地震工程学讲义
高中地理人教版必修第一册教案讲义：地球的圈层结构(解析版)
宇宙中的地球地球的圈层结构0102预习导学1．地震波地震波指的是地震时将震源区集聚的能量向四面八方辐射传播的一种弹性波。
其分类主要按传播方式分为两大类：体波和面波。
体波指的是在地球内部传播的地震波，包括纵波和横波，是从震源直接发射出来的波。
纵波（简称P波），是一种压缩波，其振幅较小、周期短、传播速度较快；横波（简称S波），是一种剪切波，振幅较大、周期较长、传播速度较慢。
二者的主要区别是纵波在固体液体气体中都能传播，但横波只能在固体中传播。
面波指的是由纵波和横波辐射到达地面时激发的只沿地球表面传播的地震波，不是从震源直接发出的。
特点是振幅大、周期长、传播速度比横波慢等等。
需要注意的是，由于面波只作用于地面，且同时使地表发生上下起伏和横向剪切，所以面波对地面的破坏作用是最强的。
另外，面波按质点振动特征的不同分为勒夫波和瑞利波两种。
勒夫波的质点振动平行于地面且垂直于传播方向（类似于横波的传播方式），使地面发生一种蛇形状前进的波动；而瑞利波的质点振动类似于水波浪，一般只存在于震中以外的地区。
地震波的记录一般是在地震台用地震仪记录。
地震仪一般由两部分组成，即拾震器和记录器，二者共同绘制地震波谱图。
由于几种地震波的速度不同，可以知道最先到达固定地震台的是纵波，然后是横波，最后是面波。
根据三者到达该地震台的时间差，我们就可以算出该地震台的震源距或震中距。
当然，如果有三个不在同一直线上的地震台的话，我们就可以求出各自的震源距或震中距，再用多点交会法求出震中位置了。
2．地球内部圈层结构的形成原始地球是一个接近匀质的球体，那时各种物质混合在一起，没有明显的分异现象。
地球圈层的分化与地球的温度变化有密切的关系。
在低温状态下，各种物质以固态存在，不能在重力作用下自由升降。
后来，放射性元素在衰变中产生的热量，以及地球本身因体积收缩而产生的热能，在地球内部积累，使地球内部温度逐渐升高，物质具有可塑性。
在重力作用下，物质发生分异，轻的物质上升形成外层，重的物质下沉形成内层，于是形成地球的固体圈层。
《工程结构抗震设计》教学方法与教学手段
《工程结构抗震设计》教学方法与教学手段1．教学方法为了优化教学效果，提高教学质量，在教学中注意综合使用多种教学方法和教学手段，包括板书讲授、多媒体讲授、网络教学等不同教学手段综合运用，在教学的过程中通过启发式、交互式教学充分调动学生的积极性、主动性，形成教、学互动的局面，取得了很好效果。
传统板书讲授主要是针对课程中的重点、难点、涉及较多计算和理论推导等内容，包括结构动力学基本理论、弹性体系地震反应与地震作用计算的反应谱理论、弹塑性体系地震反应分析的时程分析法等，通过公式推导、计算实例等，循序渐进，注意学生的接受与知识消化。
多媒体讲授主要是针对地震基本知识、工程结构抗震设计基本要求、场地地基和基础抗震设计、以及多层和高层混凝土结构、多层砌体和底部框架结构、多层和高层钢结构、单层钢筋混凝土柱厂房、桥梁结构的抗震设计方法、结构隔震、减震和制振技术。
在讲授过程中，注意将多媒体讲授与板书讲授有机结合，通过二者的优势互补，实现有关知识的融合与最佳传授。
网络教学本课程的建设计划将通过网络课件的形式，为学生提供一个交互的学习平台，同时建立布置作业、你问我答等平台。
另一方面把这些录像挂在课程网站上，学生在实验前或复习时可以浏览，必将取得更好的教学效果。
本课程教学中综合采用了传统板书教学、多媒体教学、网络教学等现代教育手段，这些都为优化教学效果、实现教学目标提供了有力支持。
在教学改革中，本课程注重采用启发式教学、引导式教学和交互式学习，调动学生学习的主动性、积极性和创新意识。
2．教学手段网络环境和多媒体技术为我们实现《工程结构抗震设计》课程的改革，形成新的课程体系提供了机遇。
充分利用了多媒体、网络等信息技术现代教学手段与本门课程的结合将是完美的。
地震对房屋破坏需要借助于多媒体手段表示，抗震设计的重要理念概念设计和构造措施也需图文并茂直观表达。
多媒体技术使原本枯燥抽象的内容变得生动和易于理解；网络技术则为师生间高度的交互提供了条件，极大发挥了学生的主动性和积极性。
工程地质学基础讲义第六章泥石流
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0.093 der R
泄 洪 道 与 导 流 堤
导流堤
舟曲，导流堤被堵
(5)保护交通线路的专门防治措施 如跨越泥石流的桥梁、涵洞、穿越泥石流的护路明洞、护路廊道 、隧道、渡槽等防护工程。
泥石流沟的选线方案
泥石流形成区，由于地形开阔，且坡体 极不稳定，一般不允许线路通过。 泥石流流通区通过的线路，要修建跨越 桥，此处地形狭窄，工程量较小。但因 冲刷强烈，桥梁易受毁坏。所以只有当 线路有足够的高程、沟壁又稳定的情况 下才能通过。 泥石流停积区，可有扇前绕避、扇后绕 避及扇身通过等几种方案加以比较。
扰动性，但是在河床顺直、纵坡平缓而石块有较
小时，可谓蠕动流。
泥石流速度计算
• 多采用半理论、半经验计算公式：VdFra bibliotek1.53
Rd2 / 3
I
3/8
Vd K H 2 / 3 I 1/ 5
四、泥石流的直进性
流体携带了大量固体物质，受阻而将部分物质堆积下来 ，沟床迅速抬高，超高、爬高，猛烈冲击，截弯取直，冲 出新道而向下游奔泄。流体愈粘稠，直进性愈强，冲击力 就愈大。成昆线1981年利子依达沟泥石流，流速高达 10m/s，密度为2.35t/m3，在沟槽转弯处泥位超高4.8-5.1m 。桥头右岸地形急弯阻挡，爬高12m，为泥深的3-4倍。
