第二章 地震工程地质的研究PPT课件
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2024版《工程地质》PPT课件
0102工程地质是研究工程建设与地质环境相互作用及其影响规律的学科。
为工程建设提供地质依据，预测和防治工程地质问题，保障工程建设的顺利进行。
定义任务工程地质定义与任务研究区域地质构造、地壳稳定性及地震活动对工程的影响。
地质构造与地壳稳定性研究地下水的分布、运动规律及其对工程的影响。
水文地质条件研究岩土体的物理力学性质、分类及工程特性。
岩土体性质与分类研究滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象的成因、发育规律及防治措施。
不良地质现象工程地质研究内容为土木工程建设提供地质依据，确保工程建设的安全性和经济性。
与土木工程关系为水利工程建设提供水文地质资料，预测水库渗漏、溃坝等工程地质问题。
与水利工程关系为交通线路选线、桥隧位置选择等提供地质依据，保障交通工程建设的顺利进行。
与交通工程关系预测和评估工程建设对环境的影响，提出相应的防治措施。
与环境工程关系工程地质与相关领域关系01岩浆岩由岩浆冷凝形成，包括深成岩、浅成岩和喷出岩，具有结晶质结构和块状构造。
02沉积岩由风化产物、生物遗骸和火山物质等在地表或水下沉积形成，具有层理构造和化石。
03变质岩由已形成的岩石在高温高压下发生变质作用形成，具有片理构造和变质矿物。
残积土由岩石风化后残留在原地的碎屑物质组成，结构松散，力学性质较差。
坡积土由山坡上的碎屑物质在重力作用下堆积形成，具有分选性和层理构造。
洪积土由洪水携带的碎屑物质堆积形成，具有分选性和交错层理。
冲积土由河流携带的碎屑物质堆积形成，具有层理构造和较好的力学性质。
01020304表示岩石和土体的质量和体积之间的关系，影响工程建设的荷载计算。
密度与重度描述岩石和土体中孔隙的发育程度和连通性，影响工程建设的排水设计和地基稳定性。
孔隙性与渗透性表示岩石和土体在压力作用下体积减小的性质，影响工程建设的沉降计算和地基稳定性。
压缩性与变形性描述岩石和土体抵抗剪切和压缩破坏的能力，影响工程建设的边坡稳定性和地基承载力。
抗剪强度与抗压强度岩石与土体物理力学性质03岩层在地质作用下形成的波状弯曲现象，分为背斜和向斜两种基本形态。
《地震工程地质研究》课件
研究地震工程中的地质因素
研究地震工程中的地质构造、岩土性质、地应力、地下水等因素，以及这些因素对地震工 程的影响和作用机制。
为地震工程提供地质建议和措施
根据对地质条件的调查和分析，为地震工程提供地质建议和措施，包括地基处理、边坡加 固等，以提高地震工程的稳定性和安全性。
03
地震工程地质勘察
地震工程地质勘察的方法
水利工程
在水利工程建设中，进行地质勘 察可以了解水库、水电站等建设 地点的地质条件，为工程设计和 施工提供依据。
04
地震工程地质评价
地震工程地质评价的方法
地质调查法
01
通过实地调查和观测，了解地质构造、岩土性质、地下水等情
况，为地震工程地质评价提供基础数据。
数值模拟法
02
利用数值计算方法，模拟地震作用下岩土体的响应和变形，预
程建议和措施。
地震工程地质勘察的实践应用
城市规划 通过对城市区域的地质勘察，了 解城市地质结构和岩性特征，为 城市规划和建设提供科学依据。
矿产资源开发 在矿产资源开发中，进行地质勘 察可以了解矿体的分布和特征， 为矿产资源的合理开发程建设中，进行地质勘 察可以了解道路、桥梁、隧道等 建设地点的地质条件，为工程设 计和施工提供依据。
地震工程地质监测
在工程建设和运营过程中，对场地及 其周围的地质环境进行监测，及时发 现和评估潜在的地质灾害风险，为抗 震减灾提供实时数据支持。
02
地震工程地质基础知识
地震工程地质学概述
学科定义
地震工程地质学是一门研究地震工程问题中地质因素的科 学，旨在解决地震工程中的地质问题，保障地震工程的安 全性和稳定性。
地震工程地质勘察的步骤
收集资料
收集相关地质资料、气象、水 文等资料，了解工程区域的地
