工程抗震辅导资料一

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工程抗震辅导资料一

主    题：第一章 绪论（第1—3节）
学习时间：2016年3月28日--4月3日
内    容：
这周我们将学习第一章中的第1—3节，这部分主要介绍地震相关概念以及地震灾害学说，下面整理出的框架供同学们学习，希望能够帮助大家更好的学习这部分知识。

一、学习要求
1、掌握构造地震、震中、震源等概念；
2、了解地震波和地震动三要素
3、掌握震级和烈度、基本烈度的概念；
4、了解地震灾害和地震破坏作用。

二、主要内容
（一）地震与构造地震
1、地震的类型与成因
地震是一种自然现象，按照地震的类型与成因可分为：
（1）构造地震——由于地壳运动，推挤地壳岩层使其薄弱部位发生断裂错动而引起的地震。构造地震发生的数量多，破坏性大，影响范围广，是地震工程的主要研究对象。
（2）火山地震——由火山爆发，岩浆猛烈冲出地面而引起。
（3）诱发地震——水库蓄水、地下核爆炸等。
（4）陷落地震——地表或地下岩层，如石灰岩地区较大的地下溶洞或古旧矿坑等，突然发生大规模的陷落和崩塌所引起的小范围内的地面震动。
2、构造地震的成因
（1）断层说
地下岩石受到长期的构造作用积累了应变能。当积累的能量超过一定限度时，地下岩层突然破裂，形成断层；或者是沿已有的断层发生突然的滑动，释放出很大的能量，其中一部分以地震波的形式传播出去，形成地震。
（2）板块构造说
地球表面的岩石层是由许多板块组成的。由于板块下岩流层的对流运动使板块进行刚体运动，从而使板块之间相互挤压和顶撞，致使其边缘附近岩石层脆性破裂而引发地震。

（二）我国的地震形势
1、我国地处（西）环太平洋地震带、欧亚地震带。
环太平洋地震带是世界上地震最活跃的地带，全球80％的地震，发生在这条带上。
欧亚地震带上发生的地震占全球的15％左右。
2、我国是内陆地震最多的国家之一。
我国大陆7级以上的地震占全球大陆7级以上地震的三分之一，因地震死亡人数占全球的二分之一。
全国有41％的国土、一半以上的城市位于地震基本烈度七度或七度以上地区，六度或六度以上地区占国土总面积的79％。

（三）地震的基本概念
1、震源：地球内部断层错动并引起周围介质震动的部位称为震源。
震中：震源正上方的地面位置叫做震中。
震中区：地面上，震中附近的区域叫做震中区。
震中距：地面某处至震中的水平距离叫做震中距。
震源深度：震中距离震源的距离叫做震源深度。

图1  地震示意图
2、按震源深度的不同，可以将地震划分为：
浅源地震：<60km
中源地震：60～300km
深源地震：>300km
从能量传播的角度来看，浅源地震对地面造成的破坏最大。中源地震及深源地震在传播的过程中能量的损失较大，地震到达地面之后，对地面的影响比较小。

（四）地震波
地震时，地下岩体断裂、错动并产生振动。振动以波的形式从震源向外传播，就形成了地震波。
1、体波：在地球内部传播的波叫做体波。
（1）纵波（P波）：由震源向外传播的压缩波，振幅较小、传播速度快、周期短。引起地面竖向运动。
（2）横波（S波）：由震源向外传播的剪切波，振幅较大、传播速度慢、周期长。引起地面水平运动。
2、面波：沿地球表面传播的波叫做面波。由于面波比体波衰减的慢，因此面波能传播到很远的地方。
（1）瑞雷波：质点在波的前进方向与地表法向方向组成的平面内作逆向的椭圆运动。造成地面晃动的主要原因。
（2）乐夫波：质点在与波的前进方向垂直的水平方向运动，在地面表现为蛇行运动。

