1 绪论《建筑抗震知识》.ppt

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1、,20102011年春 建筑抗震知识 1 绪论 刘为民：13551013657,第一章 绪论,1.1 地震基本知识,地震是指因地球内部运动而缓慢积累的能量突然释放或地壳空穴顶板塌陷等原因，使岩体剧烈振动，并以波的形式向地表传播而引起的地面颠簸和摇晃。,地震是一种自然现象，地球上每天都在发生地震，一年约有500万次。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每年有18次，8级以上特大地震平均每年发生12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。,什么是地震？,1、地震：指地球内部缓慢积累的能量突然释放引起的地球表层的振动。当

2、地球内部在运动中积累的能量对地壳产生的巨大压力超过岩层所能承受的限度时，岩层便会突然发生断裂或错位，使积累的能量急剧地释放出来，并以地震波的形式向四周传播，就形成了地震。一次强烈地震过后往往伴随着一系列较小的余震。,1.1 地震基本知识,什么叫震源、震中、震中距？,地球内部发生地震的地方叫震源；,震源在地面上的投影点称为震中；,震中及其附近的地方称为震中区，也称极震区 ；,从震中到地面上任何一点的距离称为震中距。,一.按地震成因分类,-天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震,破坏性地震主要属于构造地震。据统计，构造地震约占世界地震总数的90%以上。,1.构造地震,92%的地震发生在地壳中，

3、其余的发生在地幔上部。,1-1 地震的类型和成因 地震按其成因可划分为3类： 构造地震、火山地震、陷落地震 (1)构造地震 地球的内部结构 地壳：3040km，上部是花岗岩，下部是玄武岩 地幔：2900km，橄榄岩 地核：3500km，主要是镍和铁，其中:内核1400km，其余为外核,目前，俄罗斯最深钻探深度达15km，我国10km.不能钻得更深的原因有二个(1)钻深技术(2)熔岩的高温。,1-1 地震的类型和成因 地球内部的放射性物质不断放射能量，地球内部温度随深度而升高，200km700km范围内，温度6000C 20000C，地球内部的压力也很大，地幔上部约900MPa，中部约37000

4、0MPa。地球内部的压力是不均匀的，地幔中的软流层有缓慢的对流，引起地壳运动。在运动过程中有的地区上升，有的地区下降，地球内部积累了大量的应变能，产生了地应力。当地应力达到岩层的强度时，岩层产生断裂或错动（脆性破坏），岩层内部的能量被释放，以波的形式传致地表，引起地面震动。称构造地震。,（1）构造地震,（2）火山地震,由于火山作用，如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称为火山地震，这类地震只占全世界地震的7%左右。,1914年日本樱岛火山爆发，产生的震动相当于一个6.7级地震。,因人为因素如由于水库蓄水或深井注水等引起的地震称为诱发地震。如工业爆破、地下核爆炸造成的振动；在深井中进行高压注水以及大

5、水库蓄水后增加了地壳的压力，有时也会诱发地震。 例如：1962年3月19日在广东省河源市新丰江水库坝区发生了迄今我国最大的水库诱发地震，震级为6.1级。,（3）诱发地震,由于地下石灰岩产生溶洞或矿井顶部突然产生大规模塌陷而引起的地震称为塌陷地震。 这类地震的规模比较小，次数也很少。 由于火山地震、诱发地震和陷落地震这三类地震震级小，在我国危害小。构造地震造成地面建筑物破坏严重，对人类的危害大，所以我们这门课所说的地震主要是构造地震。,（4）陷落地震,构造地震的成因 构造地震的成因的另一种解释-板块学说 地球表面岩层由六大板块组成:欧亚板块、美州板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块、南极洲板块。

6、 由于地幔的对流，这些板块也在不停运动，板块之间相互挤压、冲撞引起地应力。能较好地解释地震呈带形分布现象。,1-1 地震的类型和成因,人工地震,因人为因素直接造成的地震是人工地震。,如工业爆破、地下核爆炸造成的振动；在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力，有时也会诱发地震。,1962年3月19日在广东河源新丰江水库坝区发生了迄今我国最大的水库诱发地震，震级为6.1级。,地震时弹性应变能，以波的形式释放扩散，经多次反射、折射形成持续过程，加之断裂错位不是瞬间完成的，故在一定时间内（几十天或数月）相继发生在相邻地区的一系列大小地震称为地震序列。 岩层断裂发生时，一般不只是一个断裂，而