研究地震工程中的地质构造、岩土性质、地应力、地下水等因素，以及这些因素对地震工 程的影响和作用机制。
为地震工程提供地质建议和措施
根据对地质条件的调查和分析，为地震工程提供地质建议和措施，包括地基处理、边坡加 固等，以提高地震工程的稳定性和安全性。
03
地震工程地质勘察
地震工程地质勘察的方法
水利工程
在水利工程建设中，进行地质勘 察可以了解水库、水电站等建设 地点的地质条件，为工程设计和 施工提供依据。
04
地震工程地质评价
地震工程地质评价的方法
地质调查法
01
通过实地调查和观测，了解地质构造、岩土性质、地下水等情
况，为地震工程地质评价提供基础数据。
数值模拟法
02
利用数值计算方法，模拟地震作用下岩土体的响应和变形，预
程建议和措施。
地震工程地质勘察的实践应用
城市规划 通过对城市区域的地质勘察，了 解城市地质结构和岩性特征，为 城市规划和建设提供科学依据。
矿产资源开发 在矿产资源开发中，进行地质勘 察可以了解矿体的分布和特征， 为矿产资源的合理开发程建设中，进行地质勘 察可以了解道路、桥梁、隧道等 建设地点的地质条件，为工程设 计和施工提供依据。
地震工程地质监测
在工程建设和运营过程中，对场地及 其周围的地质环境进行监测，及时发 现和评估潜在的地质灾害风险，为抗 震减灾提供实时数据支持。
02
地震工程地质基础知识
地震工程地质学概述
学科定义
地震工程地质学是一门研究地震工程问题中地质因素的科 学，旨在解决地震工程中的地质问题，保障地震工程的安 全性和稳定性。
地震工程地质勘察的步骤
收集资料
收集相关地质资料、气象、水 文等资料，了解工程区域的地
《工程地质学》ppt课件
03
地质构造与工程稳定性
地质构造类型及特征
褶皱构造
岩层在地质作用下形成的波状弯 曲，包括背斜和向斜两种基本形
态。
断裂构造
岩石受力发生破裂，两侧岩块沿破 裂面发生明显位移的构造，包括断 层和节理。
岩浆岩构造
由岩浆冷凝形成的岩石，常具有特 殊的结构和构造，如喷出岩的气孔 和杏仁构造。
地质构造对工程稳定性的影响
工程地质评价标准
包括安全系数、可靠性指标和风险评估等标准。安全系数是工程稳定性评价的重要指标，一般要求大于1.0；可 靠性指标反映工程结构在规定条件下和规定时间内完成预定功能的概率；风险评估则是对工程可能遇到的各种风 险进行分析和评估。
04
水文地质条件与工程问 题
地下水类型及特征
潜水
埋藏在地表以下第一个 稳定隔水层以上的重力 水，具有自由水面，无
软土
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉 积的天然含水量高、孔隙比大、压缩 性高、抗剪强度低的细粒土。具有天 然含水量高、天然孔隙比大、压缩性 高、抗剪强度低、固结系数小、固结 时间长、灵敏度高、扰动性大、透水 性差、土层层状分布复杂、各层之间 物理力学性质相差较大等特点。
不良地质现象的防治措施
滑坡防治措施
水文地质钻探
利用钻探设备向地下钻孔，以 揭露含水层，观测地下水的试验、注水试验等手 段，测定含水层的渗透系数、 导水系数等水文地质参数。
水文地质物探
利用地球物理勘探方法，探测 地下水的分布、埋藏条件等。
05
不良地质现象及防治措 施
滑坡、崩塌、泥石流等灾害现象
。
浮力作用
地下水的浮力作用会减小工程 基础的有效重量，增加工程的
不稳定性。
软化作用
地震工程地质研究.ppt
我国位于环太平洋和地中海一南亚两个 地震带之间，是一个多地震活动的国家。
在我国三千多年的历史资料中，记录地震近万次， 其中上世纪以来破坏性地震达 6000多次；据1200～ 1989年资料统计，7级地震 147 次，8级及其以上巨 大地震共 19 次。建国以来发生>=7级的地震 12 次。 我国地震分布以西南、西北、华北、东南沿海和台湾 省区破坏性地震最多。其中台湾尤甚，大震多，频度 高；新疆和西藏次之。
西部挤压区 东南部滑移区 东及东北部张裂区
三、震源机制和震源参数
1.震源机制：地震发生的物理过程或震源物理过程。可以通过
多个地震台的地震记录图来确定。主要依据初到P波的方向。
1
－