五、泥石流的脉动性
一般的洪流过程线是单峰（少数为双峰）型涨落 曲线；泥石流暴发时，几乎以相等的时间间隔一阵 一阵地流动。称阵性运动或波状运动。曲线为正弦 曲线，一场泥石流出现几阵、几十阵至上百阵。
泥石流脉动性的主要原因是：一是具有宾汉体的 性质；二是具有运动的阻塞特性。
泥石流分类
• 流域形态化分： 标准型、河谷型、山坡型 • 物质组成划分： 水石流、泥石流、泥水流 • 流体性质划分： 粘性、稀性 • 按照水源物源划分
6-2 地质灾害(学生版)-高一地理同步精品讲义(人教版2019必修第一册)
6.2 地质灾害课程标准课标解读1．运用资料，说明常见自然灾害的成因，了解避灾、防灾的措施。
1．理解掌握地震的发生的原因和地震构造2．知道震级与烈度的区别和影响因素3．能说出地震产生的影响，知道地震的主要分布地区4．理解掌握滑坡、泥石流的形成原因、影响，以及在我国的分布知识点01 地震1，地壳中的岩层在 的长期作用下，会发生 或 。
当积累起来的地应力超过岩层所能承受的限度时，岩层便会突然发生 或 ，使长期积聚起来的能量急剧地释放出来，并以 的形式向四周传播，使地面发生震动，称为地震。
2，地球内部岩层破裂引起震动的地方称为 。
震源到地面的垂直距离称为 。
地面正对着震源的那一点称为 。
地面上任何一点到震中的直线距离称为 。
把地面破坏程度相似的各点连接起来的曲线称为 。
3，地震能量的大小用 表示。
地震时某一地区地面受到的影响和破坏程度用 表示。
一次地震只有一个 ，但可以有多个 。
地震烈度的大小与 、 等有直接关系。
受 、 等影响，在震中距相同的地方，地震烈度有时相差很大。
4，地震会造成房屋倒塌，破坏道路、管道、通信等 ，导致人员伤亡和财产损失。
地震还会诱发 、 、 、 、 、有毒气体泄漏、疫病蔓延等灾害。
5，地震不仅破坏当地的资源环境和生态系统，还会造成家破人亡和生活突变，从而严重损害灾区人们的 。
这些影响具有一定的滞后性和隐蔽性，持续时间往往长久。
6，板块与板块交界处地壳极不稳定，是地震易发地区。
从世界范围看，地震集中分布在 和 地带。
我国地跨世界两大地震带，地震灾害发生范围广、频度高、强度大，目标导航知识精讲是世界上地震灾情最严重的国家之一。
我国地震灾害发生频繁的地区有、、、、、等。
【即学即练1】2016年上半年，台湾接连发生地震。
下图显示了其中两次地震的基本信息。
台湾正在致力于地震预警系统的建设，该系统可以在地震发生以后，在地震波传播到某地区前，提前几秒至数十秒发出警报，以减少伤亡。
读图，回答两次地震相比，高雄地震人员伤亡较多的原因是（）①震级较高②震源较深③时值深夜④地处山区⑤人口稠密A．①②③B．②③④C．①③⑤D．②④⑤知识点02 滑坡和泥石流1，滑坡是山地上的岩体或土体，因、、及等原因，在作用下，沿一定的整体下滑的现象。
石大灾害及防治对策讲义02地质灾害与地震灾害
第二章地质灾害与地震灾害第一节地质灾害概述自然的变异和人为的作用都可能导致地质环境或地质体发生变化，当这种变化达到一定程度,其产生的后果就会给人类和社会造成危害,称为地质灾害，如：滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道涌水、瓦斯爆炸、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、沙土液化、土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化、地震、火山、地热害等。
一、地质灾害的分类地质灾害的分类十分复杂，从不同角度有不同的标准。
（D地质灾害就其成因而论，主要由自然变异导致的地质灾害称为自然地质灾害；主要由人为作用诱发的地质灾害则称为人为地质灾害。
因岩土工程处置不当而发生事故所形成的灾害是人为地质灾害的主要组成部分。
（2）地质灾害就地质环境或地质体变化的速度而言，可分为突发性地质灾害与缓发性地质灾害两大类。
前者如：崩塌、滑坡、泥石流等，即习惯上的狭义地质灾害；后者如水土流失、土地沙漠化等，又称环境地质灾害。
岩土工程事故灾害也属于突发性的。
（3）根据地质灾害发生区的地理或地貌特征，可分山地地质灾害（崩塌、滑坡、泥石流等）；平原地质灾害（地面沉降等）。
二、地质灾害对人类的危害地质灾害给人类造成的损失及危害是很严重的。
我国有2/3地区属于山地,地质灾害十分严重。
据统计，在20世纪的后50年，每年中国因地质灾害而导致伤亡的人数在万人左右，造成经济损失总数达上百亿元。
国际上，世界各国都或多或少受到地质灾害的危害，因而1999年的世界地球日（4月22日）的主题确定为“防治地质灾害”。
本章内容涉及一些常见的突发性地质灾害。
这里着重介绍地震、滑坡、泥石流、引起的灾害及其防治。
第二节地震灾害2.2.1地震概述地震是一种严重危及人们生命财产的突发性自然灾害。
我国是一个地震频发的国家，烈度在6度及6度以上的地震区几乎遍及全国各个省和自治区。
近几十年来的十多次大的地震，给人们的生命财产造成了巨大的损失，在人们的心里留下了巨大创伤。
白绍良教授——抗震经典讲义