7、是由一系列断裂组成的破碎带。一个部位发生断裂，能量释放，达到平衡状态，其它部位还没有达到平衡状态，还要释放能量。所以一次地震的发生一般都不是孤立的，伴随着一系列小震。 主震：一系列地震中，释放能量最多一次地震。 前震：主震之前发生的地震。 余震：主震之后发生的地震。,按地震序列分类,1976年唐山地震 主震7.8级 7级以上余震2次 6.06.9级余震2次 5.05.9级余震71次 4.04.9级余震668次,按地震序列分类,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。这是一种常见的破坏性地震类型。 震群型或多发型地震：在一个地震序列中，若主

8、震震级不突出，主要地震能量是由多个震级相近地震释放出来的。 孤立型或单发型地震：在一个地震序列中，若前震和余震都很少，甚至没有，绝大部分地震能量都是通过主震一次释放出来的。 三种类型地震中：主震型地震约占60%，多发型地震约占30%，单发型地震约占10%。 地震序列的认识和判别对预报地震和预防地震都很重要。,按地震序列分类,2、地震的类型,1）按照地震的不同成因，把地震划分为五类： 1.构造地震：构造地震发生的原因，是地下岩层受地应力的作用，当所受的地应力太大，岩层不能承受时，就会发生突然、快速破裂或错动，岩层破裂或错动时会激发出一种向四周传播地地震波，当地震波传到地表时，就会引起地面的震动。

9、世界上85%90%的地震以及所有造成重大灾害的地震都属于构造地震。 2.火山地震：由于火山爆发引起的地震。 3.水库地震：由于水库蓄水、放水引起库区发生地震。 4.陷落地震：由于地层陷落引起的地震。 5.人工地震：由于核爆炸、开炮等人为活动引起的地震,1.浅源地震：震源深度小于70公里的地震，大多数破坏性地震是浅源地震。 2.中源地震：震源深度为70300公里。 3.深源地震：震源深度在300公里以上的地震，到目前为止，世界上纪录到的最深地震的震源深度为786公里。,2）根据震源深度进行分类：,3）按地震的远近分类： 1.地方震：震中距小于100公里的地震。 2.近震：震中距为1001000公

10、里。 3.远震：震中距大于1000公里的地震。,4）按震级大小分类： 1.弱震：震级小于3级的地震。 2.有感地震：指震级在3.04.5级之间，人能感觉到的地震。 3.中强地震：震级大于4.5级，小于6级的地震。 4.强震：震级大于6.0级的地震，其中又把震级小于8.0级的地震称为强烈破坏性地震，大于8.0级的地震称为巨大地震。,喉风地动仪是汉代科学家张衡的又一传世杰作。在张衡所处的东汉时代，地震比较频繁。据后汉书五行志记载，自和帝永元四年（公元92年）到安帝延光四年（公元125年）的三十多年间，共发生了二十六次大的地震。地震区有时大到几十个郡，引起地裂山崩、江河泛滥、房屋倒塌，造成了巨大的损

11、失。张衡对地震有不少亲身体验。为了掌握全国地震动态，他经过长年研究，终于在阳嘉元年（公元132年）发明了候风地动仪世界上第一架地震仪。,3、地震震级,顺帝阳嘉元年（公元132年），张衡发明的地震仪可测出洛阳及千里之外的地震。这架地震仪为世界第一，比欧洲早1700多年。 张衡发明两个仪器：侯风仪用于研究地震；浑天仪用于研究风向、风速、气象学。 张衡还是位气象学家，发明了侯风仪，又叫侯风铜鸟。在5丈高的木杆顶端安上一只衔花的铜鸟，有风铜鸟则转动，鸟头对着风的方向，以测定风向。此仪器比欧洲的侯风鸡早1000年，亦为世界之冠。,3、地震震级,候风地动仪,张衡,复原后的候风地动仪,候风地动仪,韩币上的浑

12、天仪,浑天仪,震级：是衡量一次地震释放能量大小的尺度，目前，国际上常用里氏震级表示，其定义为：在距离震中100km处，用标准伍德安德生地震仪（周期0.8s，阻尼系数0.8，放大倍数2800倍）所测定水平最大地震震动位移振幅A（以m为单位）的常用对数值，即： M=lg A （11） 式中：M地震震级，一般称为里氏震级。 A标准地震仪记录到的最大振幅。例如： A=100mm=105m，则这次地震震级为里氏5级。,3、地震震级,地震震级：是衡量一次地震释放能量大小的尺度，目前，国际上比较通用的是里氏震级， 在1935年由查尔斯里克特（19001985年）给出定义，其定义为：在距离震中100km处，用

