1、2013/4/171太平洋板块、印度板块、欧亚板块美洲板块、非洲板块、南极洲板块太平洋板块、印度板块、欧亚板块美洲板块、非洲板块、南极洲板块2013/4/172地震类型 构造地震 火山地震火山地震 塌陷地震 水库地震 人工地震 环太平洋地震带环太平洋地震带 地中海-喜马拉雅地震带（欧亚地震带）地中海-喜马拉雅地震带（欧亚地震带）海岭地震带（洋脊地震带）海岭地震带（洋脊地震带）2013/4/1732013/4/174例：某介质密度为2.8g/cm3，弹性模量为50Gpa，泊松比为0.25，试计算纵、横波在该介质中的传播速度。近代地震仪一般由拾振器拾振器、放大器和记录装置、放大器和记录装置三个系统
2、组成系统组成。2013/4/175地震仪与强震仪的主要区别是什么？地震仪以弱震动为主要量测对象，常常用来记录微小地震动的位移；强震仪以强震动为主要量测对象，测量的物理震动的位移；强震仪强震动为主要量测对象，测量的物理量大多选定为与地震惯性力联系密切的地震动加速度。仪器使用者专业地震强弱运转记录纸速放大倍数记录地震动量记录重点内容设置地点通频带仪器使用者专业地震强弱运转记录纸速放大倍数记录地震动量记录重点内容设置地点通频带连续各种波形窄地震仪地震弱连续不停慢高位移各种波形的到时与初动方向基岩窄、低频强震仪抗震强自动触发快低加速度全过程各种场地与结构物上宽高、低频 描述地震规模大小的方法描述地震规
3、模大小的方法1.利用释放的能量来表示（地震矩、震级、辐射能）2.根据造成的破坏程度来表示（烈度）1.利用释放的能量来表示（地震矩、震级、辐射能）2.根据造成的破坏程度来表示（烈度）2013/4/176 里氏震级里氏震级地方震级、体波震级和面波震级地方震级、体波震级和面波震级。这三种里氏震级的计算原理是相同的，都是在地震发生后根据记录到的某个周期段的地震波振幅来推算地震的相对大小。三种里氏震级的区别只在于计算中所用的地震波振幅的类型不同。地方震级是用周期1秒左右的S波振幅来计算的；体波震级是用周期1 秒左右的P波地震动竖向分量来计算的；而面波震级是用浅源地震产生的20 秒左右的面波振幅计算的。地
4、方震级(地方震级(Richter,1935)标准地震仪记录到的震中距100公lMA 标准地震仪记录到的震中距100公里处地面运动最大振幅（微米）的常用对数值。标准地震仪：Wood-Anderson地震lgLMA标准地震仪：Wood Anderson地震仪，自振周期0.8s，阻尼系数0.8，静态放大倍数2800。2013/4/177 里氏震级里氏震级缺陷：缺陷：精度不太高。因为地震波在向各个方向传播过程中，历经的传播径衰减效应都存在差异便震在传播路径和衰减效应都存在差异。即便是同一次地震，在不同观测点计算出来的震级也会存在差异，差异一般有0.5级，有时还会达到1级。里氏震级难以测量特大地震。由于
5、“地震强度频谱比例定律”的限制，当震级超过8.38.5以后，尽管地表出现更长的破裂，显示出地震具有更大的规模但测定的面波震级却很难增长显示出地震具有更大的规模，但测定的面波震级却很难增长上去了，这就使得一些强度明显不同的地震，用传统方法计算得出的面波震级数值却相同，这就是所谓的面波震级饱和面波震级饱和现象现象。地震矩地震矩0MAD天然地震是地球上部沿地质断层发生突然滑动而产生的滑动之前存储的弹性应变能使断裂动而产生的，滑动之前存储的弹性应变能使断裂两侧岩石回跳到大致未应变的位置。假如用一只小虫子拉木块来描述断层两盘发生相对滑动的过程。就表示发生滑动的单位面积与地面之间的粘合力（也叫做剪切强度）
