第二章 2.2地震

几个烈度：
（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。
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.地震烈度（earthquake intensity，I0 )： 衡量地震所引起的某地地面震动强烈程度的尺 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。
一次地震只有一个震级，但有不同 烈度。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：
第二节 地 震 基 础 知 识
一、几个概念：
1、震源：地震发源地（能量E、深度H）
2、震中:震源在地表水平面上的垂直投影。
3、震中距：地面上任何一点到震中的直线距离.
4、震源深度：从震源到地面的垂直距离。 5、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。
31
（22~44）
63
（45~89）
125
(90~177)
250
(178~353)
500
(354~707)
1000
(708~1414)
3
（2~4）
6
（5~9）
13
(10~18)
25
(19~35)
25
(19~35)
100
(72~141)
《中国地震烈度表（1980）》使用说用
（１）烈度>VI度，判定地震烈度以房屋震害为主，人的感觉仅供参考； >X度应结合建筑物或构筑物的破坏程度，并根据地表现象来确定；XI、XII度 的评定，需要专门研究。
是S波，最后L波。
P波 S波 R波、Q波
振幅A 周期T 波长
最小 最短 最短
大
长
长
最大 最长 最长
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(R波、Q波）振幅大，使 建筑晃动最大。地震部门最关心P、S波。
（２）“一般房屋”在《中国地震烈度表（1980）》中指土构架和土、石 砖墙构造的旧式房屋和单层或多层未经抗震设计的新式砖房。由于我国城市目 前一般都已设防，有的乡村也开始设防，烈度表中的“一般房屋”一般已不普 遍，调查中应区别设防与不设防的房屋破坏程度对烈度的反映，给出合理的烈 度值。对于质量特别差或特别好的房屋，可根据具体情况，对表列各烈度的震 害程度和震害指数予以提高或降低。
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 。
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。
二) 我国地震地质的基本特征
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。
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。
*1976年，唐山7.9级，死亡24万余，伤16.5万余，毁城， 迄今400年来最惨重的震灾，有感范围200万km2，破坏 范围21万余km2 . *1923年，日本关东8.2级，死亡14.3万余，房屋60万间， 120处同时起火… *1920年，海原8.5级，死亡30万余，牲畜170万余，震 中烈度12度，持续10~20min，有感范围大半个中国， 强震波及甘肃、宁夏、陕西三省… *1906年，旧金山8.3级，死亡700余…
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。
第2章 2.2 地 震
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
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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
纵波和横波 (primary wave & shear wave)
VP
E(1 ) (1 )(1 2)
VS
E
2 (1 )
E-弹性模量 ρ-密度 μ-泊松比
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
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
丁类：次要的临时性建筑物
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 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
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，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。
4、东非大裂谷地震带
世界大陆上最大的断裂带，板块的 张裂运动 。火山活动频繁，地震多属于 火山地震。
（３）“人的感觉”指平房内或楼房低层内人的感觉。 （４）表中震害指数是对上述“一般房屋”而言。“完好”为０，“毁灭 ”为１，中间按表列震害程度分级。平均震害指数是对所有房屋的震害指数的 总平均值而言，可以用普查或抽查的方法确定之。 （５）使用本表时可根据地区具体情况，作出临时的补充规定。 （６）烟囱指工业或取暖用的锅炉房烟囱。 （７）表中数量词的说明：个别：１０％以下；少数：１０％～５０％； 多数：５０％～７０％；大多数：７０％～９０％；普遍：９０％以上。 （８）对重要的工业设施，如桥梁、重要车间、高层建筑、巷道等，要进 行专门的调查，在调查中应结合设防情况进行评估。
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
面波（L）
性最大 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
勒夫波
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％。
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）。
烈
人的感觉
一般房屋
其它现象
考物理指标
度 大多数房屋 平均震害
震害程度
指数
加速度/
速度/
（CM/S2） （CM/S2）
（水平向） （水平向）
I
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
IV
室内多数人感觉，少数人 梦中惊醒
V 室内普遍感觉，室外多数 人感觉，多数人梦中惊醒
VI 惊慌失措，仓惶逃出
7.地震震级（earthquake magnitude, 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。
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）
M＝LOGA 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 ：
大地震 ：M >=7级 强烈破坏地震
按地震M级大小
中地震： 小地震：
7>M>=5 5>M>=3,
破坏性地震 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。本章介 绍此类地震及水库诱发地震。
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。
VII 大数多人仓惶逃出
门、窗轻微作
门窗作响
门窗、屋顶、屋架颤 动作响，灰土掉落，抹 灰出现微细裂缝
损坏——个别砖瓦 掉落、墙体微细裂 缝
0~0.10
轻度破坏——局部破坏、 0.11~0.30
开裂，但不防碍使用
VIII 摇晃颠簸，行走困难
IX 坐立不稳，行动的人可能 摔跤
中等破坏——结构 0.31~0.50 受损，需要修理
严重破坏——墙体龟裂， 0.51~0.70
局部倒塌，修复困难
X 骑自行车的人会摔倒，处不稳状 倒塌——大部倒塌， 0.71~0.90 态的人会摔出几尺远，有抛起感 不堪修复
XI
毁灭
0.91~1.00
XII
悬挂物微动
悬挂物明显摆动，器皿作响
不稳定器翻倒
河岸和松软土上出现裂缝，饱和 砂层出现喷砂冒水，地面上有的 砖烟囱轻度裂缝、掉头
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、第四纪新生盆地经常 发生强震。
饱和砂层常见喷砂冒水，松软土 上地裂缝较多，大多数砖烟囱中 等破坏
干硬土上变有裂缝，大多数砖囱 严重破坏
地方出现裂缝、基岩上可能出现 裂缝、滑坡、坍方常见，砖烟囱 出现倒塌
山崩和地震断裂出现，基岩上的 拱桥破坏，大多数烟囱从根部破 坏 地震断裂延续很长，山崩常见， 基岩上的拱桥 地面剧烈变化，山河改观