工程地质_闫澍旺_地震

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1、天津大学2.7 2.7 地震危险性的工程地质研究地震危险性的工程地质研究本节主要内容本节主要内容一、地震的基本知识一、地震的基本知识二、地震震级与地震烈度二、地震震级与地震烈度三、震害现象三、震害现象(地震效应地震效应)天津大学全球地震分布天津大学一、地震的基本知识一、地震的基本知识1.地震的成因地震的成因地震名称地震名称成因及主要特征成因及主要特征构造地震构造地震由地壳断裂构造运动引起，是最普遍的一种地震由地壳断裂构造运动引起，是最普遍的一种地震火山地震火山地震是由火山爆发所引起的局部地方的地震，影响范围是由火山爆发所引起的局部地方的地震，影响范围不大，发生数量较少不大，发生数量较少陷落地震

2、陷落地震是石灰岩地区和矿山采空区等处由地块陷落所引起是石灰岩地区和矿山采空区等处由地块陷落所引起的小范围的地震，发生数量少，影响范围更小的小范围的地震，发生数量少，影响范围更小人工诱发地人工诱发地震震是由于水库蓄水或向地下大量灌水、注水，润滑和是由于水库蓄水或向地下大量灌水、注水，润滑和压缩地下可能存在的构造破碎带，或地下大爆炸对压缩地下可能存在的构造破碎带，或地下大爆炸对地壳产生强烈冲击、诱发构造应力释放引起的地震，地壳产生强烈冲击、诱发构造应力释放引起的地震，这类地震多发生在水库和爆炸点地区，多为小震，这类地震多发生在水库和爆炸点地区，多为小震，震源浅震源浅天津大学世界主要地震天津大学2.

3、根据弹性回跳理论解释地震的形成根据弹性回跳理论解释地震的形成天津大学3.构造地震形成示意图构造地震形成示意图天津大学5.地震按震级分类地震按震级分类名称名称震源深度（震源深度（km)浅源地震浅源地震中源地震中源地震深源地震深源地震07070300300名称名称震源深度（震源深度（km)大地震大地震中地震或强震中地震或强震小地震或弱震小地震或弱震微震微震超微震超微震M77M 55M 33M 1 M 14.地震按震源深度分类地震按震源深度分类天津大学6.震源、震中及地震波震源、震中及地震波天津大学与地震有关地术语示意图与地震有关地术语示意图天津大学地震相关术语定义地震相关术语定义 1)震源震源：地

4、球内部发生地震的地方。 2)震中震中：震源在地球表面上的投影点。 3)震中距震中距：地面上任何一个地方或地震观测台(站)到震中的直线距离。 4)震中区震中区：震中附近的地区。强烈地震时，破坏最严重的地区，称为极震区。 5)震源深度震源深度：从震源到地面的垂直距离。天津大学7地震波传播示意图地震波传播示意图天津大学8.不同地震波到达顺序及样式不同地震波到达顺序及样式天津大学9.地震波类型地震波类型(1) 体波体波：是通过地球体内传播的一种地震波，又分为： 纵波纵波(P)：又称压缩波，质点的振动方向又称压缩波，质点的振动方向与波的传播方向一致与波的传播方向一致，靠介质的扩张与收缩而传递，其传播速度

5、约56kms，振动的振动的摧毁力较小。摧毁力较小。 横波横波(S)：又称剪切波，质点的振动方向又称剪切波，质点的振动方向垂直于波的传播方向垂直于波的传播方向，为各质点间发生的周期性的剪切振动，其传播速度34kms，振动摧毁力较强。振动摧毁力较强。天津大学地震波类型地震波类型(2) (2)面波面波(L)：沿地表面传播的地震波沿地表面传播的地震波。面波的传播速度最小，每秒只有3km多，但振幅大，故对地面的破坏最大。面波又分面波又分为瑞利波为瑞利波(R)和勒夫波和勒夫波(Q)。 瑞利波瑞利波(R)：波的传播是质点在波的传波的传播是质点在波的传播方向和地表面法向组成的平面内作椭圆播方向和地表面法向组成

6、的平面内作椭圆运动运动，与该平面垂直的水平方向没有振动，似在地面上滚动。似在地面上滚动。 勒夫波勒夫波(Q)：波传播时，质点在与传播波传播时，质点在与传播方向相垂直的水平方向运动方向相垂直的水平方向运动，即呈地面水即呈地面水平运动或者在地面上呈蛇形运动。平运动或者在地面上呈蛇形运动。天津大学二、地震震级与地震烈度二、地震震级与地震烈度 1.地震震级地震震级(M) 它是地震震源释放出的能量大小的一种它是地震震源释放出的能量大小的一种量度，可表示地震本身强度大小的等级量度，可表示地震本身强度大小的等级。它的最初定义(里希特)是：距震100km处用标准地震仪(周期0.8s，阻尼系数0.8，放大倍数2

