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《中国地震局地质研究所》 2002年
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地震活动断层段潜在地表位移概率评价及基于GIS的系统设计

孙建宝  
【摘要】:目前,在我国工程界普遍使用确定性方法评价地震活动断层段未来潜在地表位移量,即在活动断层破裂分段的基础上,对断层段未来一定时期(或工程使用期限内)发生断错的可能性进行分析,并评估其最大潜在地表位移量。但这种评价方法对工程重要程度没有差别,对工程场点在断层段上的相对位置没有差别,所有工程只按照最大潜在地表位移设防,导致了一般工程抗震处理相对保守,费用过高等问题。 我国现行的地震烈度区划图(1990)给出的是未来50年超越概率10%水平下的烈度值,“中国地震动参数区划图(2001)”也采用了相同的超越概率水平。因此,在工程活动断层未来潜在地表位移量的评价中也应采用与工程安全级别相应的超越概率表述方式。 地震活动断层段潜在地表位移概率评价的目标就在于探索一种能够应用于工程地震中,未来某个时段内位错发生危险性的概率评价方法。我们在综合前人研究成果的基础上,根据我们自己的理解给出了一个简洁的文字表述和相应的数学表达。 “地震活动断层段潜在地表位移的概率评价”就是计算沿断层迹线上距离断层特征地震震中一定位置s处(比如工程场点),在工程使用期限t内,可能发生的位移量U达到或超过给定值或工程允许值d的概率。用简单的数学抽象表达如下: P(U≥d|t,s)=f(t,d,s) 地震活动断层段潜在地表位移概率评价方法的计算量比较大,使用通常的程序设计语言虽然可以实现结果的计算,但是庞大的数据量(包括空间数据和属性数据)使得任何一种程序设计语言都无法直接而有效地进行管理和维护。另外,我们需要的概率评价模型没有任何一个商用GIS系统提供这样的模块,因此必须自己通过商用GIS系统提供的扩展接口,在GIS系统中加入位移超越概率计算模型来完成我们所需的功能。因此,一个GIS系统对我们来说最有用的功能是它的数据管理能力和接口扩展能力。鉴于ESRI系列软件在这两方面的强大能力,我们选用该软件作了“地震活动断层段潜在地表位移概率评价系统”的设计开发。 论文取得的主要成果可以概括为两个方面。 1、初步建立了“地震活动断层段潜在地表位移概率评价”方法及其流程框架。在该流程框架内,利用统计数据得出了地震活动断层段(走滑性质)地表位移沿断层的分布情况;还利用统计数据给出了特征地震震中的粗略估计方法;评价了特征地震对工程场点位移超越概率的贡献,以及各档泊松地震对工程场点位移超越概率的贡献,最后将以上两种贡献求全概率得出地震活动断层段潜在地表位移超越概率。 通过以上这样一个基本的运算,最终可以求得:①断层段上任何一个工程场点在未来一定时段内,某一超越概率水平下的位移值,或者超越某一位移值的概率。②断层段上未来一定时段内,在相同位错水平下,任何场点的位移超越概率,或者达到某一位移超越概率的场点相对位置。 2、利用GIS技术、大型空间数据库技术(GeoDataBase)、组件接口技术(COM/DCOM),建立了一个多层的基于TCP/IP协议的网络计算系统。该系统以空间数据库的完整性、一致性维护为重点,组件服务为核心,实现了基于ArcGIS的客户端开发。虽然本系统的功能单一、数据库规模小,但是它却包含了大型GIS应用系统所应具备的一些重要技术,满足了本论文的要求。我们利用该系统,在则木河断层带的两个断层段上进行了实际应用检验,证明了该系统可以应用于实际工程中的地震活动断层段潜在地表位移概率评价。
【学位授予单位】:中国地震局地质研究所
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:P315

【共引文献】
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