第一章-地震概述課件

抗規(guī)1.0.2條抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑，必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)?？拐痱?yàn)算地震作用計(jì)算抗震構(gòu)造措施其它抗震措施抗震構(gòu)造內(nèi)容概括構(gòu)件承載力驗(yàn)算結(jié)構(gòu)整體變形驗(yàn)算抗規(guī)1.0.2條抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑，1第一章地震概述第一章地震概述21.1地震與地震動(dòng)1.2地震震級(jí)與地震烈度1.3地震災(zāi)害概說(shuō)主要內(nèi)容1.1地震與地震動(dòng)主要內(nèi)容3

本章要點(diǎn)

掌握：地震的含義、地震的類(lèi)型；地震波的類(lèi)型、震級(jí)的含義；地震烈度、基本烈度和設(shè)防烈度的異同

了解：我國(guó)及世界的地震活動(dòng)性；地震震害本章要點(diǎn)4§1.1地震與地震動(dòng)地球斷面地球構(gòu)造圖古登堡界面分層結(jié)構(gòu)地球是一個(gè)近似于球體的橢球體，平均半徑約6400km，赤道半徑約6378km，兩極半徑約6357km。地球內(nèi)部可分為三大部分：地殼、地幔和地核。一、地球構(gòu)造§1.1地震與地震動(dòng)地球斷面地球構(gòu)造圖古登堡界面分層結(jié)構(gòu)地球5地殼（1）地殼界限：地球外表面的一層很薄的外殼，它由各種不均勻的巖石組成。地殼的下界稱(chēng)為莫霍界面。（2）地殼厚度：大陸內(nèi)一般厚16～40km，高山地區(qū)厚度更大。海洋下面厚度最小，一般為5～15km。（3）地震多發(fā)區(qū)域：絕大部分發(fā)生在地殼內(nèi)。地殼剖面圖1.3（C）地殼（1）地殼界限：地球外表面的一層很薄的外殼，它由各種不均6地核地幔

地核古登堡界面以下直到地心的部分為地核，地核半徑約為3500km又可分為外核和內(nèi)核。地核的物質(zhì)成分，據(jù)推測(cè)主要為高溫（5000度）高壓（300萬(wàn)大氣壓）的鎳和鐵。外核處于液態(tài)，而內(nèi)核可能是固態(tài)。

地幔界定：地殼以下到深度約2895km的古登堡界面為止的部分為地幔，約占地球體積的5／6。地幔組成：由密度較大的黑色橄欖巖等高溫（1000度以上）高壓（9000大氣壓）巖石組成。地幔物質(zhì)根據(jù)推算形態(tài)應(yīng)為粘彈性體（能傳播橫波）。

地核地幔地核古登堡界面以下直到地心的部分為地核，地核半7地震分類(lèi)

誘發(fā)地震原因：人工爆破；礦山開(kāi)采；工程活動(dòng)影響：一般不太強(qiáng)烈，個(gè)別情況會(huì)造成嚴(yán)重的地震災(zāi)害構(gòu)造地震火山地震原因：地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響：發(fā)生數(shù)量大、影響范圍廣(占地震總數(shù)約90﹪)工程地震的主要研究對(duì)象原因：火山爆發(fā)二、地震類(lèi)型與成因天然地震原因：地表或地下巖層突然大規(guī)模陷落或崩塌而造成的地震陷落地震地震分類(lèi)原因：人工爆破；礦山開(kāi)采；工程活動(dòng)構(gòu)造地震原因：地8構(gòu)造地震成因地球構(gòu)成：三個(gè)圈層：地殼、地幔、地核

地幔物質(zhì)對(duì)流板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)(根本原因)地震地震形成的宏觀(guān)背景：圖板塊分布圖圖地球構(gòu)成92%的地震發(fā)生在地殼中，其余的發(fā)生在地幔上部地震的形成：構(gòu)造地震成因地球構(gòu)成：三個(gè)圈層：地殼、地幔、地核地幔物9a、巖層的原始狀態(tài)b、受力發(fā)生彎曲c、巖層破裂發(fā)生震動(dòng)地震形成的局部機(jī)制：地球板塊運(yùn)動(dòng)