－
＋＋
3 ＋
＋ 3
－
－
单力偶
1 双力偶
2.震源参数 ：反映震源断层的一些特征量或物理量
包括：断层走向、倾向、倾角、断层错动方 向、震源断层长度、 宽度、断层错距、震源应 力方向等。
一、几个概念：
1、震源：地震发源地（能量E、深度H） 2、震中：震源正对着的地面 3、震中距：地面受地震影响的位置距离震中的距离 4、震源深度：震中到震源的垂向距离 5、地震区（烈度>6度区）；地震作用；
远场（烈度衰减2度以上）近场地震
6、地震波：质点振动，弹性波，能量传播，
产生振动（地震力），破坏源动力，信息载体，透、反、折射传播。
我国有3000多年地震记录历史，发明了地震仪，编制了地震 区划图，制定了抗震规范，建立了地震监测台网，组建了诸多地震 研究工作机构及一大批从事地震的科技工作者。
工程地质研究：区域稳定性问题，建筑抗震，建筑场地选择， 地震稳定性，抗震措施工程地质论证——为规划设计 提供依据。
在我国三千多年的历史资料中，记录地震近万次， 其中上世纪以来破坏性地震达 6000多次；据1200～ 1989年资料统计，7级地震 147 次，8级及其以上巨 大地震共 19 次。建国以来发生>=7级的地震 12 次。 我国地震分布以西南、西北、华北、东南沿海和台湾 省区破坏性地震最多。其中台湾尤甚，大震多，频度 高；新疆和西藏次之。
西部挤压区 东南部滑移区 东及东北部张裂区
三、震源机制和震源参数
1.震源机制：地震发生的物理过程或震源物理过程。可以通过
多个地震台的地震记录图来确定。主要依据初到P波的方向。
1
－
－
＋＋
3 ＋
＋ 3
－
－
单力偶
1 双力偶
2.震源参数 ：反映震源断层的一些特征量或物理量
包括：断层走向、倾向、倾角、断层错动方 向、震源断层长度、 宽度、断层错距、震源应 力方向等。
一、几个概念：
1、震源：地震发源地（能量E、深度H） 2、震中：震源正对着的地面 3、震中距：地面受地震影响的位置距离震中的距离 4、震源深度：震中到震源的垂向距离 5、地震区（烈度>6度区）；地震作用；
远场（烈度衰减2度以上）近场地震
6、地震波：质点振动，弹性波，能量传播，
产生振动（地震力），破坏源动力，信息载体，透、反、折射传播。
我国有3000多年地震记录历史，发明了地震仪，编制了地震 区划图，制定了抗震规范，建立了地震监测台网，组建了诸多地震 研究工作机构及一大批从事地震的科技工作者。
工程地质研究：区域稳定性问题，建筑抗震，建筑场地选择， 地震稳定性，抗震措施工程地质论证——为规划设计 提供依据。
第二章工程地质
2020/11/27
23
《土力学及地基基础》
（4）光泽：反射光线的强弱程度
金属光泽，非金属光泽
（5）解理：外力作用后，沿一定方向裂开成
光滑平面的性能。
极完全解理——极易裂开成薄片状
完全解理——裂开成鳞片状，板块状
不完全解理——裂开面只有局部的光滑平面
无解理——裂开不规则的碎块
（6）断口：外力作用后，不能沿一定的方向破
2020/11/27
22
《土力学及地基基础》
2. 矿物的主要物理性质
（1）形状 外表形态。
结晶体规则，非结晶体不规则
（2）颜色 浅色：白、浅灰、玫瑰、红黄色
深色：深灰、深绿、灰黑、黑色
（3）硬度 抵抗外力刻划的能力。十个等级 ①滑石 ②石膏 ③方解石 ④萤石
⑤磷灰石 ⑥正长石 ⑦石英 ⑧黄玉
⑨刚玉 ⑩金刚石
2020/11/27
3
《土力学及地基基础》
地壳厚度不均匀
2020/11/27
4
《土力学及地基基础》
2. 地幔
（1）中间层。地球内部构造的一个层圈，地 壳以下，地核以上，其下界在2900km深
（2）物质具有固态特征。含SiO2在24~45%， 富含硅和镁，又称硅镁层。
3. 地核
（1）地球内部构造的中心层圈 （2）高压状态下，铁镍成分物质 （3）可能是液态
b. 含铁镁硅酸盐矿：深色矿—角闪石、
2020/11/27
黑云母、橄榄石 25
《土力学及地基基础》
（3）岩浆岩依据SiO2含量分类 a. 超基性岩：SiO2含量 < 45% b. 基 性 岩：SiO2含量 45~52% c. 中 性 岩：SiO2含量 52~66% d. 酸 性 岩：SiO2含量 > 66%