第一个问题解读：根据非抗震设计中沿用下来的习惯，在各国现行规范“基于地震力”的设计方法中对小震变形验算和小震组合内力设计值的计算以及结构弹性周期的计算都还是采用构件的弹性刚度EI；其中E为设计规范规定的弹性模量，它相当于实测弹性模量的偏低值；而I为构件混凝土毛截面的惯性矩（在遇到带翼縁的梁和T形，I字形截面剪力墙时，应计入有效宽度的翼縁，不考虑钢筋）。
需要指出的是，这样确定的刚度与实际钢筋混凝土的结构受力表现相比是偏高的，这主要有两个方面的原因：一是构件本身方面的原因，构件测试结果表明，当纵筋配筋率在工程常用范围内时，即使是受力初期，实际刚度也略小于EI,在截面受力较大，受拉区开裂后，实际刚度将更偏小，而且随着受力进一步地增大，因受压区混凝土非弹性性能的加重和受拉区裂缝之间混凝土进一步退出工作，刚度进一步减小；另一方面原因在于结构分析时的模型假定与实际情况有出入。
例如底层柱底按固端考虑，但实际上基础会有转动，且柱子受拉钢筋还会从基础中有一定滑出（粘结滑移）；在所有梁柱节点处分析模型都假定梁柱刚接，实际上节点区将产生剪切变形，梁柱纵筋也有从节点中的滑出（受拉钢筋）和节点内的滑入（受压钢筋），这些都将减小结构的真实抗侧力刚度，加大结构的层间位移。
由于所取各类构件的弹性刚度偏大，会对结构设计带来以下三类影响，需要理解并在必要时候给以关注：1；由于各构件真实刚度与EI相差的程度不同（通常柱，特别是轴压比偏大的柱差别小些，梁差别要大些，墙介于柱梁之间），所以按EI 计算出的内力与实际作用会有一些差异，有些地方偏大，另一些地方偏小；如上学期已经讲过的，可以通过钢筋混凝土结构的内力重分布能力而得到调整，不会影响结构在多遇地震下的承载能力。
2;实际结构在多遇地震作用下的位移会比按按EI计算出来的大；这个可以通过层间位移限值条件来考虑；也就是说规范所给的层间位移限制条件是针对按EI计算出的层间位移的；这样做，对抗震设计也不会有不利影响。
高中地理必修一讲义第六章 第二节 地质灾害
第二节地质灾害课程标准运用资料，说明常见自然灾害的成因，了解避灾、防灾的措施。
学习目标1.运用资料，说明地震、滑坡、泥石流等常见地质灾害的成因和危害。
2.结合实例，说出地震、滑坡、泥石流等常见地质灾害的防御措施。
一、地震1．概念：地壳中的岩层在地应力的长期作用下，会发生倾斜或弯曲。
当积累起来的地应力超过岩层所能承受的限度时，岩层便会突然发生断裂或错位，使长期积聚起来的能量急剧地释放出来，并以地震波的形式向四周传播，使地面发生震动。
2．指标(1)地震能量的大小用震级表示。
(2)地震时某一地区地面受到的影响和破坏程度用地震烈度表示。
(3)一次地震只有一个震级，但可以有多个烈度。
地震烈度的大小与震级、震源深度、震中距、地质构造及地面建筑有密切关系。
3．危害(1)直接危害：造成房屋倒塌，破坏道路、管道、通信等基础设施，导致人员伤亡和财产损失。
(2)间接危害：诱发崩塌、滑坡、泥石流、火灾、海啸、有毒气体泄漏、疫病蔓延等灾害。
(3)心理健康：造成家破人亡和生活突变，从而严重损害灾区人们的心理健康。
4．频发地板块与板块交界处，集中分布在环太平洋和地中海－喜马拉雅地带。
5．我国地震灾害发生范围广、频度高、强度大，主要地区有台湾、西藏、新疆、青海、云南、四川等。
判断1．一次地震可以有多个震级。
( × )2．地面建筑质量影响地震烈度。
( √ )二、滑坡和泥石流1．滑坡(1)概念：山地斜坡上的岩体或土体，因河流冲刷、地下水活动、地震及人类活动等原因，在重力作用下，沿一定的滑动面整体下滑的现象。
(2)多发地：岩体比较破碎、地势起伏较大、植被覆盖度较差的山地丘陵区以及工程建设频繁的地区。
(3)危害：破坏或掩埋农田、道路和建筑物，堵塞河道。
2．泥石流(1)概念：山区沟谷中由暴雨或冰雪消融等激发的，含有大量泥沙、石块的特殊洪流。
(2)多发地：地形陡峻、具有丰富的松散物质以及短时间内有大量水流的地区。
(3)危害：摧毁聚落，破坏森林、农田、道路，淤塞江河等。
湘教版高中地理必修一讲义地球的圈层结构
第三节 地球的圈层结构学习目标：1.了解地震波的概念、分类及特点。
2.了解地震灾害的危害及防御措施。
3.掌握地球内部圈层的结构、特点及划分依据。
(重点)4.理解地球外部圈层及其相互关系。
(重点)一、地震与地震波1．地震(1)含义：地震是指大地突然发生的震动，是地球内部能量快速释放的一种形式。
(2)特点：突发性。
(3)危害①造成人员伤亡。
②破坏房屋和其他工程设施。
③引发次生灾害。
2．地震波1．划分依据：地震波的传播速度。
2．地壳(A)(1)范围：地球表面以下、a 莫霍面以上的固体外壳。
(2)厚度：平均厚度为17千米，大陆部分平均厚度为39－41千米，海洋部分平均厚度为5－10千米。
(3)分层：⎩⎨⎧ 上层：硅铝层，密度相对小些，不连续下层：硅镁层，密度相对大些，连续 3．地幔(B)(1)范围：介于地壳和地核之间，在莫霍面与b 古登堡面之间，深度从地壳底界到2900千米。
(2)分层：分为上地幔和下地幔。
上地幔上部存在软流层，可能是岩浆的发源地。
(3)岩石圈：地壳和上地幔顶部(软流层以上)的合称，平均厚度100～110千米。
4．地核(C)(1)范围：地球的核心部分，即古登堡面所包围的球体。
(2)分层⎩⎨⎧C 1外核：高温高压下呈液态或熔融状态C 2内核：一般认为呈固态三、地球的外部圈层1．大气圈(1)组成：包裹地球的气体层。
(2)特点：随着高度的增加，大气的密度迅速减小。
2．水圈⎩⎨⎧ 组成：液态水、固态水和气态水分类：海洋水、大气水、陆地水和生物水意义：与人类社会关系密切，尤其是陆地水3．生物圈(1)组成：地球上所有生物及其生存环境。
