城市災害學課件

地震災災害第8章地震概述第9章抗震概念設計的總體原則*第8章地震概述什么是地震？

地震一般指地殼的天然震動，同臺風、暴雨、洪水、雷電等一樣是一種自然現(xiàn)象。全球每年發(fā)生地震約500萬次，其中能感覺到的有5萬多次，能造成破壞性的5級以上的地震約1000次，而7級以上有可能造成巨大災害的地震約十幾次。地震是一種嚴重危及人們生命財產(chǎn)的突發(fā)性自然災害。2006.3*2006.3*2004年全球地震活動情況全球2004年7級以上地震分布圖2004年全球共發(fā)生7級以上地震19次，其中8級以上地震1次地震情況第8章地震概述我國是一個地震頻發(fā)的國家，6度以及6度以上的地震區(qū)幾乎遍及全國各個省和自治區(qū)對于地震災害要以預防為主，但是目前世界各國對于地震的準確預報仍然十分困難。因此根本性的措施就是采取合理的抗震設計方法，提高建筑物的抗震能力，防止嚴重破壞，避免倒塌。2006.3*第8章地震概述隨著我國城市化進程的加快，人口的集中，經(jīng)濟的發(fā)展，盡管是在采取適當?shù)目拐鸫胧┖蟮卣鹪斐傻娜藛T傷亡有所減少，但是產(chǎn)生的經(jīng)濟損失卻越來越嚴重。一次大地震可能在數(shù)十秒時間內將一座城市夷為平地，交通、通信、供電、供水、供暖等生命線工程中斷，并往往導致嚴重的次生災害，例如火災、水災、山崩、滑坡；泥石流、海嘯、疾病等。如何防止、減少地震災害造成的損失，是地震工程和工程抗震技術人員肩負的重要使命。2006.3*第8章地震概述8.1地震類型、成因和地震波8.2地震震級和烈度8.3基本烈度和地震區(qū)劃圖8.4地震活動概況及其分布8.5工程結構的抗震設防8.6地震的破壞作用8.7地震災害實例8.8減輕地震災害的基本對策8.9地震應急活動2006.3*8.1地震類型、成因和地震波8.1.1地震類型地震內部發(fā)生地震的地方稱為震源。震源在地球表面的投影稱為震中。地球上某一地點到震中的距離稱為震中距。震中附近地區(qū)稱為震中區(qū)，破壞最為嚴重的地區(qū)稱為極震區(qū)，震源到震中的垂直距離稱為震源深度。2006.3*8.1.1地震類型地震按其成因分為誘發(fā)地震和天然地震兩類。誘發(fā)地震是由于人工爆破、礦山開采、水庫儲水、深井注水等原因所引發(fā)的地震，這種地震強度一般比較小，影響范圍也相對較少。如果礦山開采后留下采空區(qū)，而這些礦坑的頂板巖層比較破碎，強度較低，礦柱和頂板承受不了巨大的地壓，就會產(chǎn)生塌落，引起地震。

在國外曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過礦山塌陷地震震級最大可達5級，在我國已發(fā)生過近4級的礦山塌落地震。如1972年在山西大同煤礦發(fā)生的采空區(qū)大面積頂板塌落，引起最大震級為3.4級的地震。2006.3*8.1.1地震類型誘發(fā)地震水庫地震是因水庫蓄水而誘發(fā)的地震。有些地方，歷史上沒有或很少發(fā)生過地震，但在興建大型水庫后，地震頻頻發(fā)生，甚至發(fā)生強烈的破壞性地震。我國已有21例水庫發(fā)生誘發(fā)地震，如廣東新豐江水庫地區(qū)，歷史上很少發(fā)生地震，但自1959年截流蓄水后不久，便頻繁出現(xiàn)小震活動，并于1962年3月19日發(fā)生了6.1級的強烈地震，其后余震活動持續(xù)不斷。2006.3*8.1.1地震類型誘發(fā)地震一次核爆炸本身就產(chǎn)生一次地震，爆炸中心相當于一個6級左右的地震源。同時，爆炸可誘發(fā)構造地震，表現(xiàn)為核爆炸后接連發(fā)生地震，就如大震后的余震。如1968年美國完成地下核試驗就引起了地球1萬次余震；1976年美國進行核試驗幾分鐘后發(fā)生了危地馬拉地震，使幾萬人喪生；1985年法國在太平洋一個小島上的核試驗后，發(fā)生了墨西哥地震及鄰近國家的多次地震。2006.3*8.1.1地震類型誘發(fā)地震在油田開采中，廣泛采用人工注水驅動工藝，從而產(chǎn)生油田注水誘發(fā)地震。例如，1970年3月8日加拿大斯內普油田注水導致5.1級地震。油田注水地震一般震源淺，震級也不高。2006.3*8.1.1地震類型天然地震又可以分為構造地震和火山地震?；鹕降卣鹗怯捎诨鹕奖l(fā)、巖漿猛烈沖擊地面引起的地震。例如，1914年日本櫻島火山噴發(fā)產(chǎn)生的地震相當于6．7級。火山地震的影響范圍較小，不會造成大面積的破壞和人畜傷亡。這類地震主要分布在日本、印度尼西亞、南美等太平洋沿岸國家，在我國很少見?；鹕降卣鸺s占地震總數(shù)的7％。2006.3*8.1.1地震類型天然地震構造地震是由于地殼構造運動使得深部巖石的應變超過容許值，巖層發(fā)生斷裂、錯動而引起的地面振動，一般簡稱為地震，目前我們常說的地震就是指的這種地震，它也是地震工程和工程抗震的主要研究對象。構造地震發(fā)生的次數(shù)多，影響范圍廣，占地震發(fā)生總數(shù)的90％以上。絕大多數(shù)構造地震屬淺源地震。如1976年的唐山大地震，在幾十秒鐘的時間內，將一座用了近百年時間才建設起來的工業(yè)城市幾乎夷為平地。2006.3*8.1.1地震類型地震按震源深度可以分為淺源地震、中源地震和深源地震。淺源地震的震源深度在60km以內，約占地震總數(shù)的70％左右。中源地震的震源深度在60～90km之間，約占地震總數(shù)的25％左右。深源地震的震源深度在300km以上，約占地震總數(shù)的5％左右。世界上大多數(shù)的地震是淺源地震，震源深度在5～20km之間。目前記錄到的最深震源為720km。對于同樣大小的地震，當震源較淺時，波及的范圍較小，破壞程度較大。當震源深度較大時，波及范圍較大，而破壞程度相對較小。這是由于地震時釋放的能量通過長距離的傳播時，其中的大部分能量將被巖層所吸收。2006.3*8.1.1地震類型根據(jù)震中距的大小，地震又可分為地方震、近震和遠震。震中距在100km以內的地震叫地方震；震中距在100km～1000km之間的地震稱近震；震中距大于1000km的地震稱遠震。據(jù)震級大小，地震可分為七類，見表10-1。2006.3*8.1.2地震成因首先需要了解地球的內部結構。1910年，前南斯拉夫地震學家莫霍洛維奇契意外地發(fā)現(xiàn)，地震波在傳到地下50公里處有折射現(xiàn)象發(fā)生。他認為，這個發(fā)生折射的地帶，就是地殼和地殼下面不同物質的分界面。1914年，德國地震學家古登堡發(fā)現(xiàn)，在地下2900公里深處，存在著另一個不同物質的分界面。后來，人們?yōu)榱思o念他們，就將兩個面分別命名為“莫霍面”和“古登堡面”并根據(jù)這兩個面把地球分為地殼、地幔和地核三個圈層。2006.3*8.1.2地震成因地殼是地球最外面的一層，一般厚33公里（大陸）或7公里（海洋）。地殼分為上下兩層，上部地殼只有大陸有，海洋基本缺失。上部地殼主要為花崗巖層，下部地殼主要為玄武巖層。介于地殼和地核之間的部分是地幔，平均厚度為2870公里左右。地殼和軟流圈以上的地幔部分統(tǒng)稱為巖石圈。2006.3*