地震的工程地质研究
? 4、按地震序列分类：
? 在一个地震序列中，最大的一次地震 称为主震。
? 主震之前发生的地震称为前震。 ? 主震之后发生的地震称为余震。
? 主震型地震：在一个地震序列中，若 主震震级很突出，其释放的能量占全 序列中的绝大部分，叫主震型地震。 约占60%。
? 震群型或多发型地震：主要地震能量 是由多个震级相近地震释放出来的。 约占30%。
? 三级地震难知晓，四级五级吊灯摇； 六级物倒房微损，七八房坏地裂掉； 九十桥断房屋倒，十一十二重灾到。
? 一般而言，震级越大，烈度就越大。 同一次地震，震中距小烈度就高，反 之烈度就低。影响烈度的因素，除了 震级、震中距外，还与震源深度、地 震的传播介质、表土性质、建筑物的 动力特性和施工质量等许多因素有关。
? 地震是地球内部构造运动的产物，是 一种普遍的自然现象。地球上每天都 在发生地震，每年发生约500万次地震， 其中约5万次人们可以感觉到；能造成 破坏的约有1000次；7级以上的大地震 平均一年有十几次，目前记录到的世 界上最大地震是8.9级，发生于1960年 5月22日的智利地震。
? 2、地震的成因分类
300千米）和深源地震，所释放的地震能量地震：由于地表或地下岩层突然 大规模陷落或崩塌而造成的地震
? 3、地震按震源深度分类：
? 1）浅源地震：震源深度小于70千米的地 震。
? 2）中源地震：震源深度在70至300千米 的地震，占12%，破坏性大。
? 3）深源地震：震源深度>300km，占3%。 震源深，波及范围大，破坏性小。
? （1）5.0～5.9级之间称中强震；
? （2）6.0～6.9级之间称强震；
? （3）7.0～7.9级之间称大震；
? （4） 8.0级以上称特大震，记录到的 最大震级8.9级。
地震勘探PPT课件
3/6/2021 3:55 AM
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GeoPen
地震勘探的基本原理
频率相同，幅值不同
频率相同，相位不同
地震波频谱特征的分析是地震勘探技术的一个重要方面， 根据有效波和干扰波的频段差异，可用来指导野外工作方法 的选择，并给数字滤波和资料解译等工作提供依据。
3/6/2021 3:55 AM
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GeoPen
二、费马原理 费马原理又称射线原理或最小路径原理，它给出地震 波总是沿地震射线传播，以保证波到达某点所用的旅行时 间最少。显然，从一个等时面到另一个等时面，只有垂直 距离最短，因此波沿垂直于等时面的方向传播所用旅行时 间最少，故地震射线和等时面总是互相垂直的。有波前和 波射线的概念来描述波动是一种简便而清晰的方法。
工程物探根据波的特征，可分为折射波法、反射波法、 瞬态面波法、P，S波测井、弹性波CT、地脉动测试、桩基 完整性检测等。下面对其分别进行介绍。
3/6/2021 3:55 AM
25
GeoPen
浅层折射波地震勘探原理
设有两层介质，上层波速为Vl。下层为V2，且V2＞V1、 当入射波以临界角i(i＝arcsin(V1/V2))入射到界面时，透 射波将沿分界面以速度V2滑行。这种滑行波沿界面传播时， 必然引起界面上各质点的振动，根据惠更斯原理，滑行波 所经过的界面上的各点，都可看作是一个新的振源。由于 上下介质质点存在弹性联系，因此滑行波沿界面传播时， 在上覆介质中的质点也发生振动、并以波的形式返回地面， 这种波称为折射波(有时又叫首波)。
3/6/2021 3:55 AM
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GeoPen
地震勘探的基本原理
若假设e是半径为r的球面波波前上单位面积的能量， 则整个球面的总能量E为：E = 4πr2e
《地震工程学》课件
05
案例分析与实践
国内外典型地震案例分析
国内典型地震案例