板塊之間的相互作用力

地殼中巖層變形變形積聚超過(guò)巖石所能承受的程度巖體就會(huì)發(fā)生突然斷裂或錯(cuò)動(dòng)地震

a、巖層的原始狀態(tài)b、受力發(fā)生彎曲c、巖層破裂發(fā)生震動(dòng)地震形10震源：地球內(nèi)部斷層錯(cuò)動(dòng)并引

起周?chē)橘|(zhì)振動(dòng)的部位

震中：震源正上方的地面位置震中距：地面某處至震中的水平距離震源震源深度震中等震線(xiàn)震中距定義：震源深度:從震中到震源的距離震源深度在70公里以?xún)?nèi)的地震為淺源地震震源深度超過(guò)300公里的地震叫深源地震震源深度介于70-300公里之間的地震為中源地震震中距小于100公里稱(chēng)為地方震震中距在100公里-1000公里的稱(chēng)為近震震中距超過(guò)1000公里的稱(chēng)為遠(yuǎn)震震源：地球內(nèi)部斷層錯(cuò)動(dòng)并引震中：震源正上方的地面位置震中距11三、地震波地震波：地下巖體斷裂，錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)，并以波的形式從震源向外傳播，形成地震波

地震波的組成：體波：在地球內(nèi)部傳播的波

面波：沿地球表面?zhèn)鞑サ牟v波(壓縮波)橫波(剪切波)樂(lè)夫波瑞雷波面波周期長(zhǎng)，振幅大；比體波衰減慢，能傳到很遠(yuǎn)的地方瑞雷波樂(lè)夫波壓縮波剪切波橫波周期較長(zhǎng)，振幅較大三、地震波地震波：地下巖體斷裂，錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)，并以波的形式從12＊地震波的傳播速度：

縱波＞橫波＞面波＊橫波、面波地面震動(dòng)猛烈破壞作用大＊地震波在傳播過(guò)程中能量衰減地面振動(dòng)減弱破壞作用逐漸減輕＊地震波的傳播速度：縱波＞橫波＞面波＊橫波、面波地面震動(dòng)猛13四、地震動(dòng)

地震動(dòng)：由地震波傳播所引發(fā)的地面振動(dòng)，其中，在震中區(qū)附近的地震動(dòng)稱(chēng)為近場(chǎng)地震動(dòng)。＊地面上任一點(diǎn)的振動(dòng)過(guò)程實(shí)際上包括各種類(lèi)型地震波的綜合作用最大振幅

地震動(dòng)的強(qiáng)度特性

定量反映頻譜

地震動(dòng)的周期分布特征

揭示持時(shí)地震動(dòng)循環(huán)作用程度的強(qiáng)弱

地震動(dòng)的三要素：地震動(dòng)的峰值（最大振幅）、頻譜、持續(xù)時(shí)間考察四、地震動(dòng)地震動(dòng)：由地震波傳播所引發(fā)的地面振動(dòng)，其中，在震14思考題請(qǐng)思考：圖中的兩座建筑在經(jīng)歷不同周期特點(diǎn)的地震作用下，那座建筑更易破壞？?思考題請(qǐng)思考：圖中的兩座建筑在經(jīng)歷不同周期特點(diǎn)的地震作用下，15§1.2地震震級(jí)與地震烈度一、地震震級(jí)地震震級(jí)

：表示地震本身大小的一種度量近震震級(jí)M計(jì)算：M=logA+R(Δ)

震級(jí)M與震源釋放能量之間的關(guān)系：又稱(chēng)為里氏震級(jí)式中A——記錄圖上量得的以

m為單位的最大水平位移；R（Δ）——依震中距Δ而變化的起算函數(shù)。logE=1.5M+11.8其數(shù)值是根據(jù)地震儀記錄到的地震波圖確定的§1.2地震震級(jí)與地震烈度一、地震震級(jí)地震震級(jí)：表示地震本16二、地震烈度

地震烈度：是指某一區(qū)域的地表和各類(lèi)建筑物遭受某一次地震影響的平均強(qiáng)弱程度一般來(lái)說(shuō)，距離震中近，烈度就高；距離震中越遠(yuǎn)，烈度也越低等烈度線(xiàn)：具有相同烈度的各個(gè)地點(diǎn)的外包線(xiàn)等烈度線(xiàn)的度數(shù)隨震中距的增大而遞減，但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)烈度異常震中烈度：震中區(qū)的烈度稱(chēng)為震中烈度