(2)范围：大气圈的底部、水圈的全部和地壳的表层。
(1)地震波可在不同的介质中传播。
( ) (2)岩石圈包括地壳和上地幔两部分。
( )(3)地球的外部圈层中，不断转化和循环运动最明显的是大气圈。
( )(4)生物圈就是地球上所有生物组成的一个有生命的圈层。
()(5)组成该山体岩石的矿物直接来自()A．地表B．地壳上部C．地壳下部D．地幔提示：(1)×地震波分为横波和纵波，横波只能在固体中传播，纵波能在固体、液体和气态中传播。
高中地理必修一讲义第六章 第三节 防灾减灾
第三节防灾减灾课程标准运用资料，说明常见自然灾害的成因，了解避灾、防灾的措施。
学习目标 1.理解防灾减灾的指导方针及内容。
2.掌握自然灾害中自救与互救的常识。
一、防灾减灾手段1．指导方针：“以防为主，防抗救相结合”，以最大限度地减轻自然灾害的影响。
2．工作内容(1)灾害监测：由人造卫星、气象站、水文站、地震台、地质环境监测站等组成的监测系统，主要对自然灾害的孕育、发生、发展和致灾全过程进行动态监测。
(2)灾害防御：一方面修建水库、堤坝、防护林等防灾工程；另一方面施行防灾减灾的法律法规，开展减灾教育。
(3)灾害救援与救助：发生自然灾害并达到应急响应程度时，应按照国家有关自然灾害的应急预案，调动救援物资和人员，尽快稳定社会秩序，救治伤员，展开心理援助。
(4)灾后恢复：灾后要尽快恢复灾区群众的生产和生活，并促进灾区经济和社会的恢复和发展。
二、自救与互救1．灾前准备：对于洪涝、台风等可以较准确预测的自然灾害，多发区居民应及时关注天气预报及灾害预警信息；对于突出的较难准确预测的地质灾害。
以地震为例，震前准备主要包括准备应急救援包，牢记地震撤离路线和附近应急避难场所位置，经常参加地震演习活动，树立防震意识等。
2．灾中救助：若洪涝来袭，应尽量向地势高的地方逃生。
当地震发生时，如条件允许，应及时、有序地撤到安全地带。
如遭遇泥石流，应向垂直于泥石流前进方向的山坡转移。
3．灾后自我保护：例如，洪灾过后，应做到不吃洪水浸泡过的食物，要喝煮沸后的水，入住前对房屋进行全面消毒等。
再如，地震发生后往往还有余震，不可立即返回家中，要远离危墙、广告牌、电线杆等危险区域。
思考在学校怎样避震？答案(1)正在上课时，要在教师的指挥下迅速抱头、闭眼、躲在各自的课桌下。
(2)在操场或室外时，可原地不动蹲下，双手保护头部，避开建筑物及危险物，不要再回到教室去。
(3)震后应有组织地撤离。
探究点防灾减灾材料一洪水、滑坡、泥石流和地震都是破坏性很强的自然灾害。
工程地质学基础》ppt课件讲义
1.3 工程地质在岩土工程中的应用
1.3.1 基本概念 （1）建筑物：其含义广泛，可分为房屋建筑和构筑物两大类， 住宅和公用建筑称为建筑物，而为专门生产工艺使用的建筑物，如 发电站、水塔、车间、桥梁、烟囱等称为构筑物。 （2）建筑场地：指工程建设所直接占有并直接使用的有限面积 的土地，大体相当于厂区、居民点和自然村的区域范围的建筑物所 在地；从工程勘察角度分析，场地的概念不仅代表着所划定的土地 范围，还应涉及建筑物所处的工程地质环境与岩土体的稳定问题。 （3）建筑物地基：指在土和岩层中修建建筑物，承受建筑物全 部重量的那部分土和岩层；建筑物的基础是其下部的组成部分，又 称做下部结构；基础承受整个建筑物的重量并将它们传递给地基； 地基又分成持力层与下卧层两部分，直接与基础接触的土层叫持力 层，持力层下部的土层叫下卧层。 （4）天然地基：指未经加固处理、直接支承基础的地基。 （5）软弱地基：指主要由淤泥、淤泥质土、松散的砂土、冲填 土、杂填土或其他高压缩性土层所构成的地基。
1.1 地质学与工程地质学
1.1.1 地质学
地质学是一门关于地球的科学，它研究的对象主要是固体地球 的上层，主要有以下方面内容：
（1）研究组成地球的物质：矿物学、岩石学、地球化学等分支 学科；
（2）阐明地壳及地球的构造特征：即研究岩石或岩石组合的空 间分布，如构造地质学、区域地质学、地球物理学等分支学科；
（6）人工地基：若地基土层较软弱，建筑物的荷重又较大，地 基承载力和变形都不能满足设计要求时，需对地基进行人工加固处 理，这种地基称为人工地基。
普通地质学舒良树讲义
普通地质学舒良树讲义《普通地质学》是地质学的基础课程，本讲义主要介绍地质学的基本概念、方法和原理，以及地质学研究的内容和意义。
本讲义由舒良树编写，以下是大纲内容：第一章：地质学的定义与发展1.1 地质学的定义1.2 地质学的发展历程1.3 地质学的研究内容第二章：地球的结构与构造2.1 地球的内部结构2.2 地球的表层构造2.3 地球表层构造的地质作用第三章：岩石与矿物学基础3.1 岩石的分类与成因3.2 矿物学的基本概念与分类3.3 矿物学在地质学中的应用第四章：地质力与地震学4.1 地质力与地质运动4.2 地震的产生与地震机制4.3 地震学在地质学中的地位与应用第五章：地质时间与地层学5.1 地质时间的划分与测定方法5.2 地层学的基本概念与原理5.3 地层学在地质学中的应用第六章：地质资源与环境地质学6.1 地质资源的分类与评价6.2 环境地质学的基本概念与研究内容6.3 环境地质学在环境保护中的应用第七章：地质灾害与防治7.1 地质灾害的类型与成因7.2 地质灾害的评价与预测7.3 地质灾害的防治措施与管理第八章：工程地质学与勘探地质学8.1 工程地质学的基本概念与内容8.2 勘探地质学的基本概念与方法8.3 工程地质学与勘探地质学在工程建设中的应用第九章：沉积学与地貌学9.1 沉积学的基本概念与分类9.2 地貌学的基本概念与分类9.3 沉积学与地貌学在地质学中的应用第十章：构造地质学与大地构造学10.1 构造地质学的基本概念与分类10.2 大地构造学的基本概念与研究方法10.3 构造地质学与大地构造学在地质学中的应用本讲义主要涵盖了地质学的基本知识与基本原理，适合地质学专业本科生或者对地质学感兴趣的读者参考。