7、 800)实测最大水平地动位移的对数来确定。例如：当测得的振幅10mm，即10 000m时，它的对数为4，地震定为4级。天津大学2.地震烈度地震烈度(1) 地震烈度地震烈度是对地震时地表和地表建筑物遭是对地震时地表和地表建筑物遭受影响和破坏的强烈程度的一种量度受影响和破坏的强烈程度的一种量度。 (1)基本烈度基本烈度：指一个地区在今后一定时期指一个地区在今后一定时期内，在一般场地条件下可能遭遇的最大地内，在一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度震烈度,即现行中国地震烈度区划图规定的地震烈度。 国家地震局所编制的1400万中国地震烈度区划图(1990)上标示的地震烈度值是是指在指在50年期限内一般

8、场地条件下可能遭受年期限内一般场地条件下可能遭受超越概率为超越概率为10的烈度值。的烈度值。天津大学中国地震烈度表（中国地震烈度表（1980）天津大学（美国）修正的（美国）修正的Mercalli烈度表烈度表天津大学地震烈度地震烈度(2) (2)场地烈度场地烈度：是指建筑物场地因地质、地貌、地形和水文地质条件等的不同而引起的地震基本烈度的降低或提高的烈度。一般比基本烈度提高或降低半度至一度。 (3)设计烈度设计烈度：根据建筑物的重要性、永久性、抗震性以及国民经济的条件，对不同建筑物将建筑场地烈度按国家批准权限审定加以调整后的抗震设防烈度。天津大学1994年加利福尼亚地震烈度示意图年加利福尼亚地震

9、烈度示意图天津大学 三、震害现象三、震害现象(地震效应地震效应)主要的震害主要的震害(地震效应地震效应)包括：包括：大地抖动对建筑物的直接破坏、饱和砂土大地抖动对建筑物的直接破坏、饱和砂土和粉土的振动液化、地震滑坡、大地的错和粉土的振动液化、地震滑坡、大地的错断和裂开、震陷、海啸等断和裂开、震陷、海啸等。天津大学1.大地抖动对建筑物的直接破坏地震产大地抖动对建筑物的直接破坏地震产生的最普遍灾害是由于大地的抖动对建生的最普遍灾害是由于大地的抖动对建筑物的直接破坏。筑物的直接破坏。破坏的程度与地震的振动强度及持续时间、破坏的程度与地震的振动强度及持续时间、地基的性质及建筑结构有关。地基的性质及建筑

10、结构有关。近来的许多近来的许多地震破坏实例表明，施工质量也应该为地地震破坏实例表明，施工质量也应该为地震伤亡及损失负很大的责任。震伤亡及损失负很大的责任。天津大学1906年旧金山大地震天津大学1985年墨西哥因湖相地基放大地震波导致一年墨西哥因湖相地基放大地震波导致一15层建筑倒塌层建筑倒塌天津大学地震对某建筑的破坏地震对某建筑的破坏天津大学一九九五年神户地震早成的破坏一九九五年神户地震早成的破坏天津大学1995年神户地震对建筑的破坏年神户地震对建筑的破坏天津大学1985年墨西哥城地震年墨西哥城地震天津大学1985年墨西哥城地震年墨西哥城地震天津大学唐山大地震所造成的毁灭性破坏唐山大地震所造成

11、的毁灭性破坏天津大学2.饱和砂土和粉土的振动液化饱和砂土和粉土的振动液化 地基中较疏松的饱和砂土，在周期性的地基中较疏松的饱和砂土，在周期性的地震荷载作用下，孔隙水压力逐渐积累，地震荷载作用下，孔隙水压力逐渐积累，甚至达到可以完全抵消有效应力时，使土甚至达到可以完全抵消有效应力时，使土粒便处于悬浮状态，而接近液体的特性。粒便处于悬浮状态，而接近液体的特性。这种现象称为液化。这种现象称为液化。 液化的砂土将在瞬间降低或完全丧失抗液化的砂土将在瞬间降低或完全丧失抗剪强度和承载能力。剪强度和承载能力。天津大学砂土液化的砂土液化的宏观标志宏观标志是会导致：在地表是会导致：在地表裂缝中裂缝中喷水冒砂，地