地球的中心部分為地核，半徑為3473公里左右。地核又可分為外核和內核。根據(jù)對地震波傳播速度的測定，外核可能是液態(tài)物質，內核則是固體物質。地核的物質成分同鐵隕石相似，所有有時又叫“鐵鎳核心”。8.1.2地震成因由于地球不斷運動和變化，逐漸積累了巨大的能量，在地殼某些脆弱地帶，造成巖層突然發(fā)生破裂，或者引發(fā)原有斷層的錯動，這就是地震。地震絕大部分都發(fā)生在地殼中。2006.3*8.1.2地震成因關于地震的成因的研究已經(jīng)有100多年的歷史了。早期的地震成因傾向于斷層學說，近期的觀點傾向于板塊構造學說。1915年德國地球物理學家、氣象學家阿爾弗萊德·魏格納在《大陸與大洋的起源》一書中提出了大陸漂移的概念，為后來的板塊構造學說的誕生和發(fā)展提供了基礎。20世紀60年代左右，美國地質學家在大陸漂移學說的基礎上提出了板塊構造學說。該學說認為，地球的巖石圈不是一塊整體，而是被一些活動的構造帶——海嶺、島弧、平移大斷層等所割裂的若干板塊。板塊的概念系指全球巖石圈板塊，厚約50—150km，其下為一塑性軟流圈(層)，屬上地幔上部，厚約100—200km。2006.3*8.1.2地震成因全球巖石圈可劃分為六大板塊，即太平洋板塊、亞歐板塊、印度洋板塊、非洲板塊、美洲板塊、南極洲板塊。除太平洋板塊幾乎完全是海洋外，其余板塊既包括大塊陸地，又包括大片海洋。六大板塊又可分成若干小板塊。如美洲板塊分為南、北美洲兩個小板塊，亞歐板塊可分出東南亞、阿拉伯半島、土耳其等小板塊等。板塊以一定的邊界(海嶺、島弧一海溝系、轉換斷層)來劃分，其多以洋底張裂帶、轉換斷層、消亡帶、地縫合線為分界線。有的板塊內部強度較大，比較穩(wěn)定，主要活動與變形發(fā)生在板塊邊緣，即板塊交界處。2006.3*8.1.2地震成因板塊俯沖，形成海溝、島弧與海岸山脈；板塊碰撞，形成山脈；板塊分裂，形成裂谷、洋中脊和海洋；板塊錯動，形成轉換斷層。板塊構造學說可以較為合理地解釋世界地震分布現(xiàn)象。2006.3*據(jù)歷史資料統(tǒng)計，全世界85％左右的地震發(fā)生在板塊邊緣，其余地震發(fā)生在板塊內部。我國的臺灣島和日本都位于大板塊的交界處，所以是地震的多發(fā)區(qū)。8.1.3地震波當震源巖層發(fā)生斷裂、錯動時，巖層所積累的能量突然釋放，以波的形式從震源向四周傳播，這種波稱為地震波。地震波按其在地殼中傳播的位置的不同分為體波和面波。1．體波體波為在地球內部傳播的波，體波根據(jù)其介質質點振動方向和波傳播方向的不同又可以分為縱波和橫波。2006.3*8.1.3地震波縱波的介質質點振動的方向和波傳播的方向相同，是從震源向四周傳播的壓縮波?？v波一般周期較短，波速較快，振幅較小，在地面上引起上下顛簸運動?？v波由于波速較快，在地震發(fā)生時往往最先達到，因此縱波也稱為初波、戶波、壓縮波或拉壓波?？v波波速一般用υp來表示，在地殼內縱波的傳播速度一般為200~1400m／s，根據(jù)彈性動力學可以得到:2006.3*8.1.3地震波橫波的介質質點振動的方向和波傳播的方向垂直，是從震源向四周傳播的剪切波。橫波一般周期較長，波速較慢，振幅較大，引起地面水平方向的運動。橫波由于波速較慢，在地震發(fā)生時達到的時間將比縱波慢，因此橫波也稱為次波、S波、剪切波、畸變波和等體積波。橫波波速一般用υs來表示，在地殼內橫波的傳播速度一般為100~800m／s，根據(jù)彈性動力學可以得到橫波波速:2006.3*8.1.3地震波橫波的波速總是小于縱波的波速，所以當?shù)卣鸢l(fā)生時，地震中心區(qū)域的人們的感覺是先上下顛簸，然后左右搖晃。地基土中縱波和橫波的波速參考值見下表。2006.3*8.1.3地震波2.面波面波為在地表面?zhèn)鞑サ牟?。面波主要有瑞雷波和樂夫波?006.3*面波質點振動方式a)瑞雷波質點振動b)樂夫波質點振動

8.1.3地震波（1）瑞雷波傳播時，介質質點在波的前進方向與地表法向組成的平面內做橢圓運動。橢圓上任意一點在橫軸上的投影為介質質點的水平位移，在縱軸上的投影為介質質點的豎向位移，由水平位移和豎向位移合成后的矢量為介質質點的總位移。當經(jīng)過一個周期的振動，質點位移矢量就描繪了一個橢圓?？傊?，表面介質質點運動對于波的傳播方向而言，其軌跡就是一個逆轉的橢圓。橢圓的長軸與地表面垂直，而短軸則與地表面平行，長短軸之比就是豎向位移分量和水平位移分量的幅值之比。瑞雷波是形成地面晃動的主要原因。2006.3*瑞雷波的波速與橫波波速的近似關系：8.1.3地震波（2）樂夫波傳播時，質點在與波的前進方向垂直的水平方向運動，在地面上表現(xiàn)為蛇形運動。面波是經(jīng)過地層界面的多次反射、折射形成的次生波。面波周期長，振幅大。由于面波比體波衰減慢，故能傳播到很遠的地方。面波對建筑物的影響最大。利用縱波、橫波和面波傳播速度的不同，可以大致確定震源的距離。2006.3*8.1.3地震波由地震波傳播所引發(fā)的地面振動，通常稱為地震動。其中，在震中區(qū)附近的地震動稱為近場地震動。人們一般通過記錄地面運動的加速度來了解地震動的特征。對加速度記錄進行積分，可以得到地面運動的速度與位移。從前面對于地震波的介紹可知，地面上任一點的振動過程實際上包括各種類型地震波的綜合作用。因此，地震動記錄的最明顯表征是其不規(guī)則性。但是，詳細分析后可知，可以采用有限的幾個要素來反映不規(guī)則的地震波。地震動的峰值(最大振幅)、頻譜和持續(xù)時間，通常稱為地震動的三要素。2006.3*8.2地震震級和烈度8.2.1地震震級地震的大小通常用震級表示，它是根據(jù)地震儀記錄的地面地動位移，按一定的物理－數(shù)學公式計算出來的。

里氏震級M——1935年由里克特給出公式：M=lgA

A是標準地震儀，在距震中100km處記錄的以微米為單位的最大水平地動位移。標準地震儀：周期0.8s，阻尼系數(shù)為0.8，放大倍數(shù)2800的地震儀。2006.3*8.2.1地震震級震級與震源釋放能量的大小關：lgE=1.5M+11.8

也就是說震級是地震強度大小的度量，它與地震所釋放的能量有關。一個1級地震釋放的能量約為2×106J。一個6級地震釋放的地震波能量相當于第二次世界大戰(zhàn)美國在日本廣島投下的原子彈的能量。震級每差1.0級，能量相差101.5倍，即大約32倍；相差2.0級，能量相差約1000倍。小于2.5級的地震，人們一般不易感覺到，稱為小震或微震；2.5-5.0級的地震，震中附近的人會有不同程度的感覺，稱有感地震；大于5.0級的地震，會造成建筑物不同程度的損壞，稱破壞性地震。2006.3*8.2.2地震烈度1.地震烈度和烈度表地震發(fā)生后，地震波傳播到地面，會給地面各種物體造成不同的破壞現(xiàn)象。通常把地震對地面所造成的破壞或影響的程度叫烈度，它由物體的反應、房屋建筑物的破壞和地形地貌改觀等宏觀現(xiàn)象來判定。地震烈度——地震時在一定地點震動的強烈程度。許多國家采用地面運動加速度值來表示地震烈度，一般在設定的不同地點安裝加速度儀，直接記錄當?shù)氐牡孛孢\動參數(shù)。2006.3*8.2.2地震烈度地震震級與震中烈度的大致關系2006.3*8.2.2地震烈度烈度表——評定烈度的標準在沒有儀器觀測的年代，只能由地震產(chǎn)生的宏觀現(xiàn)象，包括人的感覺，器物的反應，建筑物的破壞程度和地表的破壞程度等總結出的宏觀烈度表來評定地震烈度，我國第一個地震烈度表“新中國地震烈度表(1957年)”就是這種地震烈度表。1980年由國家地震局頒布實施《中國地震烈度表》在1957年烈度表的基礎上列入了平均震害指數(shù)、地面運動加速度和速度等定量指標，因而這個烈度表的特點是既有定性的宏觀指標，也有定量的物理指標。2006.3*8.2.2地震烈度1999年4月由國家質量技術監(jiān)督局批準實施《中國地震烈度表》(GB／T17742—1999)，該標準是在1980年地震烈度表的基礎上制訂的。在制訂過程中，充分吸收了十多年來地震現(xiàn)場調查和歷史資料的分析結果，運用《中國地震烈度表》(1980)的經(jīng)驗，以及強震觀測資料分析和模擬實驗結果，并參考了《歐洲地震烈度表》(1982)。2006.3*震害指數(shù)是從各類房屋的震害調查和統(tǒng)計中得出的，反映破壞程度的數(shù)字指標：0表示無震害，1表示倒平。8.2.2地震烈度應用新的地震烈度表時應注意以下幾點：①評定烈度時，Ⅰ－V度以地面上人的感覺為主；Ⅵ－X度以房屋震害為主，人的感覺僅供參考；Ⅺ—Ⅻ度以地表現(xiàn)象為主；②在高樓上人的感覺要比地面上人的感覺明顯，應適當降低評定值；③表中房屋為單層或數(shù)層、未經(jīng)抗震設計或未加固的磚混和磚木房屋。對于質量特別差或特別好的房屋，可根據(jù)具體情況，對表中各烈度相應的震害程度和震害指數(shù)予以提高或降低；④平均震害指數(shù)可以在調查區(qū)域內用普查或隨機抽查的方法確定；⑤在農村可以自然村為單位，在城鎮(zhèn)可以分區(qū)進行烈度的評定，面積以1km2為宜；⑥凡有地面強震記錄資料的地方，表列物理參量可作為綜合評定烈度和制定建設工程抗震設防要求的依據(jù)。2006.3*8.2.2地震烈度2.平均震害指數(shù)——解決評定建筑物破壞情況量化的一種有效方法，它將建筑物破壞程度由完好到全部倒塌之間分成若干等級，每級用震害指數(shù)表示。建筑物破壞程度類別與破壞程度震害等級見下表：2006.3*8.2.2地震烈度2.平均震害指數(shù)某類(如第j類)房屋震害程度，用震害指數(shù)表示為:2006.3*上式的物理意義是表示該類房屋的平均震害程度。通過各類房屋不同震害指數(shù)計算，可以對比各類房屋之間抗震性能的優(yōu)劣。為了確定某地區(qū)房屋的平均震害情況，可求出該地區(qū)各類房屋(有代表性的結構)的平均震害指數(shù)，即:8.2.2地震烈度3．烈度衰減規(guī)律和等震線地震烈度隨著震中距的增加而減小。烈度相同的區(qū)域的外包線稱為等震線，它和地理學中的等高線類似。理想的等震線是以震中為圓心的同心圓。通常采用的地震烈度衰減公式為：2006.3*式中I0——震中烈度；Ii——等震線烈度；