希望能给读者对地质学的学习提供一些帮助。
电子讲义精简版
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工程中的振动问题
船舶与海洋工程领域
重型燃气轮机组是现代船舶重要动力系统组件，运转过程中往往产生强烈 振动，对于军用舰船直接影响隐身性能，威胁自身安全及战斗力。
！ 海洋平台是海洋石油天然气资源开发的基础性设施，长期处于恶劣海洋环 使用 境中，受风、浪、流、海冰、地震等自然环境作用，存在明显持续不断的 仅供课程学习 振动问题，影响平台正常工作。
上控制和对受体进行防护。
振动产生与传播的基本环节
振动控制措施的制定，要从振动控制指标、经济效益、技术可行性诸方面 综合平衡，以求得最佳效果!
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第2章 机械阻抗法
目录
§2.1 引言
co仅nt供en课t 程学§§§222...习342 使基系机本统械用元的阻！件机抗的械的机阻定械抗义阻抗
质量元件一端必须接“地”，并加一接地符号“
！ 持原有的物理连接方式。
” ，另一端则与其它元件保
使用 弹簧元件或黏性阻尼器元件若一端与固定端相连，则该端需要接“地” ；若不与 仅供课程学习 固定端相连，则仍保持原有的连接方式。
两种激励方式的SDOF系统机械网络图例
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工程振动分析与控制基础—电子讲义精简版 第 17 页，共 120 页
工程振动分析与控制基础—电子讲义精简版 第 1 页，共 120 页
工程振动分析与控制基础
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吴成军 机械工程学院
装备智能诊断与控制研究所
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第1章 绪 论
目录 §1.1 振动的基本概念
co仅nt供en课t 程§§11学..23习工振使程动用中分的析！振方动法问题 §1.4 振动控制方法
建筑抗震设计规范GB50011-2010北京讲义
结构各构件之间的连接，应符合下列要求：
• 1 构件节点的破坏，不应先于其连接的构件。 • 2 预埋件的锚固破坏，不应先于连接件。 • 3 装配式结构构件的连接，应能保证结构的
整体性。 • 4 预应力混凝土构件的预应力钢筋，宜在节
点核心区以外锚固。
3.6 结构分析
建筑结构应进行多遇地震作用下的内力和 变形分析，此时，可假定结构与构件处于 弹性工作状态，内力和变形分析可采用线 性静力方法或线性动力方法
• 地基和基础设计应符合下列要求：
1 同—结构单元的基础不宜设置在性质截然不同 的地基上；
2 同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采 用桩基；当采用不同基础类型或基础埋深显 著不同时，应根据地震时两部分地基基础的 沉降差异，在基础、上部结构的相关部位采 取相应措施。 3 地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重 不均匀土时，应根据地震时地基不均匀沉降和其 它不利影响，采取相应的措施。
竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平 转换构件的地震内力应根据烈度高低和水平转 换构件的类型、受力情况、几何尺寸等，乘以 1.25～2.0 的增大系数；
侧向刚度不规则时，相邻层的侧向刚度比应 依据其结构类型符合本规范相关章节的规定；
楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的受剪 承载力不应小于相邻上一楼层的 65%。
1 平面不规则而竖向规则的建筑，应采用空 间结构计算模型，并应符合下列要求：
• 扭转不规则时，应计入扭转影响，且楼层竖 向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别 不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移 平均值的1.5 倍，当最大层间位移远小于规 范限值时，可适当放宽；
凹凸不规则或楼板局部不连续时，应采用 符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型； 高烈度或不规则程度较大时，宜计入楼板 局部变形的影响；
地震安全性评价课程(第5章)PPT
工程场地地震安全性评价讲义
Chang’an University
邓亚虹
第五章 区域地震活动性和地震构造评价
地震活动时空特征的分析内容：
a)不同时段各级地震的可靠性与相对完整性；（为什么？）
