值分別為(6.6, 8.0)、(5.9, 0.5)。為了使PGA近似等于目標(biāo)值327gal，則相應(yīng)的ε 值分別為0.12和-0.66。

圖3　二元變量(M,R)的邊際分布 Fig.3　Margin distribution of binary variables (M,R)

將二元變量(M,R)的均值和眾值帶入衰減關(guān)系，根據(jù)目標(biāo)PGA值調(diào)整ε,其5%阻尼比的反應(yīng)譜與一致概率譜(UHRS)的對(duì)比情況如圖4所示。其中二元變量(M,R)的均值(6.6, 8.0)，在ε等于0.12的條件下，代入衰減關(guān)系計(jì)算出的反應(yīng)譜為二元均值(Bimean)譜;二元變量(M,R)的眾值(6.6,8.0)，在ε等于-0.66的條件下，代入衰減關(guān)系計(jì)算出的反應(yīng)譜為二元眾值(Bimode)譜。由圖4可知，各反應(yīng)譜之間存在明顯差異。Bimean譜和Bimode譜在高頻部分略高于UHRS,自振頻率低于5Hz時(shí)，Bimean譜和Bimode譜均低于UHRS，尤其是Bimode譜，在低頻部分遠(yuǎn)低于UHRS，Bimean譜則介于二者之間。

圖4　二元變量(M,R)的均值和眾值的反應(yīng)譜 　　　與一致概率譜對(duì)比圖 Fig.4　Comparison between UHRS,Bimean spectrum 　　　 and Bimode spectrum of variables (M,R)

根據(jù)三元變量(M,R,ε)的分布函數(shù)，其均值和眾值分別為(7.06,8.04,1.29)、(6.9, 0.5, 0.6)。將三元變量(M,R,ε)的均值和眾值代入衰減關(guān)系計(jì)算出的PGA分別為860gal和1 027gal。

工程場(chǎng)點(diǎn)位于5號(hào)潛源內(nèi)，并且5號(hào)潛源內(nèi)6級(jí)以上各震級(jí)區(qū)間的年平均發(fā)生率均在同一量級(jí)上(1e-7/km2)，使得根據(jù)單變量組合和三元變量的均值或眾值所計(jì)算出的PGA值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目標(biāo)值，不適用于工程抗震驗(yàn)算。而根據(jù)PGA目標(biāo)值和二元變量(M,R)的均值或眾值，調(diào)整ε值，帶入衰減關(guān)系計(jì)算出的加速度反應(yīng)譜，在自振頻率低于5Hz時(shí)小于一致概率譜，且差異顯著。若將這樣的設(shè)定地震動(dòng)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算，可能會(huì)引起偏于不安全的結(jié)果。因此，為了使設(shè)定地震動(dòng)與目標(biāo)地震動(dòng)盡量接近，將式(1)中的“≥”修改為“=”，實(shí)際計(jì)算中通過(guò)限定計(jì)算值與目標(biāo)值之間差異的絕對(duì)值小于10gal來(lái)實(shí)現(xiàn)。

按照修改后的式(1)計(jì)算5號(hào)潛源對(duì)工程場(chǎng)點(diǎn)的地震動(dòng)影響，三元變量(M,R,ε)的均值和眾值分別為(7.16,29.6,1.22)、(7.30,29.7,0.99),采用衰減關(guān)系計(jì)算5%阻尼比的反應(yīng)譜，與一致概率譜的對(duì)比如圖5所示。其中,將三元變量(M,R,ε)的均值代入衰減關(guān)系，計(jì)算出的加速度反應(yīng)譜為三元均值(Trimean)譜;將三元變量(M,R,ε)的眾值代入衰減關(guān)系，計(jì)算出的加速度反應(yīng)譜為三元眾值(Trimode)譜。由圖5可知，三者之間的差異很小，Trimean譜和Trimode譜僅在低頻部分略低于UHRS,二者均可以作為場(chǎng)點(diǎn)50年超越概率2%條件下的基巖設(shè)定地震動(dòng)。

圖5　滿足目標(biāo)PGA的(M,R,ε)的均值和眾值的 　　　反應(yīng)譜與一致概率譜對(duì)比圖 Fig.5　Comparison of UHRS,Trimean spectrum and 　　　 Trimode spectrum of variables (M, R, ε) matched 　　　 to target PGA