h——震源深度；r——等震線半徑；

S——烈度衰減系數(shù)。8.2.2地震烈度烈度衰減系數(shù)S的大小表征地震烈度衰減的快慢，是研究烈度分布和衰減規(guī)律的重要參數(shù)。S的大小與場地條件、地震震級等因素有關。實際上，由于建筑物的差異，地質條件、地形地貌的影響，等震線一般是一些不規(guī)則的封閉曲線。各條等震線之間的烈度一般按相差1度來描繪。一般而言，等震線的烈度隨著震中距的增大而減小，但是由于局部地形的影響，也會出現(xiàn)一些烈度異常的情況例如在等震烈度區(qū)內出現(xiàn)明顯高于或低于該地區(qū)烈度的區(qū)域，稱為烈度異常區(qū)。我國通過大量的統(tǒng)計資料得到烈度Ii、震級M和震中距r之間的關系，即:2006.3*8.3基本烈度和地震區(qū)劃圖

8.3.1基本烈度基本烈度是指該地區(qū)今后一定時間內(一般是指50年)，在一般場地條件下可能遭遇的超越概率為10％的地震烈度。它是一個地區(qū)進行抗震設防的依據(jù)。近20年來，世界上大多數(shù)國家采用了如下抗震設計理念：在建筑物的設計使用壽命期限內，對于不同頻度和強度的地震，要求建筑物具有不同的抗震能力。如果要求建筑物在任何情況下都不破壞，這在工程實踐上是不可能的，在經(jīng)濟上也是不合理的。這就涉及到如何定義小震和大震，以及在各基本烈度區(qū)小震和大震的烈度如何取值的問題。2006.3*8.3.1基本烈度根據(jù)地震危險性分析，一般認為我國地震烈度的概率密度函數(shù)符合極值Ⅲ型分布,如下圖所示：2006.3*從概率意義上講，小震是發(fā)生概率最大的地震，也就是烈度概率密度函數(shù)分布曲線上的峰值對應的多遇烈度。因此采用多遇烈度作為小震烈度是適宜的(小震烈度又稱為多遇烈度或眾值烈度)。8.3.1基本烈度小震烈度和大震烈度與基本烈度有什么關系呢?根據(jù)對我國華北、西南和西北45個城鎮(zhèn)的地震烈度概率分析，基本烈度大約為結構設計基準期內超越概率為10％的地震烈度，并分別計算出這45個城鎮(zhèn)在設計基準期內超越概率為10％的地震烈度與多遇烈度的平均差值為1.55度。2006.3*這樣我們可以認為基本烈度和多遇烈度之差為1.55度。例如，對于基本烈度為8度的地區(qū)，其多遇烈度，即小震烈度為6.45度。8.3.1基本烈度規(guī)范規(guī)定取50年超越概率2％-3％的地震烈度作為大震烈度(或稱為罕遇烈度)。大震烈度比基本烈度高出l度左右。2006.3*三個水準烈度的關系8.3.2地震區(qū)劃圖

地震區(qū)劃是依據(jù)地質構造資料、歷史地震規(guī)律、強震觀測資料，采用地震危險性分析方法，計算給定某一地區(qū)(可以是一個國家或一個地區(qū))在未來一定時間內(如50年或100年)關于某一烈度(或地震動加速度值)的超越概率(如10％)，從而可以將該地區(qū)劃分為不同烈度所覆蓋的區(qū)域，這種工作稱為地震區(qū)劃。為了使用以設計基準期內一定超越概率為基礎的抗震設計，國家地震局應用綜合概率方法編制了重現(xiàn)期為475年(即50年，超越概率為10％)的烈度區(qū)劃圖，這就是國家地震局和建設部于1992年，聯(lián)合發(fā)布的《中國地震烈度區(qū)劃圖(1990)》。該區(qū)劃圖給出了全國各地地震基本烈度的分布，可供國家經(jīng)濟建設和國土利用規(guī)劃、一般工業(yè)和民用建筑的抗震設防以及制定防災減災對策使用。2006.3*8.3.2地震區(qū)劃圖

地震區(qū)劃作為工程結構抗震設防的主要依據(jù)，應該明確地給出抗震設計所需要的參數(shù)，目前在抗震設計中應用的主要參數(shù)包括地面運動加速度和反應譜特征周期，進一步還需要可以用來確定輸入地震加速度時程的地震動強度、頻譜特性和持續(xù)時間等強震地面運動的三要素。此外，從不同工程的設計基準期來說，還要求給出未來20年、50年、100年、200年內地震動三要素的不同概率估計。應用基于地震危險性分析的地震區(qū)劃對于滿足上述要求在原則上是完全可行的。目前面臨的主要困難是基礎資料的不足。2006.3*8.4地震活動概況及其分布8.4.1世界地震活動根據(jù)統(tǒng)計世界上每年平均發(fā)生500萬次左右的地震，其中，5級以上的強烈地震約1000次左右。震級在7級以上，震中烈度在9度以上的大地震每年發(fā)生10余次，對于震級在8級以上的特大地震，全世界每年大約1次左右。

20世紀以來死亡人數(shù)超過10000人的地震共計30余次。2006.3*破壞性地震并不是均勻地分布于地球的各個部位。根據(jù)地震的歷史資料，將地震發(fā)生的地點和強度在地圖上標志出來，也就是繪制震中分布圖。8.4.1世界地震活動通?？梢詣澐殖鏊臈l全球規(guī)模的地震活動帶。其中環(huán)太平洋地震帶和地中海一喜馬拉雅地震帶是世界上兩條主要的地震活動帶。2006.3*8.4.1世界地震活動1．環(huán)太平洋地震活動帶環(huán)太平洋地震活動帶全長達到35000多公里，地震活動極為強烈，是地球上最主要的地震帶。該地震帶釋放的能量占全部地震能量的75％以上，全世界約80％的淺源地震，90％的中源地震和幾乎所有的深源地震都集中于此。它北起太平洋北部的阿留申群島，分東西兩支沿太平洋東西兩岸向南延伸。2006.3*8.4.1世界地震活動1．環(huán)太平洋地震活動帶環(huán)太平洋地震活動帶的東支經(jīng)阿拉斯加、加拿大、美國西海岸、墨西哥、中美洲后直下南美洲。其中南美洲的智利大地震反復發(fā)生，康塞普西翁城三個世紀三次被地震摧毀又三次重建。美國的加利福尼亞至墨西哥，近100年來發(fā)生6級以上地震26次，俗稱“地震之鄉(xiāng)”。環(huán)太平洋地震活動帶的西支經(jīng)千島群島、日本群島、琉球群島、臺灣群島向南，經(jīng)過澳大利亞到新西蘭與南太平洋銜接。該地震帶平均寬度200公里左右，震源最深達到700公里。2006.3*8.4.1世界地震活動2．地中海一喜瑪拉雅地震活動帶地中海一喜瑪拉雅地震活動帶西起大西洋中的亞速爾群島，經(jīng)地中海、土耳其、伊朗，抵達帕米爾，沿喜瑪拉雅山東行，穿過中南半島西緣，直到印度尼西亞的班達海與太平洋地震帶西支相接，總長20000多公里，因其穿過歐亞兩大洲，因此也稱為歐亞地震帶。除太平洋地震帶外幾乎所有的中源地震和大的淺源地震都發(fā)生在此帶內。釋放能量占全部地震能量的15％左右。2006.3*8.4.2中國地震活動1.中國大陸地震條帶分布特點中國大陸受到太平洋板塊向西，印澳板塊向北，歐洲板塊向東的擠壓和推動。當這種擠壓和推動產(chǎn)生的應力在大陸巖石圈中持續(xù)積累到一定的程度，超過巖石圈所能承受的限度時，則在大陸地殼上就會破裂而產(chǎn)生地震。我國是世界上地震較多的國家之一。我國境內的地震分布具有條帶分布的特點，地震活動主要分布在5個地區(qū)的23條地震帶上。2006.3*8.4.2中國地震活動5個地區(qū)：①臺灣省及其附近海域；②西南地區(qū)，主要是西藏、四川西部和云南中西部；③西北地區(qū)，主要在甘肅河西走廊、青海、寧夏、天山南北麓；④華北地區(qū)，主要在太行山兩側、汾渭河谷、陰山一燕山一帶、山東中部和渤海灣；⑤東南沿海的廣東、福建等地。我國的臺灣省位于環(huán)太平洋地震帶上，西藏、新疆、云南、四川、青海等省區(qū)位于喜瑪拉雅一地中海地震帶上，其他省區(qū)處于相關的地震帶上。2006.3*8.4.2中國地震活動2006.3*2006.3*趨勢分析印度板塊菲律賓板塊歐亞板塊太平洋板塊2002.3.3