b)地震的空间分布特征；（目的？） c)震源深度分布特征；（作用？） d)地震活动时间分布特征；（目的？） e)未来地震活动水平。
工程场地地震安全性评价讲义
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邓亚虹
第五章 区域地震活动性和地震构造评价
Ⅰ级工作内容：
1.收集区域地质构造和地球物理场资料，分析其与地震活
动的关系； 2.编制区域大地构造单元划分图、地质构造图和新构造图 3.编制区域布格重力异常图、航磁异常图和地壳结构图； 4.建立区域地球动力学模型。
工程场地地震安全性评价讲义
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邓亚虹
第五章 区域地震活动性和地震构造评价
什么情况下扩大范围？
1.当150km范围不足以包含对工程场地地震安全性评价结 果有影响的远源历史大地震或高震级潜在发震构造时，应当 扩大区域工作范围； 2.在弱地震区，当工程场地外延150km附近外围区域地震 活动水平较高或存在强震的发震构造时，为了更合理分析地 震活动水平和评价地震的发生条件，区域范围宜适当扩大； 3.当区域范围去工程场地外延大于150km时，区域范围根 据具体情况可以不对称。
中国地质大学(武汉)844工程地质学专业课基础班次讲义
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反应谱理论
V (T ) B1(t)cost B2(t)sint max (22a) V (T ) B1(t)sint B2(t)cost max (22b)
7.3 地震反应谱
由式(22)可见
V (T ) S(t)cos(t ) max
式中
V (T ) S(t)sin(t ) max
(23a) (23b)
u，以它为隔离体，受力如图所示。
m EI h
umg((ut) ug )
图中Fs1和Fs2可由图是有位移法（实 际直接可由形常数）得到
Fms1uFcsu2 k1u2hE3 Iumugk2(tu)
列x方向全部力的平衡方程，即可得结
构的运动方程为
Fs1 cuFs2
uu
h
7.2 单自由度地震作用分析
例-2) 试用刚度法建立图示受地面运动激 m2
k2
h2
fe1 fd1
fe2 fd2
k12
k1
h1
fI1
fI2
7.2 单自由度地震作用分析
图中各项和第二章例子相仿，分别为 fe1 fd1
f I1 m(u1 ug (t )); ui为相对位移
fI1
fd1 c11u1 c12u2; fe1 k11u1 k12u2 ;
f I 2 m(u2 ug (t )) 元素全为1
曲线则分别称为该地震的相对位移、相对速度、绝对
加速度的反应谱,分别记作D(T)、V(T)、A(T)。
讲义上图5-2、5-3和5-4分别为1940年Elcentro南 -北地震分量的相对位移、相对速度、绝对加速度反 应谱.
7.3 地震反应谱
由于一般结构阻尼比很小,可近似认为d,所以从 式(11)-(13)可见,D(T)、V(T)、A(T)分别为
中国地质大学(武汉)工程地质学讲义
第一章工程地质学基本概念和方法本章节包括4个知识点，分别是：一、理解工程地质学的内涵及任务；二、掌握工程地质学所涉及的基本概念，例如工程地质条件、工程地质问题等；三、掌握工程地质学研究方法，针对各类工程地质问题的研究思路及基本方法；四、了解工程地质学与其它学科间的相互关系及其发展前沿。
【知识点1】理解工程地质学的内涵和任务【例题1】工程地质学的主要任务是什么？分析：考察工程地质学这一基本概念，需要考生对这一概念有全面的理解和掌握。
名词解释、简答题均有可能出题。
工程地质学为工程建设服务是通过工程地质勘察来实现的，通过勘察和分析研究，阐明建筑地区的工程地质条件，指出并解决历存在的工程地质问题，为建筑物的设计、施工以至使用提供所需的地质资料。
解题：一、阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利的和不利的因素；二、论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定量的评价，作出确切的结论；三、选择地质条件优良的建筑场址，并根据场址的地质条件合理配置各个建筑物；四、研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，并提出对地质环境合理利用和保护的建议；五、根据建筑场址的具体地质条件，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求；六、为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。
注意：复习时注意对工程地质学这一基本概念的理解和掌握。
习题：1.工程地质学的内涵是什么？【知识点2】掌握工程地质学所涉及的基本概念，例如工程地质条件、工程地质问题等【例题2】什么是工程地质条件？分析：本知识点主要考察工程地质条件、工程地质问题等基本概念，考试多见于填空和名词解释。
注意对基本概念的掌握和理解。
解题：工程地质条件指的是工程建筑有关的地质因素的综合。
地质因素包括岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面注意：这是这门专业课最基本的概念之一，需要理解和掌握。
