地震工程地质研究.ppt

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
第二节 地 震 基 础 知 识
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 。
东部地区的垂直变形大致分为三区:华南-西南区,华 北区和东北区。
5 我国大陆板块现代运动特征
我国大陆处于欧亚大陆的东部,是一个被周围 板块挤压围限的区域,影响板内变形和运动状况的 边界动力环境十分复杂:
(1)有印度板块与欧亚大陆在喜马拉雅一带的 碰 撞及向亚洲内部的继续挤压;
(2)西太平洋板块向亚洲大陆的俯冲与挤压;
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。
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)。
2 我国强震发生的地质条件
(1) 强震与活动断裂带的关系 • 不同方向的断裂的交汇部位 • 活动性深大断裂的转折部位 • 活动性深大断裂的端部或其它锁闭段 (2)强震与断陷盆地的关系 • 倾斜断陷盆地的较深、较陡一侧活动 断裂的最大断距段上; • 两盆地间或盆地内部由横向断裂控制的横向隆起带两侧; • 断陷盆地的锐角尖端,或断陷盆地带内多组断裂交汇部位; • 受不同方向多组断裂控制,内部构造又比较强烈的复合盆地的 次级凹陷带上,如1966年邢台地震。
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。
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。
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
面波(L)
瑞利波(R):质点在XZ面上椭圆滚动前进 勒夫波(Q):质点在XY面上曲线前进
瑞利波
振幅A
3 大洋海岭地震带
主要呈线状分布于各大洋的接近中部。 这一地震带远离大陆是多为强震,所以以前 未被人注意,60年代以前不把它作为一个地 震带,海底扩张和板块构造的发展才使人们 注意到这一地震带。这一带的所有地震均产 生于岩石圈内,震源深度小于30 km,震级除 少数例外均不超5级。
二) 我国地震地质的基本特征
一)世界范围内的主要地震带及其形成的大 地构造环境
1 环太平洋地震带
这是世界上最大的地震带,在狭窄条带内震中 密度也最大,全世界约80%的浅源地震、90%的中 源地震和几乎全部深源地震集中于此带,释放的能 量约为全世界地震释放能量的80%。很早以前就已 经知道,此带的震源深度有自岛孤外线的深海沟向 大陆内部逐步加深的规律,并解释为大陆与大洋之 间的一条倾向大陆的大断裂面。
建筑物等级
甲类:特殊要求的后果极为严 重(放射性、毒气、大爆炸) 乙类:国家重点抗震城市的生
命线工程(交通、通讯)
丙类:一般工业民用建筑物
抗震设防烈度 特殊抗震、专门研究
基本烈度提高一度 基本烈度
丁类:次要的临时性建筑物
降低一度或不设防
二、 地 震 地 质 基 本 特 征
1.介质条件
坚硬岩石
2.结构条件
按地震M级大小 中地震: 7>M>=5 破坏性地震 小地震: 5>M>=3, 2-4级有感地震 微地震: 3>M>=1 超地震: M<=1
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。
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。
求解:
(1)震源机制解
(2)等震线的几何特征
(3) 根据第一章介绍的经验式,据震级等计算断层长度、错 距,
(4) 根据震前后大地变形推求断层位量、方向、错距、类型 等
第三节 地 震 效 应
取决于三方面:场地工程地质条件;震级、震中距;建筑物 类型及结构。
地震效应——地震作用影响所及的范围内,地表出现的
(3) 强震产生的深部构造条件
我国大陆板内地震多发生在地壳内10-25km深 处,在我国西部还发生在地壳内31-37km。由此可 见,地壳深部构造活动和受力状态,对地震的孕 育和发生,是更为直接的因素。
不同级别的断裂如盖层断裂、基底断裂、岩 石圈断裂和超岩石圈断裂,层间断裂在深部的活 动往往是地震发生的主要原因。