M7.12003.9.22

M7.22003.9.27

M

7.92002.3.31

M7.52002.6.29

M7.2北美板塊2003.9.26

M8.0?2004.9.5

M7.4、7.22004.10.23

M7.02002200320042004.11.29

M7.12002～2004年中國及鄰區(qū)7級以上地震分布圖8.4.2中國地震活動2．我國的地震記錄我國歷史文化悠久，地震歷史資料豐富，最早有文字可考的地震災害記錄可以追溯到4500年以前。關于地震的直接紀錄，一般認為始于公元前1831年的泰山地震。1955年，我國曾經(jīng)對發(fā)生在中國境內的地震歷史資料進行了大規(guī)模的搜集和整理工作。統(tǒng)計結果表明，截至1955年我國有文字記載的地震有8000多次，造成災害的地震記錄有1000余次。2006.3*8.4.2中國地震活動3．我國地震活動特點我國境內發(fā)生的地震，大多數(shù)屬于淺源地震，震源深度在東部較淺，西部較深。這種地震震源深度的分布與我國的西高東低的地勢相關。從我國地震歷史資料可以看到一個有趣的現(xiàn)象：在一定地區(qū)內的地震活動，在大的時間尺度上存在明顯的疏密交替的現(xiàn)象。相對沉靜的平靜期和相對頻繁的活躍期交替出現(xiàn)。地震活動的這種規(guī)律性是與地震帶內的能量積累和釋放過程密切相關。在地震工程學中，從一個平靜期的開始到下一個活躍期的結束稱為一個地震活動期。2006.3*8.4.2中國地震活動中國地震活動的主要特點：

1）中國地震活動分布范圍廣據(jù)歷史記載，中國的絕大多數(shù)省份都曾發(fā)生過6級以上的地震，地震基本烈度6及其以上地區(qū)的面積占全部國土面積的79％。由于地震活動范圍廣，震中分散，再加之科學技術上的原因，以致不易捕捉地震發(fā)生的具體地點，難以集中采取防御措施。2006.3*8.4.2中國地震活動2）地震的震源淺、強度大中國的地震大部分發(fā)生在大陸地區(qū)，這些地震絕大多數(shù)是震源深度為20～30km的淺源地震，對地面建筑物和工程設施的破壞較重。只有東北雞西、延吉一帶，及西藏、新疆西部個別地區(qū)，發(fā)生過震源深度大于30km或400～500km的深源地震。近80年來，中國發(fā)生7級以上強震約占全球的1／10多，而地震釋放的能量則占全球同期強震釋放總能量的2／10～3／10。2006.3*8.4.2中國地震活動3）位于地震區(qū)的大、中城市多，建筑物抗震能力低中國450個城市中，位于地震區(qū)的占74.5％，其中有一半位于地震基本烈度7度及其以上地區(qū)；28個百萬以上人口的特大城市，有85.7％位于地震區(qū)，50～100萬人口的大城市和20～50萬人口的中等城市80％位于地震區(qū)。特別是一些重要城市，如北京、昆明、太原、呼和浩特、拉薩、西安、烏魯木齊、?？凇⑴_北等，都位于地震基本烈度8度的高烈度地震區(qū)。

在20世紀80年代以前，新建工程一般均未考慮抗震設防，因此這些房屋和工程設施一般不能抵抗地震的襲擊。城市的大部分老舊房屋，廣大農村建筑，土、石結構房屋，南方地區(qū)的空斗墻房屋，抗震能力更差。歷次地震造成的人民生命財產(chǎn)的損失，主要是由于抗震能力差的房屋和工程設施的破壞造成的。2006.3*8.4.2中國地震活動4．強震的重演周期長中國強震的重演周期大多在百年乃至數(shù)百年，因此，地震的活動范圍和地震烈度很難預測，在中國的一些6度區(qū)發(fā)生高于或遠高于6度的強震的許多實例，就充分說明了這一點。例：河北歷史上發(fā)生過3次7.5級以上的強震，發(fā)震時間分別相隔151年和146年。山西歷史上發(fā)生過7.5級以上強震，發(fā)震時間分別相隔791年和392年。由于強震的重演周期長，容易使人們在現(xiàn)實生活中忽視地震災害的威脅，也容易忘記地震災害的慘痛教訓，因而對抗震設計與研究工作的重要性認識不足，對于地震災害的突發(fā)性準備不夠，這樣地震時就可能造成較大的災害。

在臺灣東部和青藏高原南部，地震活動期僅僅幾十年。2006.3*2006.3*2004年我國致災較大的地震地震活動E2004年中國5級以上地震一覽2006.3*8.4.3中國地震烈度區(qū)劃圖地震烈度區(qū)劃圖不僅標識了不同地區(qū)的地震歷史震害，也給出了各地區(qū)未來地震活動的趨勢，對于工程結構抗震具有重要的指導意義。建筑抗震設防標準是衡量建筑抗震設防要求的尺度，它是由抗震設防烈度和建筑使用功能的重要性采確定的?？拐鹪O防烈度是指按國家規(guī)定的權限批準的，作為一個地區(qū)抗震設防依據(jù)的地震烈度。一般情況下，抗震設防烈度可以采用中國地震烈度區(qū)劃圖的地震本烈度，或采用與《抗震設計規(guī)范》涉及基本地震加速度對應的地震烈度。2006.3*第8章地震概述8.1地震類型、成因和地震波8.2地震震級和烈度8.3基本烈度和地震區(qū)劃圖8.4地震活動概況及其分布8.5工程結構的抗震設防8.6地震的破壞作用8.7地震災害實例8.8減輕地震災害的基本對策8.9地震應急活動2006.3*8.5工程結構的抗震設防8.5.1抗震設防的目的和要求基本目的：就是在一定的經(jīng)濟條件下，最大限度地限制和減輕工程結構的地震破壞，避免人員傷亡，減少經(jīng)濟損失。近年來許多國家和地區(qū)的抗震設計規(guī)范采用了“小震不壞、中震可修、大震不倒’’作為工程結構抗震設計的基本準則。為了實現(xiàn)這一設計準則，我國《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011—2001)明確提出了三個水準的抗震設防要求。2006.3*8.5.1抗震設防的目的和要求三個水準的抗震設防要求：第一水準：當遭受低于本地區(qū)設防烈度的多遇地震影響時，建筑物一般不受損害或不需修理仍可繼續(xù)使用。第二水準：當遭受相當于本地區(qū)設防烈度的地震影響時，建筑物可能損壞，但經(jīng)一般修理即可恢復正常使用。第三水準：當遭受高于本地區(qū)設防烈度的罕遇地震影響時，建筑物不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴重破壞。2006.3*8.5.2建筑抗震設防分類我國《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011—2001)將建筑物按其用途的重要性分為四類。甲類建筑：指重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴重次生災害的建筑。這類建筑的破壞會導致嚴重的后果，其確定須經(jīng)國家規(guī)定的批準權限批準。乙類建筑：指地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復的建筑。如抗震城市中生命線工程的核心建筑。城市生命線工程一般包括供水、供電、交通、消防、通信、救護、供氣、供熱等系統(tǒng)。丙類建筑：指一般建筑，包括除甲、乙、丁類建筑以外的一般工業(yè)與民用建筑。

丁類建筑：指次要建筑，包括一般的倉庫、人員較少的輔助建筑物等。2006.3*8.5.3建筑抗震設計方法兩階段設計方法:(1)第一階段設計：第一步采用第一水準烈度的地震動參數(shù)，計算出結構在彈性狀態(tài)下的地震作用效應，與風、重力等荷載效應組合，并引入承載力抗震調整系數(shù)，進行構件截面設計，從而滿足第一水準的強度要求；第二步則采用同一地震動參數(shù)計算出結構的彈性層間位移角，使其不超過規(guī)定的限值；同時采用相應的抗震構造措施，保證結構具有相應的延性、變形能力和塑性耗能能力，從而自動滿足第二水準的變形要求。(2)第二階段設計：采用第三水準烈度的地震動參數(shù)，計算出結構的彈塑性層間位移角，滿足規(guī)定的要求，并采取必要的抗震構造措施，從而滿足第三水準的防倒塌要求。2006.3*8.6地震的破壞作用8.6.1地震中地表的破壞1．地裂縫