3場(chǎng)地響應(yīng)和土層地表譜

工程場(chǎng)地為非基巖場(chǎng)地，地形比較平整,土層分布也比較均勻，土層的剪切波速(VS)和動(dòng)力特性在水平向變化較小，可用一維模型表征基巖上覆土層，并采用適用于水平土層的等效線性化波動(dòng)解法進(jìn)行場(chǎng)地地震反應(yīng)分析[13]。由于基巖地震動(dòng)輸入包絡(luò)線參數(shù)、基巖條件、土層結(jié)構(gòu)等因素均會(huì)影響場(chǎng)地地震反應(yīng)分析結(jié)果，石玉成等[14-18]采用蒙特卡洛方法研究了一維場(chǎng)地地震反應(yīng)分析結(jié)果的不確定性來(lái)源、分布和特征。

基于土層模型參數(shù)的中值和標(biāo)準(zhǔn)差，隨機(jī)生成土層模型，輔以根據(jù)設(shè)定地震選取的實(shí)際記錄作為基巖地震動(dòng)，分析工程場(chǎng)地土層對(duì)地震動(dòng)的影響。

根據(jù)上節(jié)確定的設(shè)定地震及其反應(yīng)譜(Trimean譜)，從NGA數(shù)據(jù)庫(kù)中選取實(shí)際強(qiáng)震記錄，表征基巖地表加速度時(shí)程。在選擇過(guò)程中，限定震級(jí)區(qū)間為(6.5, 7.5)，距離區(qū)間為(5, 30)(km)，并且要求VS30≥ 500m/s，加速度時(shí)程的反應(yīng)譜如圖6所示。其中,μ+3σ和μ-3σ是由采用衰減關(guān)系計(jì)算的設(shè)定地震(M=7.16MS,R=29.6km,ε=0)的反應(yīng)譜乘以和除以常數(shù)e3σ得來(lái)的加速度反應(yīng)譜。由圖6可知，加速度時(shí)程的反應(yīng)譜分布在μ+3σ和μ-3σ之間，近于均勻分布在Trimean譜上下兩側(cè)，可以用來(lái)近似模擬實(shí)際地震動(dòng)的離散現(xiàn)象。

圖6　基巖地表加速度時(shí)程反應(yīng)譜與基巖 　　　設(shè)定地震反應(yīng)譜對(duì)比圖 Fig.6　Comparison between response spectrum of bedrock surface 　　　 acceleration time history and that of scenario earthquake

工程場(chǎng)地土層由上至下分為三個(gè)單元，分別為黏土、卵石和泥巖。為了表征土層模型中剪切波速(VS)的不確定性，假定不同單元中的VS隨深度增加而線性增大，截距和斜率服從正態(tài)分布，隨機(jī)生成60個(gè)波速模型，用于生成波速模型的參數(shù)見(jiàn)表4。每個(gè)單元按表4中的小層厚度劃分為多個(gè)小層，作為實(shí)際計(jì)算中的土層。

表 4　土層模型參數(shù)

加速度反應(yīng)譜放大系數(shù)(土層地表/基巖地表)的分布如圖7所示，其中μ、μ+1σ,μ-1σ分別為其幾何均值，均值加減一倍標(biāo)準(zhǔn)差。

圖7　加速度反應(yīng)譜放大系數(shù) Fig.7　Amplication factors of acceleration response spectra

用設(shè)定地震反應(yīng)譜乘以放大系數(shù)的幾何均值作為土層地表加速度反應(yīng)譜，見(jiàn)圖8。其中，基巖反應(yīng)譜為設(shè)定地震反應(yīng)譜，土層反應(yīng)譜為土層地表加速度反應(yīng)譜。人工擬合加速度時(shí)程，使其與土層地表加速度反應(yīng)譜相匹配的過(guò)程，與傳統(tǒng)安評(píng)方法一致，不再贅述。

