1.4　地震动参数与区域稳定性评价

1.4.1　场地地震动参数确定与稳定性评价方法

（1）地震动效应研究。地震动高程效应分析，一般采用山体振动测试和二维波动有限元法。

山体振动测试法主要报告人工激振法和环境振动（脉动）法。人工激振法测量山体高度的振动放大情况，即利用人工爆破，如以平洞开挖爆破为振源，沿上、下水库间山坡的不同高程布置传感器（水平、垂直给振仪）接收振动信号，经数据处理，得出沿山坡不同高度，主要是指上水库筑坝处振动相对于下水库或河谷谷底的放大倍数。环境振动（脉动）法：测量山体在环境振动下的响应，并用随机信号分析的方法，确定山体在小振幅情况下的动态特性——各阶频率、振型和阻力比。

二维波动有限元法：将不同概率水准下满足场址区地震动三要素的具有场址区基岩地震动特征的地震动加速度时程作为基岩地震动输入，对山体剖面进行二维有限元时程反应分析，求得各节点在不同概率水平下的水平、垂直方向的动力反应最大加速度值、最大位移值和振动时程。由山体的地质剖面和各构成岩层的物理力学试验指标建立二维计算模型，输入地震波采用基岩地震危险性分析得出的不同概率下的人造地震波。

（2）提出场地概率烈度和基岩加速度峰值。主要是考虑工程建设场地周围不小于150km地震影响区内的地震活动特征以及地震动衰减关系等，采用复合概率法计算工程场地的地震危险性，得到各场点50年10%、50年5%和100年2%三个概率水平的地震烈度及基岩加速度峰值。

（3）提出地面加速度峰值及设计地震参数。根据场地土层的剪切波速及土动力三轴试验结果，采用等效化地震反应分析方法，计算得出场地不同孔位不同概率水平的地面加速度峰值及其综合设计地震系数。

（4）根据设计规准加速度反应谱提出地面设计地震影响参数。根据场地工程地震孔位的地震反应分析结果，得到其不同概率水平的规准加速度反应谱；再根据不同的反应谱和不同概率的设防标准得出设计地震影响系数。

（5）进行场地类型综合评价。根据工程建设场地地表20m内等效剪切波速的实测结果，得出各孔位的场地土类别、地面脉动卓越周期和场地类别。

（6）水库诱发地震评估。水库诱发地震评估一般是用水利水电规划设计总院曾归纳出的判别标志进行判别。判别标志为：①坝高大于100m，库容大于10亿m3；②库坝区有新构造断裂活动，断裂呈张、扭性或张扭、压扭性；③库坝区为中新生代断陷盆地或其边缘，近代升降活动明显；④深部存在重力梯度异常；⑤岩体深部张裂隙发育，透水性强；⑥库坝区有温泉；⑦库坝区历史上曾有地震发生。

（7）地震地质灾害评估。在综合工程区地震地质、地形地貌、活动断裂和场地地质条件等资料，通过勘察试验及计算分析，来预测工程场区在地震作用下可能引起的地面和近地表的地质灾害，如崩塌、滑坡、泥石流、潜在不稳定体、地震液化砂层、软土震陷和岩溶塌陷等。

（8）区域构造稳定性评价。在收集分析站址周围150km范围内的地层岩性、表层和深部构造、区域性活断层、现代构造应力场、重力异常、重磁异常及地震活动性等资料的基础上，研究站址区构造背景及分区，综合分析确定工程近场区和工程场址区的构造稳定程度。一般划分为稳定性好、稳定性较差和稳定性差三个等级。

1.4.2　地震动参数确定与稳定性评价案例

1.4.2.1　惠州抽水蓄能电站

惠州抽水蓄能电站工程场地，经野外地质勘查、现场测试、土样试验以及室内一系列数据分析及整理，兹提交其设计地震动参数最终结果如下。

1.场址概率烈度及基岩加速度峰值

考虑场址周围约300km地震影响区内的地震活动特征，以及地震动衰减关系等，采用复合概率法计算工程场址的地震危险性，得到其50年及100年内3个概率水平的地震烈度及基岩加速度峰值PGA（表1.4-1）。