13、标准伍德安德生地震仪（周期0.8s，阻尼系数0.8，放大倍数2800倍）所测定水平最大地震震动位移振幅A（以m为单位）的常用对数值，即： M=lg A （11） 式中：M地震震级，一般称为里氏震级。 A标准地震仪记录到的最大振幅。例如： A=100mm=105m，则这次地震震级为里氏5级。,3、地震震级,地震发生时，观测站一般不可能正好距离震中100km，且使用的仪器也不尽相同，因此，对实测数据应进行修正。震级与地震释放的能量大小有关，两者的关系如下： lgE=1.5M+11.8 （12） 式中：E地震释放的能量。 震级是通过地震仪器的记录计算出来的，地震越强，震级越大。由公式（1-1）和（1

14、-2）可知：震级相差一级，地面振幅相差约10倍，而地震能量相差约32倍。,3、地震震级,地震按震级大小的分类情况： 微震：震级小于2级的地震，人无感觉； 有感地震：震级2 4级的地震； 中强震：震级大于5级，小于6级的地震； 强震：震级等于或大于6级的地震。 5级以上的地震具有不同程度的破坏性，称为破坏性地震。78级的地震，称强烈地震或大地震。震级大于或等于8级的又称为特大地震。,3、地震震级,中国地震烈度表(简要),2、 地震烈度 指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度，简称为烈度。 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，

15、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。 注意与震级区分。,地震烈度表 地震烈度表是评定地震烈度的标准和尺度。它以描述震害宏观现象为主，即根据建筑物的破坏程度、地貌变化特征、地震时人的感觉、家具的动作反应等进行区分。 现在主要由地面震动的速度和加速度确定。 如水平向的加速度 10度为1000cm/s2 9度为500cm/s2 8度为250cm/s2 7度为125cm/s2 6度为63cm/s2 我国在1980年制定的中国地震烈度表将地震烈度分为1-12度（不同的国家的分度方法不同），1999年11月1日起实施修订后的新烈度表中国地震

16、烈度表（GB/T17742-1999）。,3、基本烈度和地震区划 基本烈度：一个地区未来50年内一般场地条件下可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈度。 基本烈度也称为偶遇烈度或中震烈度。,地震区划：是指根据历史地震、地震地质构造和地震观测资料，在地图上按地震情况的差异划出的不同区域。 2001年版的中国地震动参考区划图，是确定我国城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组的依据，具有法律效应。,抗震设防烈度和设计基本地震加速度的对应关系,1.2.6 设计地震分组,设计地震分组是新规范新提出的概念，用以代替旧规范设计近震、设计远震的概念。 在宏观烈度大体相同条件下，

17、处于大震级远离震中的高耸建筑物的震害比中小级震级近震中距的情况严重的多。 设计地震分三组，对于类场地，第一、二、三组的设计特征周期分别为：0.35s、0.40s、0.45s。,1.2.7 地震地面运动的一般特征,地面运动的一般特征可用地面运动加速度记录曲线来说明，它是由一系列非周期性的加速度脉冲所组成。 地震地面运动的一般特征概括为： 1.地面运动最大加速度：决定强震时作用于结构的地震力 2.地面运动的周期：对结构地震反应起重要作用 3.强震的持续时间：对建筑物的破坏程度有较大的影响,1.3 地震的震害,一次大地震可在数10秒钟之内使一座繁荣的城市变成废墟，人们几代人的积累和财富化为乌有。 一

18、、直接灾害 由地震的原生现象如地震断层错动，以及地震波引起的强烈地面振动所造成的灾害。主要有： 地面破坏如地面裂缝、错动、塌陷、喷水冒砂等。 建筑物与构筑物的破坏：如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等。 山体等自然物的破坏：如山崩、滑坡等。 海啸：海底地震引起的巨大海浪冲上海岸，可造成沿海地区的破坏。,二、次生灾害： 直接灾害发生后，破坏了自然或社会原有的平衡、稳定状态，从而引发出的灾害。有时，次生灾害所造成的伤亡和损失比直接灾害还大。 主要的次生灾害有： 火灾：由震后火源失控引起。 水灾：由水坝决口或山崩拥塞河道等引起。 毒气泄漏：由建筑物或装置破坏等引起。 瘟疫：由震后生存环境的严重

19、破坏而引起。,1.3 地震的震害,三、工程结构破坏现象 结构丧失整体性。 承重结构强度不足。 结构变形过大导致倒塌。 结构构件连接支撑失效。 地基失效。 非结构构件破坏。,1.3.2 工程地质条件对震害的影响,局部地形条件的影响：孤立突出的山梁、山包、条状山嘴、高差较大的台地、陡坡及故河道岸边等，均对建筑物的抗震不利。 局部地质构造的影响：主要指断层，断层为地质构造的薄弱环节，分发震断层和非发震断层。具有潜在地震活动的断层为发震断层，多数浅源地震与发震断层有关。因此，在选择建筑物的场地时，应尽量使房屋远离断层及其破碎带。 地下水位的影响：地下水位越浅震害越重，地下水位深度在5m以内时，对震害影

