安评考试大纲地震活动性专业解释.doc
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1、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
2、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。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
3、,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1:100
4、0-1:100。 (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,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级工作的钻孔布置应能控制工程场地的工程地质条件
5、,控制孔应不少于两个,地震小区划钻孔布置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
6、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;级工作的布置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置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;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。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
7、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
8、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,钻孔布置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置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;级工作
9、的布置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置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;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
10、度,测定标准贯入锤击数和颗粒组成。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、地貌形态等资料。 地裂缝资料的调查和收
11、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:
12、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。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
13、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10-410-6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。试样顶端装置激振器和监测器,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10-210-3量级)。所
14、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: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
15、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
16、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)、台站位置与场地条件资料、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
17、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: 其中 式中为地震动峰值或不同周期的反应谱值;为震级;为距离;当为反应谱时各系数()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
18、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。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
19、、假定及其优点,从而选择合理的适用关系,不能本末倒置,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
20、、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
21、和现象,即: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;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
22、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 (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 式中求和是从i=1到i=N进行的,N为观测总点数;而 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
23、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,而分别将与视为常数,求得;第二步再根据不同震级求得的与的关系、和。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2.
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