（五）地震动的三要素
1、地震动的峰值（最大振幅）：反映强度特征
2、频谱：反映周期特征
3、持续时间

（六）震级与烈度
1、震级的定义
地震震级M：是表示地震本身（释放能量）大小的一种度量。
2、里氏震级
利用标准地震仪（指周期0.8s，阻尼系数0.8，放大倍数2800倍的地震仪）在距震中100km处记录的以微米（10-3mm）为单位的最大水平位移的常用对数值，即：

3、能量与震级的关系
M增加一级，地震释放能量增加约30倍，地面最大位移为10倍的关系。

4、地震烈度与地震烈度表
地震烈度是指某一区域的地表和各类建筑物遭受某一次地震影响的平均强弱程度。是对地震破坏作用的评价，由于同一次地震对不同地点的影响不一样，随着距离震中远近的变化，会出现多种不同的地震烈度，一般来说，就离震中近，地震烈度就高；距离震中越远，地震烈度就越低。
地震烈度表是为评定地震烈度，根据地震时在地面上人的感觉、房屋震害程度、其他震害现象、水平向地面峰值加速度、峰值速度等指标而建立起来的标准，共分一度到十二度。
5、等烈度线
具有相同烈度的各个地点的外包络线，称为等烈度线，又称等震线。
等烈度线的形状与发震断裂取向、地形、土质等条件有关，多数近似呈现椭圆形。
一般情况下，等烈度先得度数随着震中距的增大而递减，但是有时候由于局部地形或地质的影响，也会在某一烈度去内出现小块高一度或者低一度的异常区，成为烈度异常区。
6、基本烈度与地震区划
基本烈度是指一个地区在一定时期（我国取50年）内在一般场地条件下按一定的概率（10％）可能遭遇到的最大地震烈度。是一个地区进行抗震设防的依据。
地震区划是指依据地质资料、历史地震规律、强震观测资料，采用地震危险性分析，可以计算出每一地区在未来一定时限内关于某一烈度（或地震加速度值）的超越概率，从而，可以将国土划分为不同基本烈度所覆盖的区域。

（七）地震灾害概说
1、我国大陆的地震带分布
我国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。
这五个地区是：
（1）台湾省及其附近海域；
（2）西南地区，主要是西藏、四川西部和云南中西部；
（3）西北地区，主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓；
（4）华北地区，主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、山东中部和渤海湾；
（5）东南沿海的广东、福建等地。
2、地震的破坏作用
（1）地表的破坏
地表破坏主要表现为地裂缝、地面下沉、喷水冒砂、滑坡等形式。
地裂缝：构造性地裂缝和重力式地裂缝。构造性地裂缝是地震断层错动后在地表形成的痕迹，规模较大。重力式地裂缝是由于地表土质不匀及受地貌影响所形成的，规模较小。
地面下沉：多发生在软土分布地区和矿业采空区。
喷水冒砂：多发生在地下水位较高的地区。
滑坡：地震时，在河岸、山崖、丘陵地区极易发生滑坡。
（2）建筑物的破坏
静力破坏：主要由地表破坏引起的建筑物的破坏。
动力破坏：由于地震地面运动的动力作用一起的建筑物的破坏。建筑物的动力破坏主要表现为主体结构强度不足所形成的破坏和结构丧失整体性两类破坏形式。
（3）次生灾害
地震引起的次生灾害主要有火灾、泥石流、滑坡、堰塞湖、海啸等。

三、典型习题
（一）简答题
1．简述地震震级与烈度概念的区别和联系
答：
震级：地震本身释放能量大小的度量，一次地震只有一个震级。
烈度：某一区域的地表和各类建筑物遭受某一次地震影响的平均强弱程度。不同地区有不同的烈度。

2．简述地震基本烈度的概念及其用途。
答：
基本烈度是指一个地区在一定时期（我国取50年）内在一般场地条件下按一定的概率（10％）可能遭遇到的最大地震烈度。
基本烈度是一个地区进行抗震设防的依据。