选取近年来国内发生的典型地震事件，如汶川地震、玉树地震等，分析其地震参数、震害特点及影响范围。
国外典型地震案例
选取国际上有代表性的地震事件，如日本阪神地震、美国洛杉矶地震等，对比分析其地震参数、震害特点及抗震 措施。
地震工程实践与经验总结
03
地震工程学的应用与实践
地震工程学在建筑结构中的应用
建筑结构的抗震设计
地震工程学为建筑结构的抗震设计提供了理论依据和实践方法，通过合理的结构 设计和加固措施，提高建筑结构的抗震性能，减少地震对建筑的破坏。
新型抗震材料的研发
地震工程学的发展推动了新型抗震材料的研发和应用，如高性能混凝土、阻尼器 等，这些材料和设备的性能和效果在地震工程学研究中得到充分验证，为建筑结 构的抗震提供了有力支持。
抗震设计实践
介绍国内外在建筑、桥梁 、道路等工程领域的抗震 设计实践，总结抗震设计 的基本原则和方法。
抗震加固实践
介绍对既有建筑进行抗震 加固的工程实例，分析抗 震加固的有效性和适用性 。
应急救援实践
总结地震发生后的应急救 援经验，介绍救援队伍的 组织、救援装备和救援技 术等方面的实践经验。
案例分析与实践的启示与思考
启示
通过国内外典型地震案例的分析，总结地震工程实践的经验教训，为今后的抗震设计和 抗震加固提供参考。
思考
深入探讨如何提高建筑结构的抗震性能，加强地震预警和应急救援能力，以减少地震造 成的人员伤亡和财产损失。
感谢观看
THANKS
展
当前地震工程学面临的主要挑战
01
02
03
地震预测的难度
地震活动具有极大的不确 定性和复杂性，准确预测 地震发生的时间、地点和 强度仍是一个科学难题。
地震地质学PPT课件
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20
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11
地震预报的现状和能力
地震学方面重大计划：
❖ 法国“地学透镜计划” （GEOSCOPE）
❖ 日本“海神计划”
❖ 美国“地球透镜计划” （Earthscope） （为期15年）
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12
地震监测预报：面临新的挑战和机遇
台湾地震及活断层大型整合计划
研究内容 孕震带构造、地震地质、地震活动与地震地体构造、 地壳形变、地震物理、强地动
大陆地震弥散型广泛分布的构造成因理论和 动力学背景，板块边界动力作用和板块边界 变形机制研究向大陆内部发展和延伸，大陆 强震孕育发生的深浅部构造环境等。
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16
继承与发展—重在创新
努力目标和方向
③震源区的研究：由地球物理方法反演向震源实体 勘测发展
在开展传统地球物理方法基础上，发展震源区 （体）深部探测，如美国圣安德烈斯断层地震 深钻、日本阪神地震深钻，以直接勘测震源体、 断层、岩芯、震源区细结构、物性、温度、应 力场、含水层流体、孔隙压等，开展震源的综 合研究。
查明活动断层上全新世以来的古地震事件，以及活动断 层活动的性质、方式和速率，以判断断层的强震重复间隔 及今后地震危险性。
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3
地震地质学研究内容
• 地震区划 包括建立正确的地震区划的原则与方法，潜在
震源区的预测与划分，地震影响场的研究，地震 危险性分析等多方面的课题。其中，关键性的潜 在震源区划分很大程度上依赖于地震地质研究的 深入程度。 • 诱发地震
• 地震地质学着重研究晚第四纪地壳运动，因而广 泛采用了遥感信息术，包括野外地震地质调查中 使用的经过各种技术处理的卫星照片和不同种类 的航空照片。
• 大范围系统的专题制图和大比例尺地貌填图，活 动断层几何学与运动学特征的实测图件的测制越 来越成为重要手段。
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我国位于环太平洋和地中海一南亚两个地震带之间，是一个多地震活 动的国家。