強烈的地震發(fā)生時，地面斷層將達到地表，從而改變地形和地貌。地表的豎向錯動將形成懸崖峭壁，地表大的水平位移將產(chǎn)生地形、地物的錯位，擠壓、扭曲將造成地面的起伏。地裂縫將造成地面工程結構的嚴重破壞，使得公路中斷、鐵軌扭曲、橋梁斷裂、房屋破壞、河流改道、水壩受損等。2006.3*8.6.1地震中地表的破壞地裂縫是地震時最常見的地表破壞，主要有兩種類型。一種是強烈地震時由于地下斷層錯動延伸到地表而形成的裂縫，稱為構造地裂縫。這類裂縫與地下斷層帶的走向一致，其形成與斷裂帶的受力性質有關，一般規(guī)模較大，形狀比較規(guī)則，通常呈帶狀出現(xiàn)，裂縫長度可以達到幾公里或幾十公里，裂縫帶寬度可以達到幾米甚至幾十米。另一種地裂縫是在故河道、湖河岸邊、陡坡等土質松軟地方產(chǎn)生的地表交錯裂縫，其形狀大小不同，規(guī)模也較小。2006.3*8.6.1地震中地表的破壞1．地裂縫2006.3*1．地裂縫1．地裂縫2006.3*8.6.1地震中地表的破壞1．地裂縫2006.3*8.6.1地震中地表的破壞1．地裂縫2006.3*8.6.1地震中地表的破壞1．地裂縫2006.3*8.6.1地震中地表的破壞1．地裂縫2006.3*8.6.1地震中地表的破壞1．地裂縫2006.3*8.6.1地震中地表的破壞1．地裂縫2006.3*8.6.1地震中地表的破壞2．噴砂冒水

當?shù)叵滤惠^高、砂層埋深較淺的平原地區(qū)，特別是河流兩岸最低平的地方，地震時地震波產(chǎn)生的強烈振動使得地下水位急劇增加，地下水經(jīng)過地裂縫或土質松軟的地方冒出地面，當?shù)乇硗翆訛樯巴粱蚍弁習r，則夾帶著砂土或粉土一起冒出地面，形成噴砂冒水現(xiàn)象。2006.3*8.6.1地震中地表的破壞2．噴砂冒水

噴砂冒水持續(xù)時間長，噴口有時會沿著一定的方向形成線狀分布，噴出的砂土有時可以達到1—2m的高度，形成一個個砂堆或形成長長的砂堤。噴砂實際上是砂土液化的表現(xiàn)。地震中出現(xiàn)的噴砂冒水現(xiàn)象淹沒農田，堵塞水道、道路，淹沒礦井，嚴重的地方可以造成工程結構的不均勻沉降，上部結構的開裂甚至倒塌。2006.3*8.6.1地震中地表的破壞2．噴砂冒水

2006.3*8.6.1地震中地表的破壞2．噴砂冒水

2006.3*8.6.1地震中地表的破壞2．噴砂冒水

2006.3*8.6.1地震中地表的破壞2．噴砂冒水

2006.3*8.6.1地震中地表的破壞2．噴砂冒水

2006.3*8.6.1地震中地表的破壞2．噴砂冒水

2006.3*8.6.1地震中地表的破壞

3.地表下沉在強烈地震作用下，地面往往發(fā)生下沉。在地下存在溶洞的地區(qū)或者由于人們的生產(chǎn)活動產(chǎn)生的空洞如礦井或者地鐵等，強烈地震發(fā)生時，地面土體將會產(chǎn)生下沉，形成洼地，造成大面積陷落。在土地陷落的地方，當?shù)孛嫠虻叵滤⑷耄蜁纬纱竺娣e積水，造成災害。2006.3*8.6.1地震中地表的破壞

4.河岸、陡坡滑坡

在河岸、陡坡等地方，強烈的地震使得土體失穩(wěn)，造成塌方。淹沒農田、村莊、堵塞河流，大面積塌方使得房屋倒塌。2006.3*滑坡堵路（麗江地震，1996)8.6.1地震中地表的破壞

4.河岸、陡坡滑坡

2006.3*8.6.2地震中工程結構的破壞工程結構的破壞可能是由于地基失效引起，也可能是由于上部結構承載力不足形成的破壞或結構喪失整體穩(wěn)定性造成，前者為結構的靜力破壞，后者為結構的動力破壞。地震歷史資料表明，由于地基失效引起的工程結構的破壞僅僅占結構破壞的10％左右，其余90％是由于結構承載力不足或喪失整體穩(wěn)定造成的。2006.3*8.6.2地震中工程結構的破壞因此，我國和世界各國的抗震設計規(guī)范都將主要精力集中在上部結構的破壞機理的分析和研究上。結構承載力不足，主要是因為結構的承重構件的抗彎、抗剪切、抗壓、抗拉等強度不足引起。例如，墻體裂縫、構件的開裂以及節(jié)點的失效等。結構喪失整體穩(wěn)定是由于工程結構的構件連接不牢固，支撐長度不夠或者支撐失效引起。2006.3*8.6.2地震中工程結構的破壞2006.3*8.6.2地震中工程結構的破壞2006.3*8.6.2地震中工程結構的破壞2006.3*8.6.2地震的次生災害強烈地震除了引起結構的破壞外，一般常常會引起其他一些次生災害，如火災、水災、泥石流、海嘯、滑坡等。一般來說，由于地震本身造成的直接損失往往還小于由于地震所產(chǎn)生的次生災害所造成的間接損失。2006.3*8.6.2地震的次生災害地震引發(fā)的海嘯災害是世界上一種極其嚴重的地震次生災害。海嘯這一詞語來源于地震多發(fā)的日本，本意就是“海港的波浪”。美國地質調查局給海嘯的定義為：海嘯是由突然發(fā)生的地殼運動導致一波或是一波接一波的海水移位現(xiàn)象。海嘯的波長可達到幾十公里、上百公里，有的海嘯波長甚至比海洋的最大深度還要大。2006.3*8.6.2地震的次生災害據(jù)統(tǒng)計，在1.5萬次海底構造地震中，大約只有100次左右的地震能夠引起海嘯。地震海嘯的產(chǎn)生一般受三個方面條件控制：1)震源斷層條件。當震源表現(xiàn)為平推錯動時，不致產(chǎn)生海嘯；如果震源斷層表現(xiàn)為傾滑，就可能引起海嘯。一般地說，垂直差異運動越大，相對錯動速度越大，面積越大，則海嘯級越大。2)震源區(qū)水深條件。深水區(qū)比淺水區(qū)易于產(chǎn)生海嘯。如破壞性海嘯，其震源區(qū)水深一般在200m左右，災難性海嘯的震源區(qū)水深在1000m以上。2006.3*8.6.2地震的次生災害3)震級、震源深度條件。一般震級大于6.5級、震源深度在25km以內，可產(chǎn)生海嘯，而震級在7.5級以上，震源深度在40km以內，則可形成災難性海嘯。在滿足震源斷層條件和水深條件下，震級越大，震源越淺，海嘯級越大。水下或沿岸的山崩、海底火山噴發(fā)或者彗星撞擊海面也可能引起海嘯。全球地震海嘯發(fā)生區(qū)的分布基本上與地震帶一致。破壞性較大的地震海嘯平均6~7年發(fā)生一次，其中約80％發(fā)生在環(huán)太平洋地震帶上。2006.3*8.6.2地震的次生災害2004年12月26日，印度尼西亞蘇門答臘島附近海域發(fā)生的8.7級強烈地震引發(fā)的海嘯波及到東南亞和南亞數(shù)個國家，造成近30萬人死亡，經(jīng)濟損失無法估量。本次地震是自1964年以來全球最大的一次地震，也是世界上近200多年來死傷最慘重的海嘯災難。這次地震和海嘯沒有對我國造成影響，主要有兩個方面的原因：第一是由于距離遙遠，地震能量傳播有限；第二是由于發(fā)生此次地震的海域與中國之間有陸地相隔，海嘯無法波及。2006.3*8.6.2地震的次生災害2006.3*海嘯前班達亞齊海嘯后班達亞齊8.6.2地震的次生災害地震海嘯給人類帶來的災難是十分巨大的，目前還不能控制它的發(fā)生。不過，我們可以在一定程度上預報海嘯，達到抗險減災的目的。這主要是根據(jù)地震波傳播速度比海嘯傳播快的特征，利用這個時間差，做到監(jiān)測預報。當?shù)卣鸢l(fā)生后，有關部門將地震的位置、震級和地震類型輸入電腦，即可分析出它是否會造成海嘯、海水波動程度及其傳播方向，然后就可盡快向可能受影響的地區(qū)發(fā)出預警，通知居民撤離。另外，在易受海嘯侵襲的沿岸地區(qū)可提前構筑能阻擋海浪的防護設施，以減少損失。2006.3*8.6.2地震的次生災害我國東部近海地區(qū)屬于環(huán)太平洋板塊邊界，也是地震多發(fā)地區(qū)。從歷史來看，我國曾有過26次海嘯記錄，但大陸沿海尚無破壞性海嘯，僅是我國臺灣沿海多次受到海嘯襲擊。這主要是因為中國東海大陸架較長并較淺，可以有效消減海嘯能量。同時，中國大陸以東有一系列島嶼組成天然地理屏障，可以阻擋太平洋地區(qū)的海嘯。2006.3*8.6.2地震的次生災害1964年，國際上就成立了全球海嘯警報系統(tǒng)協(xié)調小組，太平洋沿岸由于是海嘯多發(fā)區(qū)，所以海嘯預警系統(tǒng)很發(fā)達，美國和日本是海嘯預警機制最為發(fā)達的國家。印度洋由于歷史上很少發(fā)生海嘯，近百年來又沒有發(fā)生過海嘯，所以沒有國家參加海嘯預警系統(tǒng)。2004年12月26日發(fā)生的印尼地震雖然被地震臺網(wǎng)測到，但是由于有關地區(qū)沒有海嘯波監(jiān)測裝置，無法及時發(fā)現(xiàn)海嘯和確定海嘯的運行方向，因而也無法及時預警。到目前為止，我國尚未建立海嘯預警機制。2006.3*8.7地震災害實例地震發(fā)生時，產(chǎn)生大量的地震災害，如房屋結構的破壞和地基的失效等。在地震發(fā)生后，人們往往會對地震中工程結構的破壞進行大量的調查和研究，這就是災害調查。