6、;A是木块的底面积，也就表示发生滑动部分断层面的面积;D就是断层两盘的相对滑动距离。剪切强度越大、相对滑动面积越大、滑动的距离越远，小虫子所作的功就越大，滑动释放的能量越多。2013/4/178 矩震级矩震级（CIT 金森博雄)里氏震级只是抓住地面上某一种地震波的最大振幅来表征地震的能量。经过长途传播后到达观测点的地震波能量只能是地震释放总能量的一部分，完全不足以表达震源破裂面上真正释放出的能量。里氏震级只能算是一种测量震级；地震矩本身就是根据断裂面上的基本物理参数计算的，能够直接表征破裂面上滑动过程中能量释放大小，因此矩震级才是真正考虑了地震破裂机理、反映了地震滑动量大小的物理震级。02lg
7、10.73WMM 矩震级对特大地震不会出现饱和现象。大所以美国地震学界目前更多地使用矩震级，而我国规定对公众发布一律使用面波震级。不同的震级标度是不能直接进行对比的。破裂长度100 km；破裂宽度12 km；平均滑动量6 m；介质剪切刚度3x1011dyne/cm2，则矩震级为？01125113342dyne 3 10100km 12km 6mcm10N =3 10100 10 m 12 10 m 6m10 mMAD介质剪刚y，则震为2010 m =2.16 10N m27 =2.16 10 dyne cm27022lg10.7lg 2.16 1010.77.533WMM2013/4/179
8、烈度烈度烈度（烈度（IntensityIntensity）是指某一地区地面和）是指某一地区地面和烈度（烈度（IntensityIntensity）是指某一地区地面和）是指某一地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响破坏的强烈程度。各类建筑物遭受一次地震影响破坏的强烈程度。各类建筑物遭受一次地震影响破坏的强烈程度。各类建筑物遭受一次地震影响破坏的强烈程度。小震，也叫多遇地震。指的就是未未来50年期限内，一般场地条件下，来50年期限内，一般场地条件下，能遭遇的超越概率为能遭遇的超越概率为的震的震0ln 1TTP可可能遭遇的超越概率为能遭遇的超越概率为6363的的地地震震。相当于50年一遇的地震。多遇地
9、震对应的烈度，称为众值烈度。大震，也叫罕遇地震。就是在未来50年期限内，一般场地条件下，可能未来50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇的超越概率为23的地震遭遇的超越概率为23的地震，相当于16002500年一遇的地震。罕遇地震对应的烈度，称为罕遇烈度。罕遇震对应的烈度，称为罕遇烈度 中震，也叫偶遇地震、设计地震。指的就是未来50年期限内，一般场地未来50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇的超越概率为10的地震条件下，可能遭遇的超越概率为10的地震。相当于475年一遇的地震。设计地震对应的烈度，是什么烈度？设计地震对应的烈度，是什么烈度？基本烈度未来50年内，一般场地条件下，超越概率10%的地
10、震烈度基本烈度未来50年内，一般场地条件下，超越概率10%的地震烈度。2013/4/1710影响地震烈度分布的主要因素有哪些？影响地震烈度分布的主要因素有哪些？震级和震中距震级和震中距。对同一场点，震级越高，烈度越高。对同一次地震，震中距越远，烈度越低。震源深度；震源深度；地地震波传播所震波传播所经经过的介质特性过的介质特性；震波传播所过的介质特性震波传播所过的介质特性；局部场地近地表土层的性质局部场地近地表土层的性质：一般来说、天然的密实的硬质岩石或硬土场地的烈度，要比人工填充的或松散场地的烈度小。建筑物本身的动力特性和施工质量建筑物本身的动力特性和施工质量：建筑物质量好点，震害情况就会减轻
