湖北省域不同超越概率水平下地震动峰值加速度比例关系

以第一次全国地震灾害风险普查工作成果为依据,计算并分析湖北省域不同超越概率水平下峰值加速度之间的比例关系及其空间分布特征。利用湖北省域宏观场地类别数据,计算得到湖北省域在多遇地震、基本地震和设防地震作用下场地峰值加速度比例关系:在0.05 g加速度分区中,湖北省域场地50 a超越概率63%与10%的峰值加速度比例(R_(63)/R_(10))均值为0.31,超越概率2%与10%的峰值加速度比例(R_(2)/R_(10))均值为1.81;在0.10 g加速度分区中,R_(63)/R_(10)均值为0.30,R_(2)/R_(10)均值为1.80;在0.15 g加速度分区中,R_(63)/R_(10)均值为0.17,R_(2)/R_(10)均值为1.98。在此基础上,与现行《建筑抗震设计规范》、《中国地震动参数区划图》等强制性国家标准中要求的比例进行对比分析,认为湖北省域采用《建筑抗震设计规范》中的取值对建筑物进行抗震作用计算,所考虑的地震作用是保守且安全的。同时,在湖北省高烈度区(如竹山、竹溪)开展地震危险性分析和地震灾害风险防治工作时,多遇地震下的地震动峰值加速度值宜按不低于基本地震动峰值加速度的1/3进行调整。该研究成果将有助于湖北省地震风险普查成果的推广和应用。

基于FHDI-GNWM数据的全球超越概率波高宏观分布特征分析

为分析不同超越概率波高在全球波浪的宏观分布特征,基于2011—2015年的FHDI-GNWM全球波浪数据,对全球不同超越概率有效波高Hs的空间宏观分布规律进行研究。研究表明不同超越概率的Hs在全球范围内均呈现出明显的两端强中间弱的特征;对于西北太平洋、北大西洋和南大西洋,不同超越概率的Hs随着纬度的增大均呈现“先增大后减小”的特征;对于东太平洋,不同超越概率的Hs呈现出明显的南强北弱特点,在55°S附近形成了一条明显的高值区;对于印度洋,在50°S海域附近均形成了一条明显的高值区,然后向北沿纬度带递减分布。

基于信息扩散技术的遵义市大暴雨超越概率评估模型

为揭示遵义市一年内受大暴雨袭击的次数风险特征,本文利用辖区内乡镇区域自动站降水数据,通过信息扩散技术建立大暴雨超越概率评估模型,对大暴雨出现站次进行风险分析。结果表明:遵义市受夏季季风系统影响,大暴雨通常出现在5—9月,集中出现在6月和7月,会带来严重的经济损失和人员伤亡;使用乡镇区域自动站数据,有效提高了中、小尺度大暴雨系统分辨率,同时信息扩散技术克服了乡镇区域自动站资料年代较短的实际问题;遵义市一年内出现34~40站次大暴雨事件的可能性最大,出现34站次以上的大暴雨事件为常态事件,遵义市大暴雨灾害风险较大。

地震复现周期及超越概率预测探讨——以中国大陆为例

文章使用中国大陆地区的地震资料,模拟了地震发生的累计频次和震级的关系。研究目的是确定G-R模型中的b值,使用全国G-R模型、广义线性模型和省份G-R模型估计各震级的地震复现周期和超越概率,并根据RMSE及AIC指标选择合适的广义线性模型。研究表明,广义泊松回归模型是更适合用于地震发生频次拟合的GLM模型;从预测结果来看,3种模型在低震级时估计的地震超越概率和复现周期相对接近,在高震级时广义泊松回归模型和省份G-R模型的预测复现周期小于全国G-R模型,地震超越概率大于全国G-R模型;从拟合效果来看,广义泊松回归模型和省份G-R模型比全国模型的拟合效果更好。

考虑地震随机特征的液化侧向变形超越概率

基于液化侧向变形实用统计模型和地震概率模型,建立了可以考虑地震随机特征和土体性质不确定性的液化侧向变形超越概率模型框架,通过实际案例初步探讨了模型的有效性,并将超越概率模型与现有统计模型的预测结果进行了对比。分析结果表明,若液化侧向变形的条件概率满足正态分布,标准差在5%到20%期望值范围内变化时,对位移超越概率影响不大;若满足对数正态分布,标准差对超越概率有一定影响。实用统计模型只能预测指定地震水平下的液化侧向变形值,而超越概率模型考虑了指定时间内所有可能地震的发生概率,可以同时预测变形值及发生概率,更加适合用于区域性的地震液化灾害评估。

常规土类动剪切模量阻尼比超越概率计算方法

土的动剪切模量比和阻尼比是土层地震反应分析、工程场地地震安全性评价和地震小区划工作中的必备参数,但其不确定性显著,对地震动和抗震设计影响很大。本文以我国常规土类动剪切模量比和阻尼比与剪应变非线性关系试验为基础,研究考虑这两个动力参数变异性下其超越概率的计算方法。方法包括了试验数据的整理、超越概率的计算以及两个动力参数和超越概率关系模拟等几个步骤,最后给出了我国常规土类动剪切模量比和阻尼比超越概率的计算公式,为我国基于概率和可靠度思想的工程地震安全风险评估提供了一定基础。