20、响最为明显。,1.4 结构的抗震设防,1.4.1 抗震设防目标 1.4.2 建筑结构抗震设计方法 1.4.3 抗震设计的基本要求,“小震不坏，中震可修，大震不倒”,1.4.1 抗震设防目标,小震：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用。 中震：当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。 大震：当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。,“三水准”抗震设防目标,1、,2、多遇烈度、基本烈度、罕遇烈度,（1）多遇烈度,第一水准烈度：当设计基准期为50年时，则50年内纵值

21、烈度的超越概率为63.2,第二水准烈度：当设计基准期为50年时，则50年内纵值烈度的超越概率为10,第三水准烈度：当设计基准期为50年时，则50年内纵值烈度的超越概率为2,（2）基本烈度,（3）罕遇烈度,1.4.2 建筑结构抗震设防方法,通过两阶段的设计方法实现“三水准设防目标”,1、第一阶段设计,第一阶段：对绝大多数结构进行小震作用下的结构和构件承载力验算；在此基础上对各类结构按规定要求采取抗震措施。,第二阶段：对一些规范规定的结构（易倒塌的、明显薄弱层的、不规则的建筑）进行大震作用下的弹塑性变形验算。,2、第二阶段设计,1.4.3 抗震设计基本要求,一、抗震建筑的概念设计,由于地震动的随机

22、性，以及建筑物的动力特性，所在场地、材料及计算方法的不确定性，地震造成的破坏很难计算准确，通过地震作用计算和相应的构造措施进行建筑抗震设计。,二、建筑的抗震设防类别,二、建筑的抗震设防标准,1.4 结构的抗震设防 1.4.1 抗震设防目标及方法,抗震设防是指对建筑物进行抗震设计并采取一定的抗震构造措施，以达到结构抗震的效果和目的。 1、总目标 通过抗震设防，减轻建筑的破坏，避免人员死亡，减轻经济损失。具体通过“三水准”的抗震设防要求和“两阶段”的抗震设计方法实现。 2、“三水准”抗震设防目标 近年来，国内外抗震设防目标的发展总趋势是要求建筑物在使用期间，对不同频率和强度的地震，应具有不同的抵抗

23、能力，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。,小震不坏， 中震可修， 大震不倒。,抗震设防目标：“三水准”,第.条 高层建筑钢结构的抗震设计，应采用两阶段设计法。 第一阶段为多遇地震作用下的弹性分析，验算构件的承载力和稳定以及结构的层间侧移； 第二阶段为罕遇地震下的弹塑性分析，验算结构的层间侧移和层间侧移延性比。,“两阶段”的抗震设计方法,多遇地震：相当于 50 年超越概率为 63.2的地震。相当于年一遇的地震烈度值。 罕遇地震：相当于 50 年超越概率为 2 3的地震。相当于年一遇的地震烈度值。,“两阶段”的抗震设计方法,1999年台湾大地震（9月21日） 主震 7.6级 4级以上余震 21

24、100120次/天 22 80100 次/天 23 6080 次/天 根据能量释放的特点 主震型地震 60% 震群型地震 30% 单发型地震 10% 地震的发生与地质构造密切相关 已有断裂带易发生地震，特别是活动性大断裂带的两端、转弯部位。 重力、磁力异常部位、莫霍面陡峭部位等。,1.2.1 世界地震活动性 据统计，全世界每年大约发生地震500万次，其中约有5万次人能感觉到。其中，6级以上强震每年发生10200次，7级以上大震平均每年发生18次，8级以上特大地震平均每年发生12次。我国平均每年发生6级以上的破坏性地震5.4次，曾经给人民的生命和财产造成过巨大损失。,1.2 地震活动及震害,1.

25、2.1 世界地震活动性 地震给我国和世界人民造成了巨大的灾难。世界各国的科学家非常重视抗震研究工作，已经逐步形成为一个独立的学科-地震工程学。与地震工程学密切相关的几个学科: 地震工程学与土木工程学的联系 地震工程学与地震学的联系 地震工程学与经济学的联系 中国地震局网站:http:/,全球三大地震带 根据全球构造板块学说，地壳被一些构造活动带分割为彼此相对运动的板块，,板块当中有的块大，有的块小。大的板块有六个，它们是：太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块和南极板块。 全球大部分地震发生在大板块的边界上，一部分发生在板块内部的活动断裂上。 全球主要地震活动带有三个：,全球三大