在我国三千多年的历史资料中，记录地震近万次，其中上世纪以来破 坏性地震达 6000多 次；据1200～ 1989年资料统计，7级地震 147 次，8级 及其以上巨大地震共 19 次。建国以来发生>=7级的地震 12 次。我国地震 分布以西南、西北、华北、东南沿海和台湾省区破坏性地震最多。其中台 湾尤甚，大震多，频度高；新疆和西藏次之。
我国有3000多年地震记录历史，发明了地震仪，编制了地震区划图，制定了 抗震规范，建立了地震监测台网，组建了诸多地震研究工作机构及一大批从事地 震的科技工作者。
工程地质研究：区域稳定性问题，建筑抗震，建筑场地选择，地震稳定性，抗 震措施工程地质论证——为规划设计 提供依据。
第二节 地 震 基 础 知 识
第二章 地 震 工程 地 质 研 究
第一节 概述
地震:在地壳表层,因弹性波传播所引起的振动作用或现象
按成因分类
构造地震 火山地震 陷落地震 诱发地震
构造地震最严重一类，数量多规模大， 波及面广，破坏性大，世界90%以上属 于此类。本章介绍此类地震及水库诱发
地震。
浅源地震：0<70 km
震源深度： 中源地震：70~300 km
V 室内普遍感觉，室外多数 门窗、屋顶、屋架颤 人感觉，多数人梦中惊醒 动作响，灰土掉落，抹
深源地震：>300 km
大陆地震多属此类，占73%，30km以内更多 占23% 占4%，最深达720km
大地震 ：M >=7级 强烈破坏地震 中地震： 7>M>=5 破坏性地震
按地震M级大小 小地震： 5>M>=3, 2-4级有感地震
微地震： 3>M>=1 超地震： M<=1
据统计，全世界每年大约发生几百万次地震，人们能感觉到的仅占 1％左右，7级以上强烈破坏性的灾害性地震每年多则二十几次，少则 三、五次。
界面或自由面（如地面）传播
体波
纵波（P）：压缩波，对应于介质体应变，三维扩散 横波（S〕：剪切波，对应于切应变，二维扩散破坏性最大
瑞利波（R）：质点在XZ面上椭圆滚动前进 面波（L）
勒夫波（Q）：质点在XY面上曲线前进
瑞利波
振幅A 周期T 波长
P波
最小 最短 最短
S波
最大 长
长
R波 、Q波 最大 最长 最长
震害大小取决于地震破坏力和地物本身抗震性两方面，烈度划 分以两方面作为标准。目前全世界均是以一次地震造成一个地区的 宏观震害（如房屋倒塌程度等），同时引入地震加速度等物理指标 作为参考，划分烈度。
国际上有数十种划分标准，我国是国家地震局制定的标准，根 据一个地区某一地震及代表性地质条件（一般二类土层）建筑破坏 情况划分烈度。根据：人的感觉，房屋及器物地物震害程度，加速 度和速度（参考），
波速V 最快 慢 最慢
地面为自由界面，建筑位于其上，该面只
存在面波，它对建筑的基础破坏性大；体波 对建筑破坏性最大，P波能量最大，S波及L 波波长大，使建筑慌动最大。地震部门最关 心P、S波。
勒夫波
VP
E(1) (1)(12)
VS
E
2(1 )
一般情况下 0.22 一般 VP1.67VS 地震表面 VS 34km/ 秒， 对建 筑界面，P波先到达，然后是S 波，最后L波。
据美国联邦政府统计，仅二十世纪以来，全世界就有 12O余万 人遇难于地震 灾害；五十年代以来，全球破坏性地震造成的经济损失已逾 2000亿 美元。地震 灾害是最重要的自然灾害之一。中国的地震灾害又居世界之首。在我国历史记载 中，1556年陕西华县地震8级死亡人口达 83万； 1920年宁夏海原地震死亡人数 也超过 20万。令人痛心的 1976年唐山地震7.9级，死亡 24.2万 多人，工业城市毁 于一旦，直接经济损失 100亿 元，为世界地震史所罕见。还有66年的邢台地震， 70年通海地震，75年海域地震。 （我国这些地震震源深都在13km左右）。
等级：I—— 级
几个烈度概念：
烈
人的感觉
一般房屋
其它现象
考物理指标
度
大多数房屋
平均震
震害程度
害指数
加速度/
速度/
（CM/S2） （C
无感
II 室内个别静止中的人感觉
III 室内少数静止中的人感觉 门、窗轻微作
悬挂物微动
IV