依據(jù)震級(jí)粗略地估算震中烈度的方法

地震烈度表：為評(píng)定地震烈度而建立起來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)為震中烈度

，二、地震烈度地震烈度：是指某一區(qū)域的地表和各類(lèi)建筑物遭受17無(wú)感1室內(nèi)個(gè)別靜止中的人感覺(jué)

2懸掛物微動(dòng)門(mén)、窗輕微作響室內(nèi)少數(shù)靜止中的人感覺(jué)

3懸掛物明顯擺動(dòng)，器皿作響門(mén)、窗作響室內(nèi)多數(shù)人感覺(jué)。室外少數(shù)人感覺(jué)。少數(shù)人夢(mèng)中驚醒

43（2-4）31（22-44）不穩(wěn)定器物翻倒門(mén)窗、屋頂、屋架顫動(dòng)作響，灰土掉落。抹灰出現(xiàn)微細(xì)裂縫室內(nèi)普遍感覺(jué)。室外多數(shù)人感覺(jué)。多數(shù)人夢(mèng)中驚醒

56（5-9）63（45-89）河岸和松軟土出現(xiàn)裂縫。飽和砂層出現(xiàn)噴砂冒水。地面上有的磚煙囪輕度裂縫掉頭損壞——個(gè)別磚瓦掉落、墻體微細(xì)裂縫驚惶失措，倉(cāng)皇逃出

613（10-18）125（90-177）河岸出現(xiàn)坍方。飽和砂層常見(jiàn)噴砂冒水。松軟土上地裂縫較多。大多數(shù)磚煙囪中等破壞輕度破壞——局部破壞開(kāi)裂，但不妨礙使用大多數(shù)人倉(cāng)皇逃出

725(19-35)250(178-353)干硬土上亦有裂縫。大多數(shù)磚煙囪嚴(yán)重破壞中等破壞——結(jié)構(gòu)受損，需要修理?yè)u晃顛簸，行走困難

850(36-71)500(354-707)干硬土上有許多地方出現(xiàn)裂縫，基巖上可能出現(xiàn)裂縫?；?、坍方常見(jiàn)。磚煙囪出現(xiàn)倒塌嚴(yán)重破壞——墻體龜裂，局部倒塌，修復(fù)困難坐立不穩(wěn)。行動(dòng)的人可能摔跤

9100(72-141)1000(708-1414)山崩和地震斷裂出現(xiàn)?；鶐r上的拱橋破壞。大多數(shù)磚煙囪從根部破壞或倒毀倒塌——大部倒塌，不堪修復(fù)騎自行車(chē)的人會(huì)摔倒。處不穩(wěn)狀態(tài)的人會(huì)摔出幾尺遠(yuǎn)。有拋起感

10地震斷裂延續(xù)很長(zhǎng)。山崩常見(jiàn)?；鶐r上的拱橋毀壞毀滅11地面劇烈變化，山河改觀(guān)12個(gè)別：10%以下少數(shù)：10%——50%多數(shù)：50%——70%大多數(shù)：70%——90%普遍：90%以上速度加速度其它現(xiàn)象一般房屋人的感覺(jué)烈度無(wú)感1室內(nèi)個(gè)別靜止中的人感覺(jué)2懸掛物微動(dòng)門(mén)、窗輕微作響18

區(qū)別：地震烈度與震級(jí)

＊一次地震，表示地震大小的震級(jí)只有一個(gè)＊由于同一次地震對(duì)不同地點(diǎn)的影響不一樣，隨著距離震中的遠(yuǎn)近會(huì)出現(xiàn)多種不同的烈度區(qū)別：地震烈度與震級(jí)＊一次地震，表示地震大19三、基本烈度與地震區(qū)劃

基本烈度：指一個(gè)地區(qū)在一定時(shí)期（我國(guó)取50年）內(nèi)在一般場(chǎng)地條件下按一定的概率（我國(guó)取10%）可能遭遇到的最大地震烈度一個(gè)地區(qū)進(jìn)行抗震設(shè)防的依據(jù)