26、地震带,1. 环太平洋地震带,2.欧亚地震带,3.海岭地震带,1.环太平洋地震带：即太平洋的周边地区，包括南美洲的智利、秘鲁，北美洲的危地马拉、墨西哥、美国等国家的西海岸，阿留申群岛、千岛群岛、日本列岛、琉球群岛以及菲律宾、印度尼西亚和新西兰等国家和地区。这个地震带是地震活动最强烈的地带，全球约75%的地震都发生在这里。,2.欧亚地震带：该带从欧洲地中海经希腊、土耳其、中国的西藏延伸到太平洋及阿尔卑斯山，也称地中海喜马拉雅地震带。这个带全长两万多公里，跨欧、亚、非三大洲，占全球地震的25%。,3.海岭地震带： 分布在太平洋、大西洋、印度洋中的海岭（海底山脉）。 用地震仪测出的地震，每年全球约5

27、0万次，其中有感地震10万次，造成破坏的1000次，而7级以上，足以造成巨大灾害的有十几次。,1.2.1 世界地震活动性 我国处于以上两大地震带之间。 台湾属环太平洋地震带。 西藏属欧亚地震带。 北冰洋、大西洋、印度洋地震活动带。 东非洲地震活动带。,1.2.2 我国地震活动性 我国的地震活动呈带形分布，主要地震带有两条： 南北地震带：北起贺兰山，向南延伸至六盘山，穿越秦岭，沿川西至云南省，地质构造复杂，有一系列大断裂带、断陷盆地。 东西地震带：主要有东西向两大构造带，南、北方各一条。,北方的一条：沿陕西、山西、河北北部、辽宁。 南方的一条：自帕米尔高原起，经昆仑山、秦岭，到大别山。 我国的地

28、震活动相当频繁，除个别省份（浙江、江西）外，大部分地区发生过强烈地震。如台湾、新疆、西藏、西南、西北、华北和东南沿海地区曾经发生过较多的破坏性地震。,台湾及其附近海域地震活动区。 西藏喜马拉雅山脉地震活动区。 南北地震带。 新疆天山地震活动区。 华北地震活动区。 东南沿海地震活动区。,我国的6个地震活动区,四、地震活动的周期性 通过对大量资料的统计研究，地震活动在时间上的分布是不均匀的，有一段时间发生地震较多，震级较大，称为地震活跃期（高潮）；另一段时间发生地震较少，震级较小，称为地震活动平静期（低潮），可见地震活动存在着周期性。 地震活动的周期与地震能量的聚累和释放过程有关。大地震释放的能量

29、大，需要积累的时间长，因而一个地区发生一次大地震，往往有一段相当长的平静时间。而在地震活跃期，其间就要发生多次大地震。,1.2.3 地震灾害 地震灾害分为： 原生灾害：即由地震直接产生的灾害，它造成房屋、道路、桥梁破坏，人员伤亡。 次生灾害：即由原生灾害导致的灾害，它引起火灾、水灾、爆炸、溢毒（化工厂、生物工厂）、细菌蔓延和海啸等。,1.2 地震活动及震害,1.2.3 地震灾害 中国历史上几次比较大的地震灾害： 1556年，陕西关中8.6级地震，83万人死亡。 1668年，山东郯城发生8.5级地震 5万余人死亡。 1920年，宁夏海原8.6级地震，20多万人死亡。 1933年，四川叠溪海子7.

30、5级地震(叠溪地震)，9300多人死亡，引发灭城之灾。 1976年，河北唐山7.8级地震，24万人死亡。 1976年，四川松潘县7.8级地震，500多人死亡。 2008年，四川汶川8.0级地震， 7.8万余人死亡。,1.2 地震活动及震害,20世纪中国大陆5次地震活跃期统计表,20世纪中国大陆的五次地震,1988年以来中国大陆地区地震统计,1988年以来中国大陆地区地震统计,五、中国的地震分布 中国位于世界两大地震带环太平洋地震带与欧亚地震带之间，受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压，地震断裂带十分发育。20世纪以来，中国共发生6级以上地震近800次，遍布除贵州、浙江两省和香港特别行政区

31、以外所有的省、自治区、直辖市。,中国地震活动频度高、强度大、震源浅，分布广，是一个震灾严重的国家。1900年以来，中国死于地震的人数达55万之多，占全球地震死亡人数的53%；1949年以来，100多次破坏性地震袭击了22个省（自治区、直辖市），其中涉及东部地区14个省份，造成27万余人丧生，占全国各类灾害死亡人数的54%，地震成灾面积达30多万平方公里，房屋倒塌达700万间。地震及其他自然灾害的严重性构成中国的基本国情之一。 我国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。,台湾省及其附近海域；西南地区，主要是西藏、四川西部和云南中西部；西北地区，主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓；