圖8　土層地表加速度反應(yīng)譜 Fig.8　Acceleration response spectra of soil surface

4討論

根據(jù)對(duì)設(shè)定地震的討論可知，將單變量組合和三元變量(M,R,ε)的均值或眾值帶入衰減關(guān)系，計(jì)算出的PGA與目標(biāo)PGA之間差異顯著。在潛源內(nèi)部地震空間均勻分布的前提假設(shè)條件下，影響工程場(chǎng)點(diǎn)的震級(jí)分布范圍中，各震級(jí)區(qū)間內(nèi)單位面積上的年平均發(fā)生率在同一數(shù)量級(jí)上。根據(jù)式(1)，給定目標(biāo)PGA及變量M和ε后，不低于目標(biāo)PGA的概率取決于以場(chǎng)點(diǎn)為中心的等效橢圓與潛源相交部分的面積。由于工程場(chǎng)點(diǎn)位于5號(hào)潛源內(nèi)，在相同震級(jí)條件下，隨著ε的增大，等效橢圓的半軸長(zhǎng)逐漸增大，與潛源相交部分的面積也逐漸增大。因此，距場(chǎng)點(diǎn)距離較近的區(qū)域，參與累加計(jì)算總年平均超越概率的次數(shù)較多，即變量R的邊際分布偏向數(shù)值較小的方向。所以震級(jí)較高的直下型或近場(chǎng)地震的貢獻(xiàn)量較大，帶入衰減關(guān)系后計(jì)算出的PGA就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了目標(biāo)PGA。

修改式(1)，即只在與目標(biāo)值接近的三元變量(M,R,ε)的分布空間中確定設(shè)定地震, 原來(lái)的等效橢圓變成了等效橢圓環(huán)。由于目標(biāo)PGA較高，在ε較小(如-2)時(shí)，即使M為震級(jí)上限7.5MS，距離R為0.5km,代入衰減關(guān)系計(jì)算出的PGA為316gal，仍略小于目標(biāo)PGA；當(dāng) 增大至-1.8時(shí)，計(jì)算出的PGA為352gal。因此,與修改前的樣本空間相比，新的樣本空間中缺失了大部分超過(guò)目標(biāo)PGA值的(M,R,ε)，如(M,R,ε≥1.8);增加了略小于目標(biāo)PGA值的(M,R,ε)。這樣的處理方式雖然保留了部分大震近場(chǎng)事件，卻忽略了大部分可能超過(guò)目標(biāo)PGA的(M,R,ε)。為了使設(shè)定地震動(dòng)盡量與一致概率譜相匹配，作為一種折衷方案，本文所定義的設(shè)定地震并不是所有可能地震事件的期望或其中的最可能事件(眾值)。但是在確定目標(biāo)PGA和一致概率譜時(shí)，納入了所有可能的(M,R,ε)，使得目標(biāo)PGA和一致概率譜滿足安全目標(biāo)。因此，設(shè)定地震動(dòng)作為工程彈塑性驗(yàn)算的輸入，若分析結(jié)果滿足驗(yàn)收準(zhǔn)則，仍然能夠保證結(jié)構(gòu)符合規(guī)范要求的安全目標(biāo)。

5結(jié)論

本文的分析和計(jì)算結(jié)果表明：

(1) 在50年超越概率2%的前提下，廠址所在的5號(hào)潛源對(duì)工程場(chǎng)點(diǎn)的地震危險(xiǎn)性起控制作用。

(2) 對(duì)于衰減關(guān)系不確定性，采用直接校正的方式計(jì)算5號(hào)潛源對(duì)場(chǎng)點(diǎn)的地震影響。地震危險(xiǎn)性分解結(jié)果說(shuō)明，只考慮二元變量(M,R) 確定設(shè)定地震，其反應(yīng)譜與一致概率譜差異顯著，用于結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算可能會(huì)引起偏于不安全的后果；由于場(chǎng)點(diǎn)位于潛源幾何中心附近，單變量組合和三元變量所確定的設(shè)定地震動(dòng)，震級(jí)較高的直下型或近場(chǎng)地震的貢獻(xiàn)量較大，帶入衰減關(guān)系后，所計(jì)算出的PGA就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了目標(biāo)PGA，也不適用于結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算。

(3) 采用修改后的公式，通過(guò)分解場(chǎng)點(diǎn)地震危險(xiǎn)性所給出的設(shè)定地震，其反應(yīng)譜與一致概率譜比較接近。雖然忽略了大部分可能超過(guò)目標(biāo)PGA的(M,R,ε)，但是由于在確定目標(biāo)PGA和一致概率譜時(shí)納入了所有可能的(M,R,ε) ，用于結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算仍能保證結(jié)構(gòu)的安全目標(biāo)。

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