災害調查可以得到一些具有啟發(fā)意義的震害經(jīng)驗。這些震害經(jīng)驗，可以驗證人們在研究中得到的有關結論是否正確，以便在修訂規(guī)范時被新規(guī)范所吸收和采納。因此，災害調查具有十分重要的意義。2006.3*8.7地震災害實例

智利是一個多地震的國家。1960年5月21日、22日智利連續(xù)發(fā)生225次強烈地震，這是有記錄以來破壞最大的地震，其中8級以上強震3次，最強到達8.9級。5月21日早6時，智利阿拉柯半島發(fā)生8級強震，康賽普西翁、萊布等地受到嚴重破壞。22日下午3時左右，在康賽普西翁南480km的蘭奇匯湖泊附近發(fā)生8.9級強烈地震，被認為是有震級紀錄以來最大的一次地震，智利南半部的安第斯山脈西側的斷層地帶，震害嚴重。方600km2范圍內一片廢墟，地面下沉，河道阻塞，死亡失蹤近10000人，100多萬人無家可歸，交通中斷。2006.3*8.7地震災害實例地震造成嚴重的滑坡。蘭奇匯湖泊發(fā)生300萬m3、600萬m3、3000萬m3等三次嚴重滑坡，滑動位于含有大量片狀粉土和砂透鏡體的粘土層中，滑動土體填入湖中，使得湖水上漲24m。湖水溢出淹沒湖東65km處的瓦爾的維亞市，全市水深2m，損失5億美元。地震引起的海嘯在智利浪高6m，首都圣地亞哥蒙特港沿岸城鎮(zhèn)港口的倉庫碼頭、民房等建筑物被卷走。海浪以600～700km／h的速度向西橫掃太平洋，襲擊夏威夷群島，達到距離17000km的日本海岸時，浪高有3～4m，使日本有1000多所住宅被沖走，800多人死亡，15萬人無家可歸。2006.3*8.7地震災害實例1964年3月27日，美國阿拉斯加發(fā)生8.4級地震，是世界上震級最高的幾次地震之一，有感范圍達到130萬km2，強震持續(xù)時間達到3min，最大水平加速度估計不超過0.16g，死亡131人，經(jīng)濟損失約3億美元。離震中120km的安科雷季市有6處發(fā)生大規(guī)?；?，這次地震使得人們開始重視由于地基液化以及由此造成的滑坡災害。2006.3*8.7地震災害實例安科雷季市地基土卓越周期在0.5s以上，低層建筑除了因為滑坡造成的損壞外，一般震害較輕，而一些鋼構架和多層鋼筋混凝土建筑，包括兩棟14層鋼筋混凝土結構公寓發(fā)生結構性破壞，一棟鋼筋混凝土升板建筑物和飛機場飛行控制塔倒塌，一座筒倉由于鋼支撐柱破壞而使得倉體墜落。木結構房屋震害輕微。這次地震造成瀕臨阿拉斯加的西華德以及其他城市的石油罐發(fā)生大火，持續(xù)時間3天，使得人們注意到油罐以及相關企業(yè)的抗震問題。這次地震產(chǎn)生的海嘯波及阿拉斯加沿岸、加州沿海以及夏威夷。地震破壞了安科雷季市的通信系統(tǒng)，醫(yī)院完全癱瘓，高速公路橋梁倒塌。2006.3*8.7地震災害實例1968年5月16日09時49分在日本十勝沖發(fā)生了7.9級地震，震中在日本八戶市東方170km的海中。當天在附近又發(fā)生了7.5級地震，死亡50人，總損失1450億日元，這次地震使位于太平洋北岸的一些城市按照抗震規(guī)范設計的三、四層鋼筋混凝土公共建筑物遭受嚴重破壞，主要是柱X形剪切裂縫和主筋彎曲、混凝土破碎等。這次地震使人們認識到，主要因素是構造不可靠如箍筋太細太稀、綁扎不牢等，還有短柱引起脆性剪切破壞等，必須同時考慮強度與延性兩個主要問題。2006.3*8.7地震災害實例1970年1月5日在中國云南通海發(fā)生了7.7級地震。震中處于峨山、曲江間，最高烈度10度，15621人死亡，通海、峨山、建水三縣占95％，這三個縣損壞房屋分別占本縣震前房屋總數(shù)的28％、62％、79％。極震區(qū)內大小滑坡數(shù)十處，建水俞家河壩村一處滑坡使近50間民房滑移了約100m而全部倒塌。滑坡?lián)p壞公路，大量泥沙滾石墜入曲江堵塞河道。竹居滑坡使曲江水位上升約4m，蓄水100多萬m3。曲江盆地河道部分成為地震湖。由于堵塞使河道變窄，水流加急，沖刷河岸，造成新的滑坡塌方。這次地震地表斷層清晰，長約50km，場地條件表現(xiàn)充分，各種場地局部條件包括斷層、土層、地形等震害影響都有表現(xiàn)。2006.3*8.7地震災害實例1972年12月23日在尼加拉瓜馬那瓜發(fā)生6．2級地震。震中位于馬那瓜市內或市郊，最大水平加速度0.2-0.4g，市區(qū)人口45萬人中有8000人死亡，總損失金額10億美元。這次地震徹底破壞了尼加拉瓜的經(jīng)濟，且伴隨著劇烈的社會和政治影響。地震后十年，馬那瓜仍未能全部重建，經(jīng)濟仍未完全恢復。受災最重在市中心，市內最高建筑物有兩處。其一是林同炎設計公司設計的美國銀行大廈，17層，以4個鋼筋混凝土筒用聯(lián)系梁形成整體，震后3-17層聯(lián)系梁均遭到破壞，其他結構只有小裂縫。2006.3*8.7地震災害實例事后核算認為聯(lián)系梁破壞后4個小筒各自獨立工作，周期加長很多，使地震作用荷載降低，因此震害輕，修復容易。另一是中央銀行大樓，鋼筋混凝土結構，15層，兩樓隔街相望，柱、梁交叉部位、板均有破壞，尤其是非結構破壞嚴重，幾乎所有中空式隔墻都開裂散落，這是由于僅考慮了強度，沒有核算層間變位和總變位。由此得到的教訓是，這樣高度的建筑物，設置剪力墻和控制變位就比設計為純框架有利，同時也證明非結構抗震設計的需要。2006.3*8.7地震災害實例1975年2月4日在中國海城發(fā)生了7.3級地震，最高烈度9度，死亡1328人，9度區(qū)面積760km2，8、7度區(qū)分別為1685km2和9200km2，總經(jīng)濟損失8.1億元人民幣。這次地震由于成功地進行預報，使傷亡人數(shù)大為減少。但地面設施和各種建筑物仍遭到了嚴重破壞，城鎮(zhèn)房屋共損壞500萬m2，城鎮(zhèn)公共設施破壞165萬m2，農村房屋損壞1740萬m2。這次地震發(fā)生在工業(yè)發(fā)達、人口稠密地區(qū)，工業(yè)建筑物、構筑物、電力設施、給排水工程和工業(yè)設備等方面都有大量震害。砂土液化是這次地震的一大震害，面積達3000km2，導致河岸滑坡、地下管道和橋梁破壞等嚴重震害。2006.3*8.7地震災害實例遼河化肥廠造粒塔高60m，直徑20m，設計時勘察判斷為地震7度時將液化，用打樁穿過液化層，預制鋼筋混凝土樁40cmx40cm，共用187根樁，附近噴冒嚴重，造粒塔完好無損。離震中約110km的紅陽煤礦二號井，其地基為第四紀，厚約113m。紅陽煤礦較高大或空曠的建筑物，如主井井塔(高55.21m)、副井井塔(高41.7m)、磚煙囪(高40m)、裝車庫(高29.3m)、鍋爐房等均有不同程度破壞。海城所在地區(qū)歷史上沒有發(fā)生過6.5級以上的地震，過去定為基本烈度6度，這次地震使人們注意到基本烈度可能與實際烈度有比較大的差別。2006.3*8.7地震災害實例1976年7月28日在中國唐山發(fā)生7．8級地震，震中在唐山市區(qū)。當天18時45分37秒發(fā)生7.1級余震，震中在灤縣商家林。11月15日21時53分01秒發(fā)生6.9級余震，震中在寧河蘆臺南。死亡242769人，傷殘164851人，經(jīng)濟損失100多億人民幣。最高烈度11度，9-11區(qū)面積1800km2，7-8區(qū)31500km2。天津市大部分為7度區(qū)，部分為8度區(qū)，首都北京為6度區(qū)，有感面積達300萬km2，廣達14個省、市、自治區(qū)。2006.3*8.7地震災害實例中國最大的煤炭工業(yè)基地之一的開灤煤礦位于唐山市區(qū)和近郊，烈度9~11度，300多萬m2的地面建筑物與構筑物的倒塌率為56％，工業(yè)構筑物中煤倉倒塌和嚴重破壞率為4.3％，通廊為63％，鋼筋混凝土框架廠房為50％，磚煙囪為95％，磚筒水塔和沉淀塔為76％，標準軌鐵路破壞率為22％，35千伏線路為10％，6個礦屬選煤廠設備為22％，主變壓器為36％，電纜33％，電話交換機為67％，立井井筒為60％。地下幾百米深處井項工程總長100多km的巷道隨巖條件而有程度不同的破壞。2006.3*8.7地震災害實例次生災害嚴重，井下涌水量激增，8個礦有58％的生產(chǎn)工作面、60％的井下設備和880km電纜淹在水中，井下積水1660萬t。40.25m高的唐山礦主井井塔在首層門洞處截斷向下墜落6m呈傾斜狀態(tài)插入下部洞壁。陡河電廠倒塌，唐山電廠遭到破壞，電力供應全部中斷，損失發(fā)電設備110萬kW。地震使京津唐電網(wǎng)解體，總負荷下降58％，陡河電廠180m高煙囪在7.1級余震中頭部墜落。唐山鋼鐵公司建筑物倒塌和嚴重破壞約占38.5％，85％以上的工業(yè)煙囪開裂或倒塌，磚筒水塔全部倒毀，變壓器普遍移位，母線拉斷，全公司停產(chǎn)。2006.3*8.7地震災害實例天津各鋼鐵廠工業(yè)建筑倒塌或嚴重破壞達18％。從北京到山海關鐵路破壞嚴重，291座橋梁遭受震害的有24％，6條國家級干線總中斷行車1710h。公路路面嚴重破壞。唐山境內陡河等三座大型水庫、般若院等兩座中型水庫的大壩滑塌、開裂，防浪墻倒塌。410座小型水庫有240座震壞。唐山市區(qū)管網(wǎng)與水廠建、構筑物破壞嚴重，供水中斷。唐山市郊區(qū)及沿海的樂亭等縣大面積液化。徐家礦一座鋼筋混凝土框架煤倉不均勻沉降差達62cm，有10余棟磚砌樓房設置了構造柱，得免于倒塌，這再次證明了地基條件對震害的影響，而位于基巖或薄覆蓋層上的建筑物震害顯著較輕。2006.3*8.7地震災害實例震害還告誡人們，施工質量不好，震害加重，施工質量是保證抗震能力的重要因素。唐山地震余震頻繁，余震活動分布廣且不均勻，唐山地區(qū)余震十余年仍未平息。唐山市的基本烈度震前也定為6度，除個別外，所有的工程設施均未采取抗震措施。海城地震加上唐山地震使人們迫切感到，抗震設計必須考慮實際烈度與基本烈度的可能差異問題。2006.3*8.7地震災害實例2006.3*地震后的唐山新華旅館8.7地震災害實例1985年9月19日在墨西哥發(fā)生了8．1級地震，震中在墨西哥西部海域。9月2l日又發(fā)生了7.5級強余震。這次地震估計死亡1萬人，20萬人流離失所，距震中約400km的墨西哥城震害嚴重(墨西哥城死亡4289人，受傷14268人)，但距震中很近的格雷羅州和米卻肯州的震害卻并不很重。強震觀測表明，位于墨西哥城沉積盆地上的加速度峰值為200g，卓越周期為2s，持續(xù)時間長達180s；而震中附近的加速度峰值僅0.16～0.17g，卓越周期與持續(xù)時間均短得多。2006.3*8.7地震災害實例墨西哥城離震中約400km，該城約100萬棟建筑物中，倒塌和嚴重破壞的約3220棟。高度為6-8層的，倒塌和嚴重破壞的百分比為16％；9層以上為(22~25)％；5層及以下為(2～3)％。許多建筑物在頂層或中間層倒塌，一般認為，這反映了遠震長周期建筑物與地震波低頻分量以及與地基土的共振效應。這次地震再次證明了場地條件與震害輕重的關系密切。要避免地下水的過量開采，許多倒塌建筑物系位于地下水開采造成地層嚴重下沉的地方。此外，一些新建住宅在地震中遭到嚴重破壞的原因是抗震設計標準偏低。2006.3*8.8減輕地震災害的基本對策為了減輕地震災害造成的經(jīng)濟損失，保障人們生命和財產(chǎn)的安全，中華人民共和國第八屆全國人民代表大會常務委員會第二十九次會議于1997年12月29日通過《中華人民共和國防震減災法》，該法于1998年3月1日起施行。這部法律對地震監(jiān)測預報、地震災害預防、地震應急、震后救災與重建等四個環(huán)節(jié)的防震減災活動作出了詳細的規(guī)定。2006.3*8.8減輕地震災害的基本對策我國政府一貫重視減輕自然災害，特別是對地震這類突發(fā)性災害尤為關注。唐山大地震的教訓表明，要減少一次大地震的發(fā)生造成的巨大人員傷亡和財產(chǎn)損失，必須堅決貫徹以預防為主的指導思想，認真做好震前的防御工作。但是地震是一種自然現(xiàn)象，地震的發(fā)生和造成災害是不可能完全避免的，所以在做好震前防御工作的同時，還必須有效地實施災后救助，這種救助可以幫助減少人員的傷亡和財產(chǎn)損失，又可以使災后的人民生活得以盡快恢復。2006.3*8.8減輕地震災害的基本對策防震減災工作方針的制定，首先必須著眼于災害；其次，這個工作方針必須覆蓋災害的全過程。所以，進入20世紀90年代，防震減災工作方針調整為“實行預防為主，防御與救助相結合”。防震減災法肯定了為實踐證明是行之有效的防震減災工作方針，作為政府部門履行防震減災工作職責的基本指導思想。2006.3*8.8減輕地震災害的基本對策目前，減輕地震災害的對策從宏觀上可分為工程性措施和非工程性措施，二者相輔相成，缺一不可。工程性防御措施主要是通過加強各類工程的抗震能力來減少地震給人民生命和財產(chǎn)造成的損失；非工程性防御措施是通過增強全社會的防震減災意識、提高公民在地震災害中自救、互救能力，以減輕地震災害。2006.3*8.8.1工程性措施工程性措施主要包括地震預測預報、地震轉移分散、工程抗震三個方面。