地震區(qū)劃：依據(jù)地質(zhì)構(gòu)造資料歷史地震規(guī)律強(qiáng)震觀(guān)測(cè)資料地震危險(xiǎn)性分析計(jì)算給出每一地區(qū)在未來(lái)一定時(shí)限內(nèi)關(guān)于某一烈度（或地震動(dòng)加速度值）的超越概率將國(guó)土劃分為不同基本烈度所覆蓋的區(qū)域

返回目錄地震區(qū)劃已經(jīng)可以給出地震動(dòng)參數(shù)的區(qū)劃結(jié)果三、基本烈度與地震區(qū)劃基本烈度：指一個(gè)地區(qū)在一定時(shí)期（我國(guó)20§1.3地震災(zāi)害概說(shuō)一、中國(guó)地震背景全球兩大地震構(gòu)造系環(huán)太平洋地震構(gòu)造系——集中了全世界地震總數(shù)的75%大陸地震構(gòu)造系

——集中了全球大陸地震的90%§1.3地震災(zāi)害概說(shuō)一、中國(guó)地震背景全球兩大地震構(gòu)造系環(huán)太21我國(guó)位于世界兩大地震構(gòu)造系的交匯區(qū)域歷史上就是地震多發(fā)的國(guó)家之一。

我國(guó)位于世界兩大地22二、地震的破壞作用地震的破壞作用主要表現(xiàn)為三種形式：圖臺(tái)灣地震時(shí)地表出現(xiàn)

長(zhǎng)達(dá)1公里的地表裂縫圖2002年2月3日上午約9時(shí)11分，土耳其中部阿菲翁省，發(fā)生里氏6.0級(jí)地震，大量房屋倒塌。圖1995年1月17日，清晨5點(diǎn)46分，在神戶(hù)東南的兵庫(kù)縣淡路島，發(fā)生7.2級(jí)地震。由于煤氣管道破裂，使煤氣泄露，引起熊熊大火，約有200多處地表破壞建筑物的破壞次生災(zāi)害二、地震的破壞作用地震的破壞作用主要表現(xiàn)為三種形式：圖231、地表破壞表現(xiàn)為：地裂縫、地面下沉、滑坡、噴水冒砂等形式地裂縫危害：當(dāng)?shù)亓芽p穿過(guò)建筑物時(shí)，會(huì)造成結(jié)構(gòu)開(kāi)裂直至倒塌圖1976年7月28日唐山大地震造成的地裂縫地震斷層錯(cuò)動(dòng)后在地表形成的痕跡由于地表土質(zhì)不勻及受地貌影響，其規(guī)模較前者為小構(gòu)造式地裂縫：重力式地縫：1、地表破壞表現(xiàn)為：地裂縫、地面下沉、滑坡、噴水冒地裂縫危害24多發(fā)生在軟土分布地區(qū)和礦業(yè)采空區(qū)

危害：不均勻沉陷易引起建筑物的破壞甚至倒塌＊地面下沉2005年11月26日九江縣和瑞昌市之間發(fā)生5.7級(jí)地震＊滑坡在河岸、山崖、丘陵地區(qū)，地震時(shí)極易誘發(fā)滑坡危害：切斷交通通道，沖毀房屋和橋梁、堵塞河流

圖2003年5月27日日本東北部里氏7級(jí)地震在宮城縣筑館鎮(zhèn)造成的一處山體滑坡多發(fā)生在軟土分布地區(qū)和礦業(yè)采空區(qū)危害：25＊噴水冒砂地面下水位較高地震波的作用地下水壓急劇增高地下水經(jīng)地裂縫或其它通道噴出地面