地震工程地质
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
震源深度
浅源地震:0<70 km 大陆地震多属此类,占73%,30km以内更多 中源地震:70~300 km 占23% 深源地震:>300 km 占4%,最深达720km
大地震 :M >=7级 强烈破坏地震
(3)菲律宾板块向西的俯冲和在台湾一带的汇聚;
(4)日本海、东海东部冲绳海槽及南海盆地的弧 后局部扩张。
在周边板块碰撞或俯冲的推动下,板块之 间就产生了不同形式、不同规模和速率的相互 错动。大体上又可分为西部板内聚敛为主的挤 压区,东部东北、华北的拉张裂陷区和东南部 处于西部挤压与北部围限下整体稳定滑移区。
活断层的一些特定部位:
端点、拐点、交汇点等。
3.构造应力条件
现代构造运动强烈的部位,应力集中
构造应力场包括1、3的大小方向,构造应力方向与断 层的关系。
4.强震活动受活动构造的控制
5.绝大多数强震发生在一些稳定断块边缘的深大断裂带上,而 稳定断块内部很少或基本没有强震分布。
6.裂谷型的断陷盆地尤其是晚第三纪、第四纪新生盆地业常 发生强震。
(1) 地震基本烈度(I基):一定时间和一定地区范围内一般场 地条件下可能遭遇的最大烈度。一个地区的平均烈度。
(2)场地烈度(I场):同一I基区,场地条件不同而进一步划分, 对I基修正。
(3)设防烈度(设计烈度)(I设) :是抗震设计所采用的烈 度。依建筑物重要性、抗震性、经济性、对I基调整。原则上一般建 筑用I基,重要建筑适当提高。设计部门很少用I场。V度区不设防。
VS
E
2 (1 )
一般情况下 0.22,VP 1.67VS 一般地震表面
VS 3 4km/ 秒,对建筑界面,P波先到达,然后
是S波,最后L波。
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 最大振幅生代和现今构造变形的主要动力源
4 我国现代地壳垂直形变与地震活动的相关性研究
中国大陆垂直形变的的总趋势是南升北降,最大上升量 在喜马拉雅山地区,年速率达10mm左右。下降最强烈的新疆 准噶尔盆地,年速率为-3到-4mm。
大致以银川-昆明一线为界,西部线条密集,等值线多 呈东西或北西西走向,与主要断裂线方向一致,其地形变断 裂线多由3-4条等值线组成的梯度带绘出,表明其活动强度 较大。东部线条相对稀疏,等值线走向多为北北东向-北东 向,部分为东西向及南北向,也与构造线吻合较好。
2 地中海喜马拉雅地震带或欧亚地震带
仅次于环太平洋地震带的第二大地震带, 震中分布较前者为分散,所以带的宽度大且有 分支。以浅源地震为主,中源地震在帕米尔、 喜马达雅地区有所分布,深源地震主要分布于 印尼岛弧。环太平洋地震带以外的几乎所有深 源、中源和大的浅源地震均发生于此带,释放 能量约占全球地震能量的15%。
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。 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)。 等级:I—— 级 几个烈度概念:
3 我国大陆地震活动与现代构造应力 场与形变场的关系
根据大量震源机制解及地震时地表断层错 动方式分析,我国广大地区主压应力以近水平 方向者为主。主压应力仰角小于30度者占80% 以上,且以东经105º为界,可区分出两大应力 系统。
西部为近南北向-北北东向挤压应力场。
东部为大面积的近东西的水平挤压应力场。
P波
最小
S波
最大
R波、Q波 最大
周期T 波长 波速V
最短 最短 最快



最长 最长 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,使建筑晃动最大。 地震部门最关心P、S波。
勒夫波
VP
E(1 ) (1 )(1 2)
1 我国强震空间分布及地震区带划分
我国大于6级的强震的空间分布极不均匀, 大致以105度为界。西部地震广泛分布,东部地 震相对稀少,震级均未达到8级。在上述两地震 区域内强震分布也是极不均匀的,东部域分布于 华北及东南沿海一带,而西部分布面积大,但塔 里木、准噶尔和鄂尔多斯盆地等则地震分布较为 零星。
相关文档
最新文档