1）地震預測預報，主要是根據(jù)對地震地質、地震活動性、地震前兆異常和環(huán)境因素等多種情況，通過多種科學手段進行預測研究，對可能造成災害的破壞性地震的發(fā)生時間、地點、強度的分析、預測和發(fā)布。預報按可能發(fā)生地震的時間可分為四類：①長期預報：預報幾年內至幾十年內將發(fā)生的地震；②中期預報：預報幾個月至幾年內將發(fā)生地震；③短期預報：預報幾天至幾個月內將發(fā)生地震；④臨時預報：預報幾天之內將發(fā)生地震。2006.3*8.8.1工程性措施2）地震轉移、分散，是把可能在人口密集的大城市發(fā)生的大地震，通過能量轉移，誘發(fā)至荒無人煙的山區(qū)或遠離大陸的深海，或通過能量釋放把一次破壞性的大地震化為無數(shù)次非破壞性的小震。這種方法目前尚在探索，未有應用。但即使成功，其實用價值也不大。如一個7級地震，需要36000多個不致造成破壞的四級地震才能釋放其能量，其經(jīng)濟投入不可想象。2006.3*8.8.1工程性措施3）工程抗震鑒于地震預報和地震轉移分散均不能很好地實現(xiàn)，因此工程抗震成為目前最有效的、最根本的措施。工程抗震是通過工程技術提高城市綜合抗御地震的能力和提高各類建筑的耐震性能，當突發(fā)性地震發(fā)生時，把地震災害減少至較輕的程度。工程抗震的內容非常豐富，包括地震危險性分析和地震區(qū)劃、工程結構抗震、工程結構減震控制等。《中華人民共和國防震減災法》對工程性防御措施提出了規(guī)范化的法律要求。2006.3*8.8.1工程性措施1.新建工程必須遵守有關法律規(guī)定(1)新建工程必須符合抗震設防要求。根據(jù)防震減災法的規(guī)定，凡是新建、擴建、改建建設工程，必須達到抗震設防要求。具體分為三種情況：一是重大建設工程和可能發(fā)生嚴重次生災害的建設工程，必須進行地震安全性評價；并根據(jù)地震安全性評價的結果，確定抗震設防要求，進行抗震設防。二是重大建設工程和可能發(fā)生嚴重次生災害的建設工程之外的建設工程，必須按照國家頒布的地震烈度區(qū)劃圖或者地震動參數(shù)區(qū)劃圖規(guī)定的抗震設防要求，進行抗震設防。三是核電站和核設施建設工程，受地震破壞后可能引發(fā)放射性污染的嚴重次生災害，必須認真進行地震安全性評價，并依法進行嚴格的抗震設防。2006.3*8.8.1工程性措施1.新建工程必須遵守有關法律規(guī)定(2)新建工程必須遵循抗震設計規(guī)范?？拐鹪O計規(guī)范與抗震設防要求一樣，都是建設工程必須遵循的基本法律規(guī)定。為了保證抗震設計規(guī)范的權威性，防震減災法規(guī)定抗震設計規(guī)范，由專門的國家機關負責制定，主要包括兩種情況：第一，國務院建設行政主管部門負責制定各類房屋建筑及其附屬設施和城市市政設施的建設工程的抗震設計規(guī)范；第二，國務院鐵路、交通、民用航空、水利和其他有關專業(yè)主管部門負責制定鐵路、公路、港口、碼頭、機場、水工程和其他專業(yè)建設工程的抗震設計規(guī)范。2006.3*8.8.1工程性措施2．已建工程必須遵守有關法律規(guī)定主要內容：只要符合防震減災法所規(guī)定的條件的已建工程，必須依法進行抗震加固。抗震加固是增強已建工程抗御地震災害能力的重要手段?！斗勒饻p災法》對于需要進行抗震加固的已建工程的范圍和性質作了具體的要求。根據(jù)該法第20條的規(guī)定，需要進行抗震加固的已建工程包括：已經(jīng)建成的下列建筑物、構筑物，即屬于重大建設工程的建筑物、構筑物；可能發(fā)生嚴重次生災害的建筑物、構筑物；有重大文物價值和紀念意義的建筑物、構筑物；地震重點監(jiān)視防御區(qū)的建筑物、構筑物等。屬于上述種類的已建工程，只要是未采取抗震設防措施的，就應當按照國家有關規(guī)定進行抗震性能鑒定，并采取必要的抗震加固措施。2006.3*8.8.1工程性措施3．次生災害防御必須遵守有關法律規(guī)定防震減災法對地震可能引起的次生災害源的防范提出了法律要求，主要是在第21條設定了有關地方人民政府有責任采取相應的措施有效地防范地震可能引起的火災、水災、山體滑坡、放射性污染、疫情等次生災害源。工程抗震是地震災害預防的工程性防御主要措施?！吨腥A人民共和國防震減災法》規(guī)定，對于新建、擴建和改建建設工程，必須按照國家頒布的地震烈度區(qū)劃圖或地震動參數(shù)區(qū)劃圖規(guī)定的抗震設防要求，進行抗震設防。2006.3*8.8.2非工程性措施非工程性防御措施主要是指各級人民政府以及有關社會組織采取的工程性防御措施之外的依法減災活動，包括建立健全減災工作體系，制定防震減災規(guī)劃，開展防震減災宣傳、教育、培訓、演習、科研以及推進地震災害保險，救災資金和物資儲備等工作?！吨腥A人民共和國防震減災法》對非工程性防御措施也作了基本要求，主要的內容：(1)編制防震減災規(guī)劃。(2)加強防震減災宣傳教育。(3)做好抗震救災資金和物資儲備。(4)建立地震災害保險制度。2006.3*8.9地震應急活動