关于地震动超越概率的不确定性、地震动衰减关系和设防标准的讨论

在一定条件下将通常计算的地震动超越概率曲线简化为正态分布的累积概率曲线，从而清楚地显示了衰减关系的方差不同时，曲线形态的变化及其相应的物理意义．对于震中位置和震级的不确定性也进行了类似的分析．一般情况下，不确定性越大，得到的超越概率曲线越扁平．广而言之，人们对未来地震危险的认识程度越差，曲线也越扁平．由于资料的丰歉不一，不同地区的衰减关系一般具有不同的不确定性．缺乏足够强震资料的地区的加速度衰减关系可由转换法得到，但有较大的不确定性．这种不确定性实际上除了通常的随机误差外，还包含了不同地区之间存在的系统误差．本文提出了一种利用本地区已有的资料对转换法所得加速度衰减关系进行检验和调整的方法．加速度衰减关系的不确定性过大时，会使危险性分析的结果达到令人难以接受的地步．本文认为，为了实现“大震不倒，中震可修，小震不坏”的目标，在某些情况下，不是固定风险水平（６３％，１０％和３％），而是在第二水准值的基础上通过一定的经验关系换算得到第一和第三水准值也许会得到较为合理的结果．一定的设防标准不仅仅是一定的经济实力和地震危险的平衡，而且是和人类对于自然界的一定的认识水平相适应的．

不同超越概率水平PGA关系研究

本文以核动力工程和大型水电等工程场地地震危险性分析结果为样本,统计分析了我国不同超越概率水平的基岩水平向地震动峰值加速度(PGA)之间的关系。结果表明:①PGA随超越概率水平增大,其降低幅度存在稳定的比例关系;②上述关系在不同地区和不同基本烈度地区没有显著差异。

基于超越概率的海堤防御标准理论探讨

针对海堤防御标准确定的重要性及复杂性,引入超越概率理论,提出了双灾害因素的组合超越概率理论分析方法,推导了双灾害因素组合重现期关系,并对海堤破坏因素进行物理分解分析后提出一段时间(使用期)内其遭遇出现的理论超越概率,进而从物理层面探讨了重现期关系。结果表明,遭遇双灾害因素事件,对确定的可靠度可采取多种重现期组合方式满足;当重现期组合关系满足1∶2.18时,双灾害因素同时出现的概率最大。

泥石流防治工程可靠性的超越概率

根据降雨频率重现期统计结果,汶川地震灾区近年来毁坏或失效的泥石流防治工程大多与设计标准降雨频率关系不明显,但与大暴雨和特大暴雨雨强关系密切。所以,在泥石流防治工程可靠性评价方法中,可以引入超越概率的概念,亦即发生超出设计标准降雨频率的工程毁坏或失效概率。本文采用数理统计方法,以震区都江堰泥石流工程为例,讨论了泥石流防治工程的超越概率问题。建立了以雨强为标准的超越概率统计模型。

基于缓冲超越概率的风险度量及套期保值

尾部风险测度是风险管理中的关键点,本文利用缓冲超越概率模型,量化不同预期损失的风险概率分布,构建条件风险价值约束下的最小化“厚尾事件”概率的套期保值策略,从而将现有研究的视角拓展到考虑预期损失和风险概率的双重维度。本文通过实证数据统计和参数化拟合分布两个方法提供不同风险阈值及对应的缓冲超越概率的稳定解集合,研究结果发现,无论预期损失服从厚尾分布还是正态分布,缓冲超越概率模型均能够显著地降低市场风险和潜在的“厚尾事件”发生的概率,并提供比最小化方差稳定的套期保值比率。

我国现行规范谱的超越概率标准

工程场地的地震安全性评价给出的加速度反应谱在长周期部分一般均低于相应的规范谱。本文用Ⅰ类和Ⅲ类场地的地震动参数衰减规律,讨论加速度反应谱与不同周期规范谱值对应的重现期。结果表明,对加速度而言,基本情况是规范反应谱周期越长越保守。当峰值加速度对应的重现期为475年时,对于本文的工程算例,Ⅰ类和Ⅲ类场地的加速度反应谱分别于3.7s和5.2s以后超过重现期5000年。本文认为,对目前使用的衰减规律的可靠性,对一致概率谱与规范谱的关系,对按保守谱设计的工程在长周期地震波作用下的表现以及对速度、位移等在抗震设计中的作用等问题应作深入研究。

“抗大地震”与低超越概率水准地震动关系的讨论

本文阐明"大地震"与罕遇、极罕遇地震作用的区别与联系。并以龙门山地震带中段的北川-映秀潜在震源区为例,揭示"大地震作用"与罕遇、极罕遇地震作用的联系。指出了当前抗震设防体系存在的科学技术问题,"抗大地震作用"应该考虑极罕遇地震动的影响。