室内多数人感觉，少数人 梦中惊醒
门窗作响
悬挂物明显摆动，器皿作响
7 震级（M）：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能 量大小所决定。
M＝LOGA
A：距震中100公里处标准地震仪在地面所记录的震波最大振幅。
（微米） 标准地震仪：自振周期0.8秒，阻尼比0.8，最大静力放大
倍率为2800。
能量E（J）与震级（M)关系 ： logE=4.8+1.5M
理论上M无上限，实际上，因地壳岩石强度有限，即累积应变能有 限，目前最大M为8.9级。
一、几个概念： 1、震源：地震发源地（能量E、深度H） 2、震中 3、震中距 4、震源深度 5、地震区 （烈度>6度区）；地震作用；远场（烈度衰减2度以上）近场地震 6、地震波：质点振动，弹性波，能量传播，产生振动（地震力），破坏源动力，
信 息载体，透、反、折射传播。
体波：通过地球本体传播的波 面波：体波经过反射、折射后，在介质的
若以地震烈度 6 度为轻微以上破坏性标准，我国约 575万 平方公里属 于轻微以上破坏区，其中，宁夏、兰州、海口、北京、太原、大同、西安、 昆明、天津、呼市、汕头位于 8 度区。
一次6级地震可释放6×1020尔格的能量，大致相当于 30～40万吨 TNT炸药的 巨大爆炸， 7级地震可释放 2 ×1022尔格的能量， 8级地震可释放6 ×1026尔格的 能量。可见地震释放能量之大。而且绝大部分能量的集中释放，于数秒种内完成 。 因此，地震灾害的猝发性和惨重性往往给人类生命以极大威胁，造成经济财产巨 大损失。
8 烈度：一次地震于某地地面震动强烈程度 与地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件有关。 一次地震只有一个M，但有不同 I 。震中烈度用I0表示。 震源深度和震中距越小，地表岩土越软弱，地震烈度越大。
浅源地震（据152次大震统计）震级与烈度的关系：M=0.68I0+0.98
烈度是估算灾情，进行区划，抗震设计的直接依据。
在我国三千多年的历史资料中，记录地震近万次，其中上世纪以来破 坏性地震达 6000多 次；据1200～ 1989年资料统计，7级地震 147 次，8级 及其以上巨大地震共 19 次。建国以来发生>=7级的地震 12 次。我国地震 分布以西南、西北、华北、东南沿海和台湾省区破坏性地震最多。其中台 湾尤甚，大震多，频度高；新疆和西藏次之。
我国有3000多年地震记录历史，发明了地震仪，编制了地震区划图，制定了 抗震规范，建立了地震监测台网，组建了诸多地震研究工作机构及一大批从事地 震的科技工作者。
工程地质研究：区域稳定性问题，建筑抗震，建筑场地选择，地震稳定性，抗 震措施工程地质论证——为规划设计 提供依据。
第二节 地 震 基 础 知 识
第二章 地 震 工程 地 质 研 究
第一节 概述
地震:在地壳表层,因弹性波传播所引起的振动作用或现象
按成因分类
构造地震 火山地震 陷落地震 诱发地震
构造地震最严重一类，数量多规模大， 波及面广，破坏性大，世界90%以上属 于此类。本章介绍此类地震及水库诱发
地震。
浅源地震：0<70 km
震源深度： 中源地震：70~300 km
V 室内普遍感觉，室外多数 门窗、屋顶、屋架颤 人感觉，多数人梦中惊醒 动作响，灰土掉落，抹
深源地震：>300 km
大陆地震多属此类，占73%，30km以内更多 占23% 占4%，最深达720km
大地震 ：M >=7级 强烈破坏地震 中地震： 7>M>=5 破坏性地震
按地震M级大小 小地震： 5>M>=3, 2-4级有感地震
微地震： 3>M>=1 超地震： M<=1
据统计，全世界每年大约发生几百万次地震，人们能感觉到的仅占 1％左右，7级以上强烈破坏性的灾害性地震每年多则二十几次，少则 三、五次。
界面或自由面（如地面）传播
体波
纵波（P）：压缩波，对应于介质体应变，三维扩散 横波（S〕：剪切波，对应于切应变，二维扩散破坏性最大
瑞利波（R）：质点在XZ面上椭圆滚动前进 面波（L）
勒夫波（Q）：质点在XY面上曲线前进