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第一章 绪论§1、1 地震与地震动地震是一种自然现象，每年平均发生500万次左右的地震，绝大多数很小，不可以用灵敏仪器测量的约占99%；可以感觉到地为1%，其中，5级以上的强烈地震约1000次左右，能造成严重破坏的大地震（>7%），平均每年大约发生18次。
地震给人类带来灾难，给人类社会造成不同程度的伤亡事故及经济损失。
如在20世纪，前80年（1900—1980）全球因地震造成的死亡人数高达105万人，平均每年死亡1.3万人。
1990年伊朗鲁德巴尔地震造成5万多人丧生。
1995年日本阪神地震紧急损失高达960亿美元就是例证。
为了抗御与减轻地震灾害，有必要进行建筑工程结构的抗震分析与抗震设计。
1、1、1地震类型与成因对于构造地震，可以从宏观背景和局部机制两个层次上揭示其具体成因。
宏观背景：地球的构造：R=6371Km 约 6400Km 包括：地壳、地幔与地核。
地壳有各种不均匀的岩石组成，出地面的沉积层外，陆地下面的地壳主要为：上不是花岗岩层，下部为玄武岩层；海洋下面的地壳一般只有玄武岩层，革除厚薄不一。
世界上大部分地震都发生在这一薄薄的地壳内。
地幔主要有质地坚硬的橄榄眼组成，它具有粘弹性，由于地球内部放射性物质不断释放能量，从地下20Km~700Km ，地球内部温度有大约600℃~2000℃，在这一范围内的地幔中存在着厚约几百公里的软流层，物质对流，地球内部的压力也不均衡，900Mpa~370000Mpa ，地幔内部物质在热状态和不均衡压力作用下缓慢的运动着，即可能为地壳运动的根源。
地核是地球的核心部分，分为外核（厚2100Km ）和内核，其主要构成物质是镍和铁。
据推测，外和可能处于液态而内核可能是固态。
通常认为，地球最外层是有一些巨大的板块组成，（六大板块和若干小板块），六大板块即欧亚板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块和南极板块。
板块向下延伸的深度大约为70~100Km ，由于地幔物质的对流，板块也相互运动，板块的构造运动，是构成地震产生的根本原因。
地震诱发地震：主要用于人工爆破、矿山开采及工程活动（如兴建水库）所引发的地震，一般不太强烈，仅有个别情况（如水库地震）会造成严重的地震灾害。
天然地震 构造地震：由地壳构造运动所产生，次数多，占地震发生总数约90%，释放的能量大，影响范围广，造成的危害严重。
火山地震：由火山爆发所引起。
陷落地震：由于地下空洞突然坍塌而引起。
强度低，影响范围小。
地震工程研究的主要对象是构造地震。
局部机制：地球板块在运动过程中，板块之间的相互作用力会是地壳中的岩层发生变形，当这种变形积聚到超过岩石所能承受的程度时，该处岩体就会发生突然断裂或错动，从而引起地震。
由于岩层的破裂往往不是演一个平面发展，而是形成有一系列裂缝组成的破碎地带，沿整个破碎地带的岩层不可能同时达到平衡，因此，再一次强力地震（即主震）之后，岩层的变形还有不断的零星调整，从而形成一系列余震。
地震往往发生在地应力比较集中，构造比较脆弱的地段，即原有断层的断点或转折点处，不同断层的交汇处。
震源：地球内部断层错动并引起周围介质震动的部位。
震中：震源正上方的地面位置。
震中距：地面某处至震中的水平距离。
浅源地震（<70Km）85%中源地震（70~300Km）12%深源地震（>300Km）3%1、1、2地震波地震波：地震引起的震动以波的形势从震源向各个方向传播并释放能量。
体波：在地球内部传播的波。
面波：沿地球表面传播的波。
纵波（P波）：介质质点震动的方向与波的前进方向一致。
（压缩波或疏密波、初级波）横波（S波）：介质质点震动方向与波的前进方向垂直。
（剪切波或次级波）纵波：一般周期较短振幅较小，在地面上引起上下颠覆运动。
横波：一般周期较长振幅较大，引起地面水平方向的运动。
面波瑞雷波（R波）：传播时，质点在波的前进方向与地表法向组成的平面内做逆向的椭圆运动，（产生类似于海浪的周期性运动），它是形成地面晃动的主要原因。
乐夫、乐甫波（L波）：传播时，质点在与波的前进方向垂直的水平方向运动，在地面上表现为蛇形运动。
这两种波的振幅均随距地表深度的增加而减小。
面波振幅大、周期长，比体波衰减慢，可以传播到很远的地方。
地震波的传播速度，以纵波（体波）最快，横波次之，面波最慢。
所以，在地震发生的中心地区人们的感觉是，县上下颠簸，后左右摇晃。
当横波或面波到达时，地面震动最为猛烈，产生的破坏作用也大，在离震中较远的地方，由于地震波在传播过程中逐渐衰减，地面震动减弱，破坏作用逐渐减轻。
1、1、3地震动地震动：由地震波传播所引发起的地面振动，震中区附近的地震动称为近场地震动，一般通过记录地面运动的加速度来了解地震动的特性。
（不规则性）§1、2 地震震级与地震烈度1、2、1地震震级地震震级：地震震级是表示地震本身大小的尺度，目前通常用里氏震级表示，其定义首先由里克特（Richter ）于1935年给出。
即 M =lgA其中 M —里氏地震等级，1935年英国Charles Richter 博士提出的。
A —用标准地震仪（周期为0.85，阻尼系数为0.8，放大倍数为2800在距震中100Km处纪录的以“µm ”（微米=10-6m ）为单位的最大水平地面位移。
例：A=1mm=100µm ，M=3震级与震源释放能量的大小有关，震级每差一级，地震释放的能量将差32倍lgE=1.5M+11.8E —地震能。