地表土層含有砂層或粉土層

砂土液化甚至出現(xiàn)噴水冒砂圖2001年昆侖山大地震時(shí)在庫(kù)塞湖畔的噴水冒砂危害：液化可以造成建筑物傾斜與倒塌、埋地管網(wǎng)的大面積破壞1995年神戶(hù)地震中由于液化引起地面的下沉＊噴水冒砂地面下水位較高地下水壓急劇增高地下水經(jīng)地裂縫或262．建筑物的破壞（圖）主要破壞原因結(jié)構(gòu)物動(dòng)力破壞機(jī)制的分析，是結(jié)構(gòu)抗震研究的重點(diǎn)和結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)：建筑物的破壞因地表破壞引起：建筑物的破壞由于地震地面運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力作用引起靜力破壞動(dòng)力破壞2．建筑物的破壞（圖）主要破壞原因結(jié)構(gòu)物動(dòng)力破壞機(jī)制的分析，27兩類(lèi)動(dòng)力破壞形式：主要是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)承重構(gòu)件的抗剪、抗彎、抗壓等強(qiáng)度不足而形成。如：墻體裂縫、鋼筋混凝土構(gòu)件開(kāi)裂或酥裂＊強(qiáng)度破壞：圖承重結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足強(qiáng)度破壞、喪失整體性破壞兩類(lèi)動(dòng)力破壞形式：主要是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)承重構(gòu)件的抗剪、＊強(qiáng)度破壞：28＊結(jié)構(gòu)喪失整體性：在強(qiáng)度破壞前后，結(jié)構(gòu)物一般進(jìn)入彈塑性變形階段。此時(shí)，在強(qiáng)烈振動(dòng)下會(huì)因?yàn)檠有圆蛔恪⒐?jié)點(diǎn)連接失效、主要承重構(gòu)件失穩(wěn)等原因而喪失整體性，從而造成局部或整體結(jié)構(gòu)的倒塌圖2005年3月20日日本福岡縣以西海域發(fā)生里氏7級(jí)地震，結(jié)構(gòu)喪失整體性圖1988年11月6日，瀾滄－耿馬發(fā)生7.6級(jí)地震，因結(jié)構(gòu)變形過(guò)大導(dǎo)致倒塌＊結(jié)構(gòu)喪失整體性：在強(qiáng)度破壞前后，結(jié)構(gòu)物一般進(jìn)入彈塑性變形階29地震烈度調(diào)查情況震害程度6度7度8度9度10度棟數(shù)百分比棟數(shù)百分比棟數(shù)百分比棟數(shù)百分比棟數(shù)百分比基本完好輕微損壞中等破壞嚴(yán)重破壞倒毀總計(jì)230212563—50145.942.311.20.6—1002502317554361340.837.712.28.80.510022245440814914.816.136.227.55.41007351381691014501..67.830.737.523.410021923682293410.65.66.719.967.2100我國(guó)歷史強(qiáng)震中多層磚房屋震害程度統(tǒng)計(jì)(2054幢)地震烈度調(diào)查情況震害程度6度7度8度9度10度棟數(shù)百分比棟數(shù)30地震烈度調(diào)查情況震害程度7度8度9度10度棟數(shù)百分比棟數(shù)百分比棟數(shù)百分比棟數(shù)百分比基本完好輕微損壞中等破壞嚴(yán)重破壞倒毀總計(jì)31132—1915.857.915.810.5—10024465938817513.726.333.721.74.6100—127—10—102070—100—315111645—6.733.324.435.6100我國(guó)歷史強(qiáng)震中單層混凝土柱工業(yè)廠(chǎng)房震害統(tǒng)計(jì)(249棟)地震烈度調(diào)查情況震害程度7度8度9度10度棟數(shù)百分比棟數(shù)百分313．次生災(zāi)害次生災(zāi)害：地震時(shí)，水壩、煤氣管道，供電線(xiàn)路的破壞，以及易燃、易爆、有毒物質(zhì)容器的破壞，均可造成水災(zāi)、火災(zāi)、空氣污染等次生災(zāi)害圖1999年9月21日（北京時(shí)間），臺(tái)灣省花蓮西南發(fā)生7.6級(jí)地震,受斷層作用北段三跨泄洪道斷塌，造成水壩破壞。3．次生災(zāi)害次生災(zāi)害：地震時(shí)，水壩、煤氣管道，供電線(xiàn)路的破壞323．次生災(zāi)害1906年舊金山地震被燒毀的街區(qū)3．次生災(zāi)害1906年舊金山地震被燒毀的街區(qū)331923關(guān)東大地震的震后火災(zāi)航拍圖1923關(guān)東大地震的震后火災(zāi)航拍圖341995神戶(hù)地震