陕西关中地区不同超越概率水平下地震动峰值加速度关系研究

本文以关中四城市地震小区划工作为基础,统计分析了陕西关中地区不同超越概率水平下基岩地震动峰值加速度之间的关系及空间分布特征。针对中硬场地,统计得出了关中地区多遇地震、罕遇地震与设防地震作用的地面峰值加速度比值的均值分别为0.34和1.69。通过与现行建筑抗震设计规范进行了对比分析认为,若以关中城市地震小区划图作为抗震设防标准,按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中有关规定对一般建筑物进行地震作用计算,所考虑的地震作用是合理、安全的。本文研究成果有助于地震小区划图的推广和应用。

北京地区不同超越概率水准下基岩峰值加速度分析

基于中国地震动参数区划图、华北平原地震带和汾渭地震带地震活动性参数、华北地区地震动参数衰减关系,计算北京地区50年、70年、100年不同超越概率水准下基岩峰值加速度。并分析不同年限各超越概率水准下的峰值加速度与该年限超越概率10%的峰值加速度比值,发现各计算格点的比值普遍偏小,按照当前抗震设防标准,所考虑的地震作用偏于保守且安全。

超越概率贝叶斯判别分析方法及其在中长期径流预报中的应用

中长期径流预报是水文预报中的经典难题之一,其在防洪、水库调度及水资源管理中起着十分重要的作用。由于缺乏相应预见期的可靠气象预报资料,中长期径流预报一般采用统计方法。超越概率贝叶斯判别分析方法是一种数据驱动的非参数贝叶斯经验统计方法,通过设置不同的流量等级反复进行贝叶斯判别分析,对未来径流超过某一流量等级的概率(超越概率)进行预报。本文运用该方法对长江宜昌站、大通站的月、季径流预报进行了研究,其结果表明,超越概率贝叶斯判别分析方法能够有效实现宜昌站和大通站非汛期径流预报;对于汛期径流预报,采用厄尔尼诺和南方涛动等气象水文指标变量作为预报因子,是提高预报精度的可行途径。

滑坡运动距离超越概率评价及危险性区划

针对岩土体物理力学参数不确定性强、动态数值模拟方法对滑坡运动距离预测精度有限的问题,提出一种基于拉丁超立方采样法(LHS)的滑坡运动距离超越概率定量评价方法,以提高滑坡滑程预测结果的可靠性。该方法将滑坡计算参数考虑为服从某种概率分布的随机变量,使用LHS对随机变量进行分层抽样,并基于动态数值模型计算每组随机样本对应的滑坡运动距离,最后,通过构建不同运动距离阈值下的极限状态函数计算运动距离超越某一给定位置的概率。应用该方法对大堡子滑坡运动距离进行评价,得到该滑坡运动距离在95%置信水平下的置信区间为[196 m,302 m];并根据运动距离-超越概率图,提出以50%、10%、1%和0.1%作为分界概率值将该滑坡潜在威胁范围分为极高、高、中、低、极低5个危险性等级。计算结果显示,滑坡实际运动距离在95%置信区间内,实际的威胁范围也在划分的高-极高危险区内,说明评价结果合理,证明了基于运动距离超越概率的滑坡运动危险性评价的有效性。研究成果为滑坡运动距离评价及危险性区划提供了新的思路,具有重要的理论意义和工程实用价值。

任意超越概率的地震作用确定方法

现行抗震设计规范未给出极低超越概率地震作用取值或计算方法,而特别重要的工程结构已经提出了更高的抗震设防水准。针对该问题,以现行抗震设计规范为依据,回归了地震动峰值加速度与基本烈度的换算公式,用分段极值Ⅲ型曲线拟合了烈度的概率分布函数,进而给出了以烈度为中间变量,确定任意超越概率的地震动峰值加速度的方法。

三水准超越概率水平地震动峰值加速度关系分析

以35个工程场地地震安全性评价结果为样本,统计分析了三水准超越概率水平地震动峰值加速度(PGA)关系。结果表明:50年超越概率63%和2%地震动峰值加速度与50年超越概率10%地震动峰值加速度的比值,在不同场地类别条件下变化不显著。

具有一致超越概率的三水准地震动参数概率分位取值研究

具有“一致风险”的地震动参数是研究建筑物一致倒塌风险抗震设计方法的基础。我国现行抗震规范给出的三水准地震动参数并未充分考虑地区性差异,用于结构抗倒塌验算的罕遇地震也不具有相同的超越概率。本文从地震危险性数据出发,采用概率统计的手段给出了各烈度地区具有相同超越概率的三水准地震动参数的概率分位取值,指出规范给出的小震地震动参数不具备分位值意义上的安全储备、大震地震动参数分位概率的地区差异显著。按照90%分位值结果对规范中的地震峰值加速度进行调整,需要显著提高小震和7度地区大震的加速度取值,可以满足各烈度地区地震动参数“一致风险”的要求。