地震應急活動是防震減災的四個主要環(huán)節(jié)之一。破壞性地震發(fā)生后，尤其是嚴重破壞性地震發(fā)生后，能否采取有效的應急措施直接關系到人民生命和財產(chǎn)的安全。國內外地震應急活動的實踐表明，有組織、高效率地開展地震應急活動，可以最大限度地減少地震災害給人民生命和財產(chǎn)造成的損失。

地震應急的根本目的在于：①在臨震前采取盡可能有效的措施，保護人民的生命安全，保護重要設施(如生命線系統(tǒng))不受或少受損失；②在災害發(fā)生后盡可能迅速、有效地開展救援活動并采取措施減少和防止災害的擴大，迅速地恢復社會秩序。

2006.3*8.9地震應急活動為了達到上述目的，就必須做好下列工作：有強有力的組織和領導機構；有這些組織和領導機構在事先制定好的應急預案；有在地震災害突發(fā)時能夠按照明確的職責分工，及時、有效地組織實施應急預案的隊伍；有災區(qū)全體人民的積極參與和努力。為了搞好我國的地震應急工作，1995年4月1日國務院第172號令發(fā)布了《破壞性地震應急條例》，這是關于我國地震應急的第一個行政法規(guī)，該行政法規(guī)的出臺改變了我國地震應急長期無法可依的現(xiàn)象，為地震應急活動的法制化提供了法律依據(jù)。2006.3*第9章抗震概念設計的總體原則9.1建筑物場地的選擇9.2建筑物體型的確定9.3結構抗震體系的選取9.4結構延性的實現(xiàn)9.5多道抗震防線的設置9.6非結構構件的處理9.7建筑材料的選擇和施工2006.3*第9章抗震概念設計的總體原則建筑抗震設計應包括三個層次的內容和要求：抗震概念設計、抗震計算和抗震構造措施。結構抗震概念設計就是根據(jù)地震震害的經(jīng)驗和教訓所形成的關于結構抗震設計的基本原則和設計思想，在建筑結構的總體布局并在確定結構構件細部構造上得到的一些基本措施，它是在結構總體上把握抗震設計的基本原則。抗震計算就是運用已經(jīng)形成的抗震計算理論對結構進行抗震計算得到結構構件的地震作用，進行荷載組合后對結構構件進行截面設計和節(jié)點的設計?？拐饦嬙齑胧┚褪窃诶靡呀?jīng)被震害經(jīng)驗證明行之有效的一些構造措施來保證結構的整體性、加強結構局部薄弱環(huán)節(jié)等，以保證結構抗震計算的有效性。2006.3*第9章抗震概念設計的總體原則抗震設計的上述三個層次的內容相互聯(lián)系又缺一不可，忽略任何一部分都可能造成抗震設計的失敗。建筑抗震概念設計的總體原則，一般包括為以下幾個部分：注意結構場地選擇，把握建筑體型，選取有利的結構抗震體系，利用結構延性，設置多道抗震防線，妥善處理非結構構件，注重建筑材料的選擇和施工質量等。2006.3*9.1建筑物場地的選擇對于場地選擇的基本原則可以概括為：選擇有利地段，避開不利地段，不在危險地段建造甲、乙和丙類建筑。一般認為，對于抗震有利的地段系指地震時地面沒有殘余變形的堅硬或開闊平坦密實均勻的中硬土范圍或者地區(qū)；而對于抗震不利的地段系指可能產(chǎn)生明顯的殘余變形或者地基失效的某一范圍或者地區(qū)；危險地段系指可能發(fā)生嚴重的地面殘余變形的某一范圍或地區(qū)。2006.3*9.1建筑物場地的選擇為了考慮建筑物場地對于結構抗震的影響，僅僅對建筑物場地進行上述簡單的類型劃分并不能反應場地的實際情況。通常必須將場地按照某些指標或者描述進行劃分，以便在建筑抗震設計中采取合理的設計參數(shù)和有關的抗震構造措施。2006.3*9.2建筑物體型的確定震害表明，簡單、對稱的建筑體型不易損壞，這是因為這類結構其地震反應與計算結果比較吻合，容易采取構造措施和細部處理。建筑設計不應采用嚴重不規(guī)則的設計方案。但是從建筑藝術的角度來看，如每幢建筑都采用規(guī)則對稱的建筑體型，則未免太顯單調，缺乏變化。近年來提出“規(guī)則”的概念，它包含了對平面立面外形尺寸、抗側力構件、質量、剛度以及強度分布諸因素的綜合要求，沿高度和沿水平方向均應予考慮。2006.3*9.2.1建筑物平面布局建筑及其抗側力結構的平面布置宜規(guī)則、對稱，并應具有良好的整體性，這樣有利于抵抗水平和豎向荷載，受力明確，傳力直接，減少扭轉的影響。建筑物的平面以方形、矩形、圓形、正六邊形、正八邊形、橢圓形、扇形為宜。三角形平面也屬于簡單形狀，但是由于其沿主軸方向不是都對稱的，地震中容易產(chǎn)生較強的扭轉震動，不是地震區(qū)的理想建筑平面形狀。2006.3*9.2.1建筑物平面布局2006.3*9.2.1建筑物平面布局1972年尼加拉瓜的馬那瓜地震，位于市中心的兩幢相鄰高層建筑的震害對比，有力地說明結構偏心會帶來多