概率地震滑坡危险性评价主要是采用概率地震危险性分析与Newmark累积位移模型相结合的方法来建立一套可用于区域地震滑坡危险性预测的评价指标体系(图6-14)。这一方法的核心思想是预测未来一定时间内某一区域地震滑坡发生的可能性,其流程主要包括以下3个环节:①采用地震危险性分析的概率方法编制地震动区划图;②采用地震滑坡的Newmark累积位移模型进行区域滑坡累积位移计算;③通过滑坡发生概率与Newmark累积位移的拟合关系得到滑坡发生的概率。
1.概率地震危险性分析
地震危险性分析主要包括确定分析(DSHA)和概率分析(PSHA)两种方法。确定分析也称设定地震法,主要是根据地震构造和历史地震,给出确切的震中位置与震级,该方法不考虑地震的复发周期,其结果常偏于保守且不具有概率含义,一般应用于破坏后果无法忍受的重大工程或关键工程的地震危险性分析中。然而,地震发生的时间、地点和强度具有很大的不确定性,充分考虑地震发生的不确定性,对于合理评价地震的危险性具有重要的意义。因此,地震危险性的概率分析成为目前最常用的分析方法。
图6-14 概率地震滑坡危险性评价的研究思路和流程图
Cornell在1968年首次提出了概率地震危险性分析方法基本框架理论,经过几十年的发展,目前已成为国际上通用的地震危险性分析区划方法。地震危险性概率分析方法假设:①潜在震源区内任何一个地点地震发生的可能性相同;②地震发生的概率在时间轴上是个常数;③地震的发生是随机的、相互独立的,符合泊松分布;④大小地震之间的比例关系可以用古登堡-克里特震级-频度关系表示;⑤场地地震动参数是震中距和震级的函数。在以上假设的前提下,通过确定潜在震源及最大地震强度、潜在震源区的震级-频度关系、潜在震源区地震动的衰减关系、计算给定场点的地震动概率分布4个步骤,得到某场点一定年限内地面运动可能性的估值,最后根据场点的地震动插值生成相应的地震动区划图。
概率地震危险性分析方法强调地震发生的随机性与不确定性,第五代《中国地震动峰值加速度区划图》除了考虑到地震发生的不确定性,还考虑了地震时空分布的不均匀性和地震预测研究成果的应用(CPSHA),给出了各个地区未来一定时间内可能的地震危险程度,可为工程建设、土地利用、防震减灾提供依据。本节主要采用50年超越概率10%(地震重复周期约为475年)的地震动峰值加速度,进行雅鲁藏布江下游地区地震滑坡危险性预测方法的探讨。(www.xing528.com)
2.地震滑坡的Newmark累积位移模型
Jibson等(2007)通过对全球30个强震(5.3≤M≤7.6)共2270条水平分量加速度记录(其中约10%的记录峰值加速度大于0.4g)分析,得到累积位移Dn与临界加速度ac和地震动峰值加速度PGA的函数关系式,据此可计算滑坡累积位移[式(6-14)]。在地震滑坡数据缺乏的地区,区域地震滑坡概率可直接采用式(6-7)进行预测(Jibson,2014;王涛等,2015b)。
式中:PGA——地震动峰值加速度。
可以看出,在式(6-14)中,当ac/PGA>1时,Dn为空值。
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