瑞利波
振幅A 周期T 波长
P波
最小 最短 最短
S波
最大 长
长
R波 、Q波 最大 最长 最长
震害大小取决于地震破坏力和地物本身抗震性两方面，烈度划 分以两方面作为标准。目前全世界均是以一次地震造成一个地区的 宏观震害（如房屋倒塌程度等），同时引入地震加速度等物理指标 作为参考，划分烈度。
国际上有数十种划分标准，我国是国家地震局制定的标准，根 据一个地区某一地震及代表性地质条件（一般二类土层）建筑破坏 情况划分烈度。根据：人的感觉，房屋及器物地物震害程度，加速 度和速度（参考），
波速V 最快 慢 最慢
地面为自由界面，建筑位于其上，该面只
存在面波，它对建筑的基础破坏性大；体波 对建筑破坏性最大，P波能量最大，S波及L 波波长大，使建筑慌动最大。地震部门最关 心P、S波。
勒夫波
VP
E(1) (1)(12)
VS
E
2(1 )
一般情况下 0.22 一般 VP1.67VS 地震表面 VS 34km/ 秒， 对建 筑界面，P波先到达，然后是S 波，最后L波。
据美国联邦政府统计，仅二十世纪以来，全世界就有 12O余万 人遇难于地震 灾害；五十年代以来，全球破坏性地震造成的经济损失已逾 2000亿 美元。地震 灾害是最重要的自然灾害之一。中国的地震灾害又居世界之首。在我国历史记载 中，1556年陕西华县地震8级死亡人口达 83万； 1920年宁夏海原地震死亡人数 也超过 20万。令人痛心的 1976年唐山地震7.9级，死亡 24.2万 多人，工业城市毁 于一旦，直接经济损失 100亿 元，为世界地震史所罕见。还有66年的邢台地震， 70年通海地震，75年海域地震。 （我国这些地震震源深都在13km左右）。
等级：I—— 级
几个烈度概念：
烈
人的感觉
一般房屋
其它现象
考物理指标
度
大多数房屋
平均震
震害程度
害指数
加速度/
速度/
（CM/S2） （C
无感
II 室内个别静止中的人感觉
III 室内少数静止中的人感觉 门、窗轻微作
悬挂物微动
IV
室内多数人感觉，少数人 梦中惊醒
门窗作响
悬挂物明显摆动，器皿作响
7 震级（M）：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能 量大小所决定。
M＝LOGA
A：距震中100公里处标准地震仪在地面所记录的震波最大振幅。
（微米） 标准地震仪：自振周期0.8秒，阻尼比0.8，最大静力放大
倍率为2800。
能量E（J）与震级（M)关系 ： logE=4.8+1.5M
理论上M无上限，实际上，因地壳岩石强度有限，即累积应变能有 限，目前最大M为8.9级。
一、几个概念： 1、震源：地震发源地（能量E、深度H） 2、震中 3、震中距 4、震源深度 5、地震区 （烈度>6度区）；地震作用；远场（烈度衰减2度以上）近场地震 6、地震波：质点振动，弹性波，能量传播，产生振动（地震力），破坏源动力，
信 息载体，透、反、折射传播。
体波：通过地球本体传播的波 面波：体波经过反射、折射后，在介质的
若以地震烈度 6 度为轻微以上破坏性标准，我国约 575万 平方公里属 于轻微以上破坏区，其中，宁夏、兰州、海口、北京、太原、大同、西安、 昆明、天津、呼市、汕头位于 8 度区。
一次6级地震可释放6×1020尔格的能量，大致相当于 30～40万吨 TNT炸药的 巨大爆炸， 7级地震可释放 2 ×1022尔格的能量， 8级地震可释放6 ×1026尔格的 能量。可见地震释放能量之大。而且绝大部分能量的集中释放，于数秒种内完成 。 因此，地震灾害的猝发性和惨重性往往给人类生命以极大威胁，造成经济财产巨 大损失。
8 烈度：一次地震于某地地面震动强烈程度 与地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件有关。 一次地震只有一个M，但有不同 I 。震中烈度用I0表示。 震源深度和震中距越小，地表岩土越软弱，地震烈度越大。
浅源地震（据152次大震统计）震级与烈度的关系：M=0.68I0+0.98
烈度是估算灾情，进行区划，抗震设计的直接依据。