11、，烈度也会适当减小。抗震设防三水准抗震设防三水准：“小震不坏，中震可修，大震不倒小震不坏，中震可修，大震不倒”。两阶段设计：两阶段设计：第一阶段设计：采用多遇地震烈度对应的地震动参数，计算出结构强度和弹性状态下的地震作用效应与风重力等荷出结构强度和弹性状态下的地震作用效应，与风、重力等荷载效应组合，并引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求；第二步则采用多遇地震烈度对应的地震动参数，计算出结构的弹性层间位移角，使其不超过规定的限值；同时采用相应的抗震构造措施，保证结构具有相应的延性、变形能力和塑性耗能能力，从而自动满足第二水准的变形要求满足第二水准的变形要求。第二阶
12、段设计：采用罕遇地震烈度的地震动参数，计算出结构的弹塑性层间位移角，满足规定的要求，并采取必要的抗震构造措施，从而满足第三水准的防倒塌要求。2013/4/1711平均震害指数平均震害指数 平均震害指数，指的是调查区内所有各类房屋震害指数的平均值平均值：第j类房屋的震害指数：jmIIN其中，Ij第j类房屋的震害指数N不同类别房屋的类别数其中，ni达到第i等级破坏程度的栋数1mikkjjn iINNj第j类房屋的总栋数i根据破坏程度确定的震害等级数值k震害等级序号m震害等级总数例：某次地震震后调查发现，某地区A类房屋（木构架和土、石、砖墙建造的旧式房屋）、B类房屋（未经抗震设防的单层或多层砖砌体房
13、屋）和C类房屋（按照VII度抗震设防的单层或多层砖砌体房屋）建筑物破坏情况如表10-1。试计算该地区的平均震害指数。2013/4/1712地震动地震动 由震源释放出来的地震波引起的地表附近土层由震源释放出来的地震波引起的地表附近土层的振动。的振动。地震是对地壳运动并引发地面快速振动这样一个事件的称呼，而地震动只是单指地面的运动过程地震动是由地震引起的过程。地震动是由地震引起的。地震动时程地震动时程 地震动时程地震动时程，是描述一段时间内地面运动情况的。按描述地面运动的物理量的不同可分成地震动位移时程地震动速面运动的物理量的不同，可分成地震动位移时程、地震动速度时程和地震动加速度时程。2013/
14、4/1713地震动的三要素地震动的三要素 地震动三要素：幅值、持时、频谱特征地震动三要素：幅值、持时、频谱特征 时程是以时间为参考坐标来描述变量的变化；频谱则是以频率(或周期）为参考坐标来描述变量的特性。观察一条地震动时程，可以说出在哪个时间点上地面运动幅度最大；观察一条地震动频谱，可以知道在哪个频率点上，地面运动的幅度最大。影响地震动的因素包括哪三类？是如何影响的？影响地震动的因素包括震源震源传播介质与距离传播介质与距离影响地震动的因素包括震源震源、传播介质与距离传播介质与距离、局部场地条件局部场地条件三类。震源的影响主要体现在震级大小和震源尺度方面；传播介质与距离的影响主要体现之一就是地震
15、动的振幅随着震源距增大而减小；局部场地条件对频谱形状有重要影响。2013/4/1714频谱频谱 反应谱反应谱 反应谱反应谱 单自由度线弹性系统在给定的地震作用下最大反应量和体系的自振周期之间的关系曲线。影响反应谱的因素有？体系的阻尼比体系的阻尼比 地震动的加速度记录地震动的加速度记录2013/4/1715标准反应谱标准反应谱首先，如果把反应谱上每一个固有周期处的反应幅值，除以输入的地震动加速度记录的最大值，形成动力放大系数谱动力放大系数谱。对动力放大系数谱进行平滑及标准化就会得到标准反应谱标准反应谱力放大系数谱进行平滑及标准化，就会得到标准反应谱标准反应谱。给标准反应谱乘上一个地震系数，得到地