2.地面加速度峰值及设计地震系数

根据场地土层的剪切波速及土动力三轴试验结果，采用等效线性化地震反应分析方法，计算得到场址不同孔位相应概率水平的地面加速度峰值及设计地震系数（表1.4-2）。

3.地面设计规准加速度反应谱

根据场址8个工程地震孔位的地震反应分析结果，得到其不同概率水平的规准加速度反应谱

4.地面设计地震影响系数

根据我国现行抗震设计规范，地震荷载取决于地震影响系数α（T）＝Kβ（T）。对于不同概率设防水准，可统一表示如下

其中各特征参数分为3个区，即上库区（DZ1、DZ2、DZ3、DZ4）、引水厂房区（DZ8）、下库区（DZ5、DZ6、DZ7），见表1.4-3。

5.建筑场地类型综评

根据《水工建筑物抗震设计规范》（SL 203—1997）及《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010），本场地覆盖土层均属于中硬场地土，Ⅱ类场地，各孔位地面脉动卓越周期见表1.4-4。

6.场地地震地质稳定性评价

惠州抽水蓄能电站工程场地位于区域上的两条大型断裂（罗浮山断裂和博罗断裂）夹持的地块中。据调查研究，罗浮山断裂西段属于早第四纪活动断裂，现今活动性不明显。罗浮山断裂东段属于晚第四纪活动断裂，现今有轻微活动，但活动强度不大，与下库距离超过5km，因此，对场址安全不会构成威胁。博罗断裂属于早第四纪活动断裂，对场址安全无太大影响作用。另外，北西向惠州断裂虽属晚第四纪活动断裂，但规模较小，对场址安全也不会构成严重威胁。

惠州抽水蓄能电站场址地形坡度一般不大，地层岩性比较简单，断层规模较小，未见切割错动上盖的晚更新世至全新世堆积层的活动迹象，构造岩热释光测年数据均为中更新世至晚更新世早期。历史上没发生过MS≥4.7级破坏性地震，现代亦无地震活动记录。同时，场地不存在地震砂土液化、软土震陷、岩溶崩陷等地震地质灾害。因此，场地地震地质稳定性较好，符合抽水蓄能电站选址要求条件。

7.场址基本烈度

根据地震危险性分析结果以及未来50年10%概率烈度计算值，本场址基本烈度为Ⅵ度。

1.4.2.2　深圳抽水蓄能电站

1.场址概率烈度及基岩加速度峰值

考虑场址周围约300km地震影响区内的地震活动特征，以及地震动衰减关系等，采用复合概率法计算工程场址的地震危险性，得到各场点50年10%、50年5%和100年2%3个概率水平的地震烈度及基岩加速度峰值PGA见表1.4-5。根据概率烈度和地面加速度峰值的计算结果，本场地地震基本烈度为Ⅶ度。

2.地面加速度峰值及设计地震系数

根据场地土层的剪切波速及土动力三轴试验结果，采用等效线性化地震反应分析方法，计算得到场址不同孔位相应概率水平的地面加速度峰值Amax及其综合设计地震系数K值，见表1.4-6。

3.地面设计规准加速度反应谱

根据场址工程地震孔位的地震反应分析结果，得到其不同概率水平的规准加速度反应谱

4.地面设计地震影响系数

地震荷载取决于地震影响系数α（T）＝Kβ（T）。对于不同概率设防水准，可统一表示为

其中各特征参数见表1.4-7。

5.场地类型综评

根据本工程场址地表20m内等效剪切波速的实测结果，各孔位的场地土类别、地面脉动卓越周期和场地类别见表1.4-8。

6.场地地震地质稳定性评估

工程场地地震地质条件比较优越，不存在地震作用下的砂土液化、软土震陷和岩溶崩塌等地震地质灾害。场地断裂构造比较发育，特别是下库地段，区域上的五华-深圳断裂带的横岗-罗湖断裂从下库区附近通过，根据地形地貌、构造岩和上盖物质热释光测年试验、地球化学勘测和第四纪地层研究，以及地震活动等方面资料的综合分析，证实这些断裂均属于非全新世活动断裂，它们主要活动时段在中更新世晚期，自晚更新世后期以来已基本上停止活动，对拟建的深圳抽水蓄能电站安全不会构成威胁。因此，场地符合蓄能电站的选址要求。但对于断裂破碎带发育区，要注意坡度不小于30°的地段在不低于Ⅶ度地震作用下可能产生的滑坡现象。