（单位尔格org ，1org=10-7J ）微震 M<2 人们感觉不到有感地震 M=2~4 人们有所感觉破坏性地震 M ≥5 会引起地面工程结构的破坏强烈地震 M>7（大地震） M>8 特大地震1960年5月22日发生在治理的8.9级地震，是记录到的世界最大的地震。
1、2、2地震烈度地震烈度：地震烈度与峰值加速度、速度和持续时间有关，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。
地震动的三要素峰值（最大振幅）：可以定量反映地震动的强度特性。
频谱：可以揭示地震动的周期分布特征。
持续时间：可以考察地震动循环作用程度的强弱。
地震烈度表：为评定地震烈度而建立起来的标准，它是以描述震害客观现象为主的，即根据建筑物的损坏程度、地貌变化特征、地震时人的感觉、家具动作反映等方面进行区分。
日本采用0~7度分成8等的烈度表，少数国家如欧洲一些国家用10度划分的地震烈度表外，绝大多数国家采用分成12度的地震烈度表。
（见附录A）莫卡利烈度（MM）1902年提出后经伍德（Wood）和纽曼（Neumann）于1913年修正，并由里查特（Richter）于1958年进一步校正，最大烈度与地震大小或震级的关系很模糊，几乎不存在什么关系。
等烈度线（等震线）：一次地震中，在其所波及的地区内，用烈度表可以对每一地点评估出一个烈度，烈度相同点的外包线叫等震线。
（多数近似呈椭圆形）震中烈度：震中区的烈度，一般说来它是地震大小和震源深度两者的函数，但是，对人民生命财产影响最大的发生最多的地震震源，深度一般在10~30Km，所以，我们可以近似的认为震源深度不变，M=1+⅔I0I0—震中烈度。
1、2、3基本烈度与地震区划基本烈度：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（我国取10%）可能遭遇到的最大地震烈度。
他是一个地区进行抗震设防的依据（抗震设防烈度）。
地震区划：依据地质构造资料，历史地震规律，强震观测资料，采用地震危险性分析办法，可以计算出每一地区在未来一定时限内关于某一烈度（或地震动加速度值）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，这一工作称为地震区划。
设计地震动参数：抗震设计用的地震加速度（速度、位移）时程曲线，加速度反映谱和峰值加速度。
§1、3地震灾害概况1、3、1中国地震背景全球地震主要集中在两个大的地表构造系范围内。
其一是环太平洋地震构造系，集中了全世界地震总数的75%；其二是位于北纬20°~50°只见的大陆地震构造系，集中了全球大陆地震的90%，见P6图1-7。
我国位于世界两大地震构造系的交汇区域，历史上就是地震频发的国家之一。
1、3、2地震的破环作用表现为三种形式：地表破坏、建筑物破坏、次生灾害。
1、地表破坏及其影响表现：地裂缝、地面下沉、喷水冒沙、滑坡等。
地裂缝：构造性地裂缝：是地层断裂带在地表的反应，其走向与地下断裂带一致。
重力式地裂缝：由于地表土质不允机手地貌影响所形成，其规模较前者较为小。
当地裂缝穿过建筑物时，会造成结构开裂直至倒塌。
地面下沉：多发生在软土分布地区和矿业采空区，引起建筑物破坏及倒塌。
喷水冒沙：地下水位较高的地区，地震波的作用使地下水急剧增高，地下水经地裂烽火其他通道喷出地面。
当地表土层含有沙层或粉土层时，会造成沙土液化甚至出现喷水冒沙现象。
液化可以造成建筑物亲卸货倒塌，埋地管网大面积破坏。
2、建筑物破坏静力破坏：因地表破坏引起的（地基失效引起的破坏）。
动力破坏：由于地震地面运动的动力作用引起的。
①承重结构或载力不足或变形过大而造成的破坏。
（抗剪、抗弯、抗震等强度不足）例如，墙体裂缝，钢砼构件开裂或酥裂，房屋倒塌，砖烟囱折断和错位，等。
②结构丧失整体性而造成的破坏结构构件发生强度破坏前后，结构物一般进入弹塑性变形阶段。
在这一阶段，结构物在强烈震动作用下会因为延性不足、节点连接实效、主要承重物件失稳等原因而丧失整体形，从而造成局部或整个结构的倒塌。
P7表1-1、表1-23、次生灾害如：水灾、火灾、毒气污染、滑坡、泥石流、海啸等。
§1、4工程抗震设防1、4、1抗震设防的目的和要求工程抗震设防的目的：在一定的经济条件下，最大限度的限制和减轻建筑物的地震破坏，保障人民生命财产的安全。
建筑抗震设计的基本准则：小震不坏，中震壳修，大震不倒。
根据对我国的几个主要地震区的地震危险性分析结果，认为我国地震烈度的概率分布上基本符合极值Ⅲ型分布。
其地震烈度的概率密度函数区县的基本形状如图1-6，其具体形状参数取决于设定的分析年限和具体地点。
当设计基准期为50年时，曲线峰值所对应的烈度即众值烈度的超越概率为63.2%，基本烈度的超越概率为10%，罕遇地震的超越概率为2%。
通过对我国45个城镇的地震危险性分析结果的统计分析得到：基本烈度较多遇烈度越高1.55度，而较罕遇烈度约低1度。
对应于前述设计准则，我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）明确提出了三水准的抗震设防要求：（我国采用6度起设防的方针，设防面积约占国土面积的60%）第一水准：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不会损坏或不许修理仍可继续使用。