16、震影响系数曲线。地震影响系数曲线。借助地震影响系数，可以方便地从重力荷载代表值推算出等效地震荷载。就像是从重力荷载代表值中，分离出一部分作为地震对结构物的作用力，所以称为地震影响系数。FTG maxagSTkkTTx iiFTG设计反应谱设计反应谱 已知地震动的情况下，可以很容易地计算出标准反应谱。但对建筑物进行抗震分析和设计的时候，不可能知道将发生何种地震加速度时程因此必须研究一种知道将发生何种地震加速度时程，因此必须研究一种专门供抗震设计用的设计反应谱。max地震影响系数最大值地震影响系数最大值Tg特征周期特征周期2013/4/1716 水平地震影响系数最大值，根据抗震设防烈度和抗震设防烈
17、度和设计基本地震加速度值设计基本地震加速度值来确定。两阶段设计中，第阶段进行结构强度和弹性变形验算时采用第一阶段进行结构强度和弹性变形验算时，采用多遇地震烈度；第二阶段进行结构弹塑性变形验算时，采用罕遇地震烈度。特征周期，也称场地卓越周期特征周期，也称场地卓越周期。特征周期的取值，要根据场地类别和设计地震分组场地类别和设计地震分组确定。其中场地类别根据场地土的剪切波速以及覆盖层厚度确定的。设计地震分组设计地震分组表征地震震级及震中距影响的参量 设计地震分组设计地震分组，表征地震震级及震中距影响的参量。设计地震第一组表明地震可能发生在本地较近距离处，短周期地震动占地震影响的绝大多数，设计反应谱的
18、水平段比较短；设计地震第三组，表明地震可能发生在本地较远距离处，长周期地震动占地震影响的绝大多数，设计反应谱的水平段比较长。影响的绝大多数，设计反应谱的水平段比较长。2013/4/1717地震活动性地震活动性 地震活动性指的是地震发生的时、空、强规律地震活动性指的是地震发生的时、空、强规律。地震活动性分析依据的资料包括地震地质资料地震活动性分析依据的资料，包括地震地质资料、历史地震资料、仪器地震资料。地震动危险性分析中的超越概率，指某一场地未某一场地未来遭遇到超过地震动给定值的概率来遭遇到超过地震动给定值的概率。地震动危险性分析计算包括两个主要步骤：一是确定发生一次地震的地震危险性；另一是考虑
19、多次发生地震的可能性来确定总地震危险性。地震区划地震区划全国的地震动区划（中国地震动参数区划图）：全国的地震动区划（中国地震动参数区划图）：是平均场地条件、大范围内地震危险的平均估计不可能对局部区域的地震活动地震小区划：地震小区划：详细指出一个不大的地区内对工程抗震有重要影响的因素是如何影响地震动的并在地图上标出考虑这些因素大范围内地震危险的平均估计，不可能对局部区域的地震活动，地质构造条件做出详细的描述;概率水准为50年超越概率10%，不能满足对精度更高地区及相关工程的选址选线和设计的需求响的因素是如何影响地震动的，并在地图上标出考虑这些因素之后的地震动和其他影响。地震小区划分为烈度小区划、
20、场地小区划、反应谱小区划、多指标地震动小区划。2013/4/1718次生山地灾害次生山地灾害 地震触发的崩塌、滑坡、泥石流等。同震山地灾害以崩塌、滑坡为主，震后次生山地灾害以泥石，流、滚石为主。此外，地震形成堰塞湖也可视为一种特殊地震次生山地灾害。地震同震触发山地灾害的成因特点是地震作用力是造成斜坡物质失稳的主要因素震后次生山地是造成斜坡物质失稳的主要因素。震后次生山地灾害的特点是地震使强震区成灾环境发生变化，但灾害的直接诱因还是降雨、人工扰动等因素。铁路、公路部门制定地震应急预案应包括哪些内容？我国防震减灾法要求地震应急预案具有下列规范性的内容：（1）应急机构的组成和职责；（2）应急通讯保障；（3）抢险救援人员的组织和资金、物质的准备；（4）应急、救助装备的准备；（5）灾害评估准备；（5）灾害评估准备；（6）应急行动方案等。这些内容可作为铁路、公路部门制定地震应急预案时的法规依据和参考。2013/4/1719汶川地震对于地震工程学的发展有哪些促进和推动作用？进和推动作用？强震数据 山地灾害资料 抗震设计规范