32、华北地区，主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、山东中部和渤海湾；东南沿海的广东、福建等地。,我国的台湾省位于环太平洋地震带上； 西藏、新疆、云南、四川、青海等省区位于喜马拉雅-地中海地震带上； 其他省区处于相关的地震带上。,六、典型震例,1966年3月8日至29日，连续发生多次6、7级地震。首次地震发生于邢台地区隆尧县以东，震级为6.8级，此后，又发生5次6级地震，以22日发生于宁晋县东南的7.2级地震为最大。由于灾区土质松散，地下水位较高，古河道等因素影响，地震造成破坏损失严重，破坏范围大。6.8级地震波及142个县市，7.2级地震破坏范围包括136个县市。,河北邢台地震,有感范围北

33、到内蒙多伦，东到烟台，南到南京，西到铜川等广大地区。地震共造成8182人死亡，51395人受伤，破坏房屋400余万间，损坏桥梁86座。灾区共发生事故性火灾115起，烧死16人，烧伤26人，烧毁简易房153间。 邢台西部山区和井陉、武安一带发生山崩300余处，山崩飞石引起火灾22起，烧山80公顷。地裂缝、冒沙、冒水现象普遍，断续延长几十米至数公里。地裂最宽达2米。井水上升或外溢等很普遍。滏阳河上几座桥遭严重破坏。艾辛庄大桥桥面向南移动，与桥墩错开1.8米，致使交通中断。地震影响区域广。,河北邢台地震,天津市和琢县有发电机掉闸，造成短暂停电现象。石家庄以西和山西昔阳等地破坏程度也较高。国务院非常重

34、视邢台地震，即令当地驻军赶赴灾区进行抢救。全国各地大力支援灾区，派出医疗队，支援大批食品和救灾物资。 周恩来总理3月9日冒着地震危险到震区隆尧县听取灾情汇报和救灾情况，慰问灾区人民。震后进驻灾区的医疗队达到94支，医务人员达到7115人。,河北邢台地震,1974年5月11日，云南北部昭通地区大关县发生7.1级地震。四川盆地大部分地区有较强烈震感。有感面积约40万平方公里。地震造成1423人死亡，1600余人受伤；损坏房屋6.6万余间，其中倒塌2.8万余间，房屋破坏区面积约2300平方公里。极震区内木结构房屋的木构架无破坏，而土、石墙多倒塌，土搁梁房和毛石砌筑石搁梁房，大多数坍塌或倒平。地震还造

35、成山坡崩滑与地裂缝，毁坏道路，农田、水渠、埋没村舍。最大规模滑坡的前缘冲抵小河对岸，形成高约30米的堤坝，堵水成湖。,云南大关地震,1975年2月4日，辽宁省海城县发生7.3级地震。极震区面积为760平方公里。这次地震发生在人口稠密、工业发达的地区，是该区有史以来最大的地震。由于我国地震部门对这次地震作出预报，当地政府及时采取了有力的防震措施，使地震灾害大大减轻，除房屋建筑和其他工程结构遭受到不同程度的破坏和损失外，地震时大多数人都撤离了房屋，人员伤亡极大地减少。伤亡人员总数为29579人，占总人口的0.32%，其中死亡2041人，占总人口的0.02%。伤亡人员多为老、弱、病、残、儿童和不听指

36、挥的人。,辽宁海城地震,地震造成城镇房倒塌及破坏约500万平方米，公共设施损坏165万平方米，农村房屋毁坏1740万平方米，城乡交通、水利设施破坏2937个，各种设备、物资也遭到严重损失，总计约8.1亿元。地面喷沙孔大的直径达2.5米。有一地震断裂，长约5.5公里，裂缝带宽处达40米。营口市破坏面积占全市总面积的53.1%。震后，及时展开救灾工作。解放军出动了3.5万余人，1173部汽车，12架飞机参加救灾。派进灾区的医疗队达到101个，人员3480人。震后两天供水修复；2月7月灾区全部恢复供电。交通和工农业生产一个月后基本上得到恢复。海城地震预报的成功取得巨大的社会效益和经济效益。据推测，如

37、无预报，人员伤亡将达15万人左右，经济损失将超过50亿元。,辽宁海城地震,1976年5月29日，云南西部保山地区龙陵县先后发生两次强烈地震。第一次发生在20时23分18秒，震级为7.3级，第二次发生在22时0分23秒，震级7.4级。这次地震属于震群型地震。 余震活动额度高，强度大。每次地震各出现了两个极震区。自5月29日至年底共记录到3级以上地震2477次，其中，4.7、5.9级19次，6.2级、7.3级及7.4级各一次。,云南龙陵地震,这次地震使云南省保山地区、临沧地区、德宏傣族景颇族自治州的9个县遭到不同程度的损失。人员死亡98人，重伤451人，轻伤1991人，房屋倒塌和损坏42万间。受灾

38、面积约1883平方公里。地震引起的滑坡也造成较严重损失。滑坡毁坏农房180幢，稻田、牧场、森林茶园近3900公顷，破坏渠道1126条，摧毁一座装机容量为240千瓦的水电站和三座20千瓦以下的水电站。破坏道路185公里，塌方量达78万立方米。龙陵地震经历了中期和短临预报的过程，并在震前采取了相应的防震措施。浅层崩塌性滑坡是此次地震的典型现象。,云南龙陵地震,1976年7月28日，河北省唐山市发生7.8级地震。地震的震中位置位于唐山市区。这是中国历史上一次罕见的城市地震灾害。顷刻之间，一个百万人口的城市化为一片瓦砾，人民生命财产及国家财产遭到惨重损失。北京市和天津市受到严重波及。地震破坏范围超过3

39、万平方公里，有感范围广达14个省、市、自治区，相当于全国面积的三分之一。地震发生在深夜，市区80%的人来不及反应，被埋在瓦砾之下。极震区包括京山铁路南北两侧的47平方公里。区内所有的建筑物均几乎都荡然无存。一条长8公里、宽30米的地裂缝带，横切围墙、房屋和道路、水渠。震区及其周围地区，出现大量的裂缝带、喷水冒沙、井喷、重力崩塌、滚石、边坡崩塌、地滑、地基沉陷、岩溶洞陷落以及采空区坍塌等。,河北唐山地震,地震共造成24.2万人死亡，16.4万人受重伤，仅唐山市区终身残废的就达1700多人；毁坏公产房屋1479万平方米，倒塌民房530万间；直接经济损失高达到54亿元。全市供水、供电、通讯、交通等生

40、命线工程全部破坏，所有工矿全部停产，所有医院和医疗设施全部破坏。地震时行驶的7列客货车和油罐车脱轨。蓟运河、滦河上的两座大型公路桥梁塌落，切断了唐山与天津和关外的公路交通。市区供水管网和水厂建筑物、构造物、水源井破坏严重。开滦煤矿的地面建筑物和构筑物倒塌或严重破坏，井下生产中断，近万名工人被困在井下。,河北唐山地震,唐山钢铁公司破坏严重，被迫停产，钢水、铁水凝铸在炉膛内。三座大型水库和两座中型水库的大坝滑塌开裂，防浪墙倒塌。410座小型水库中的240座震坏。6万眼机井淤沙，井管错断，占总数的67%。沙压耕地3.3万多公顷，咸水淹地4.7万公顷。毁坏农业机具5.5万余台（件）。砸死大牲畜3.6万

41、头，猪44.2万多头。唐山市及附近重灾县环境卫生急剧恶化，肠道传染病患病尤为突出。,河北唐山地震,1976年8月16日，松潘、平武之间发生7.2级地震。地震属震群型，主震之后又发生22日6.7级地震和23日7.2级地震。这次地震有感范围较大，西至甘肃高台，南至昆明，北至呼和浩特，东至长沙，最大半径1150公里。震后连降暴雨，造成山崩、塌石、泥石流等，致使农田、道路、河床等破坏严重，通讯中断。耕地被毁十几万公顷，粮食损失达500万公斤，牲畜死亡2000余头。地震发生在人烟稀少的山区，加之震前已有预报，采取了人员撤离的措施，因此，人员伤亡仅为800余人，其中轻伤600余人。多数是由震后泥石流、山崩

42、、滚石等次生灾害所致。,四川松潘平武地震,1998年1月10日11时50分，尚义以东地区发生6.2级地震，造成了严重的人员伤亡和经济损失，是当年中国大陆地区最严重的一次地震灾害。地震灾区涉及张北、尚义、万全和康定县的19个乡镇，灾区人口近17万。地震中有49人死亡，11439人受伤，其中重伤362人，伤亡人数占全国当年总数的83.9%。由于当地居民房屋的结构和选址不合理，房屋的建筑质量和抗震性能不强，有些房屋本身就已经危险，因此，房屋破损较为严重，破坏面积达到650多万平方米，其中完全毁坏175.4万平方米。地震的直接经济损失高达7.94亿元，占当年总数的44.6%。,河北尚义地震,1-2 震

43、源、震中和地震波 震源：地震发生的部位。不是一个点。 震中：震源正上方的地面位置。附近地面运动最强烈，极震区。 震中距：场地上某一点到震中的距离。 等震线：将地面上破坏程度相近的点连成的曲线。,1-2 震源、震中和地震波 震源深度（h）：震源到地表的垂直距离。 h 300km 深源地震 地震波：由震源释放的能量以波的形式向四周传播，这种波叫地震波。弹性波。 地震波波型：包括体波和面波。,（1）体波：在地球内部传播的波 （2）面波：只在地表面传播的波。是体波经多次反射、折射后在地表形成的次生波。 体波包括纵波和横波 纵波：波的传播方向与介质质点运动方向一致。 压缩波（P波） 周期短、振幅小。 在

44、固体中、液体中、气体中传播。 横波：波的传播方向与介质质点运动方向垂直。 剪切波（S波） 周期较长、振幅较大。 只能在固体中传播。,地震波以及传播,地震以波的形式由震源传递到地表。地震波分为：体波和面波。,体波,体波是指通过地球本体内传播的波，包含纵波、横波。,纵波：质点振动方向与波的传递方向一致的波。 横波：质点振动方向与波的传递方向垂直的波。,纵波为压缩波，无论是在固体内还是液体内均能传播。 横波为剪切波，只能在固体内传播。,波速可以按下式计算：,式中,Vp 纵波波速 Vs 横波波速 E 介质的弹性模量 介质的泊松比； 介质的密度； G 介质的剪切模量； 拉梅常数,通过两种波速的比较可见：

45、 纵波的传播速度快于横波，即纵波先到达地面。,瑞雷波振动轨迹剖面(a)和射线(b),面波,面波是指介质表面或地球表面及其附近传播的波，一般认为是体波经地层界面多次反射形成的次生波，包含瑞雷波和乐普波。 乐普波的传播是质点在与波的传播方向相垂直的水平方向的剪切型运动。质点在水平方向振动与波行进方向耦合后会产生水平扭转分量。,软土地基上地震加速度波形中长周期的分量比较显著，而硬土地基上加速度波形则包含多种频谱成分，一般短周期的分量比较显著。长时间持续的地震冲击作用下，结构物的破坏与静载作用下的破坏值相差较大。,地震加速度波形的频谱特性及持续时间的影响,根据弹性理论 纵波波速 横波波速,E-介质的弹

46、性模量 -介质的密度 -介质的泊松比 G-介质的剪切模量 显然有 注意：剪切波速是介质非常重要的一个参数。在地基土的力学性质评价中占有重要地位。反映地基强度的指标。建筑抗震规范以剪切波速对场地土进行分类。,通过两种波速的比较可见： 纵波的传播速度快于横波，即纵波先到达地面。,面波分瑞雷波和乐甫波 瑞雷波：波在传播时，质点在波的传播方向与地面的法向组成的平面内做椭圆运动，而在该平面垂直方向没有振动。 乐甫波：波在传播时，质点在地平面内产生与波前进方向垂直的运动，地表呈蛇形运动。 面波随深度增加振幅急剧减小。面波周期长，衰减慢，能传播到很远的地方。 面波的波速 所以有 强震记录：纵波先到，横波次之

47、，面波最后到。,地震现象表明： 纵波使地面产生竖向运动 横波产生水平运动 面波产生竖向运动和水平运动 面波和横波对建筑物破坏最严重,1-3 地震震级、烈度、近震和远震 一、震级 指一次地震的大小，一次地震释放能量多少的度量单位。目前国际上通用的李氏震级。1935年由里希特(C.F.Richter)提出的定义： 距震中100km处记录到的最大水平位移值A 强调标准地震仪(自振周期0.8，阻尼系数0.8，放大倍数2800) A以m计 2001.1.26印度古吉拉特邦地震：印度公布6.9，美国国家地震信息中心公布7.9 ，中国数字地震台网公布7.8.,如果设置的地震仪震中距不是100km，用的地震仪

48、也不是标准地震仪，须修正。 震级与能量的关系(Gutenberg and Richter) E的单位为尔格。 上式给出了震级与释放能量的关系。由公式可以看出，震级差一级，能量差32倍。 震级是一次地震释放能量的大小，所以一次地震只有一个震级。 地震仪与强震仪 地震仪 强震仪 位移 加速度 长期运行 触发 小震 大震 地震学用 地震工程（抗震）用,地震烈度,地震烈度 指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度，简称为烈度。 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

49、力特性和施工质量等许多因素有关。 注意与震级区分。,地震烈度表 地震烈度表是评定地震烈度的标准和尺度。它以描述震害宏观现象为主，即根据建筑物的破坏程度、地貌变化特征、地震时人的感觉、家具的动作反应等进行区分。 现在主要由地面震动的速度和加速度确定。 如水平向的加速度 10度为1000cm/s2 9度为500 cm/s2 8度为250 cm/s2 7度为125 cm/s2 6度为63 cm/s2 我国在1980年制定的中国地震烈度表将地震烈 度分为1-12度（不同的国家的分度方法不同）。 1999年11月1日起实施修订后的新烈度表中国地震烈度表（GB/T17742-1999）。,基本烈度：一个地区未来50年内一般场