1、第三章第三章地地 震震 工工 程程 地地 质质 研研 究究第一节第一节 概述概述地震地震: :在地壳表层在地壳表层, ,因弹性波传播所引起的振动作用或现象。因弹性波传播所引起的振动作用或现象。earthquakeearthquake 构造地震构造地震 火山地震火山地震 陷落地震陷落地震 诱发地震诱发地震按成因分类按成因分类 浅源地震：浅源地震：0300 km 占占4%，最深达，最深达720km震源深度震源深度 大地震大地震 ：M =7级级 强烈破坏地震强烈破坏地震 中地震：中地震： 7M=5 破坏性地震破坏性地震 小地震：小地震： 5M=3, 2-4级有感地震级有感地震 微地震：微地震： 3M
2、=1 超地震：超地震： M=7=7级的地震级的地震 1 13 3 次。我国地震分次。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；新疆和地震最多。其中台湾尤甚，大震多，频度高；新疆和西藏次之。西藏次之。 若以地震烈度若以地震烈度 6 6 度为轻微以上破坏性标准，我度为轻微以上破坏性标准，我国约国约 575 575万万 平方公里属于轻微以上破坏区，其中，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、宁夏、兰州、海口、北京、太原、大同、西安、昆明、天津、呼市、汕头位于
3、天津、呼市、汕头位于 8 8 度区。度区。 一次一次6 6级地震可释放级地震可释放6 610102020尔格的能量，尔格的能量，大致相当于大致相当于 30304040万吨万吨 TNTTNT炸药的巨大爆炸，炸药的巨大爆炸，7 7级地震可释放级地震可释放 2 2 10102222尔格的能量，尔格的能量， 8 8级级地震可释放地震可释放6 6 10102626尔格的能量。可见地震尔格的能量。可见地震释放能量之大。而且绝大部分能量的集中释释放能量之大。而且绝大部分能量的集中释放，于放，于数秒种数秒种内完成内完成 。 因此，地震灾害的因此，地震灾害的猝发性猝发性和和惨重性惨重性往往往往给人类生命以极大威
4、胁，造成经济财产巨大给人类生命以极大威胁，造成经济财产巨大损损失。失。 据美国联邦政府统计，仅二十世纪以来，全世界就有据美国联邦政府统计，仅二十世纪以来，全世界就有 1212O O余万余万 人遇难于地震灾害；五十年代以来，全球破坏性地震造成的经济损人遇难于地震灾害；五十年代以来，全球破坏性地震造成的经济损失已逾失已逾 20002000亿亿 美元美元。地震灾害是最重要的自然灾害之一。地震灾害是最重要的自然灾害之一。 中国的地震灾害又居世界之首。在我国历史记载中，中国的地震灾害又居世界之首。在我国历史记载中，15561556年陕年陕西华县地震西华县地震8 8级死亡人口达级死亡人口达 8383万万；
5、 1920 1920年宁夏海原地震死亡人年宁夏海原地震死亡人数也超过数也超过 2020万万。令人痛心的。令人痛心的 1976 1976年唐山地震年唐山地震7.97.9级级，死亡死亡 24.224.2万万 多人，工业城市毁于一旦，直接经济损失多人，工业城市毁于一旦，直接经济损失 100100亿亿 元，为世界地震元，为世界地震史所罕见。还有史所罕见。还有19661966年的邢台地震，年的邢台地震，19701970年通海地震，年通海地震，19751975年海城年海城地震。地震。 （我国这些地震震源深都在（我国这些地震震源深都在1313kmkm左右）。左右）。 我国有我国有30003000多年地震记录
6、历史，发明了地震仪，编制了地震多年地震记录历史，发明了地震仪，编制了地震区划图，制定了抗震规范，建立了地震监测台网，组建了诸多地震区划图，制定了抗震规范，建立了地震监测台网，组建了诸多地震研究工作机构及一大批从事地震的科技工作者。研究工作机构及一大批从事地震的科技工作者。 工程地质研究工程地质研究：区域稳定性问题，建筑抗震，建筑场地选择，：区域稳定性问题，建筑抗震，建筑场地选择，地震稳定性，抗震措施工程地质论证地震稳定性，抗震措施工程地质论证为规划设计为规划设计 提供依据。提供依据。 (南投集集镇南投集集镇)集集大地震为集集大地震为2020世纪末期台湾伤亡损失最大的天灾，发生时间为世纪末期台湾
7、伤亡损失最大的天灾，发生时间为19991999年年9 9月月2121日凌晨日凌晨1 1时时4747分分12.612.6秒，震中位于台湾南投县集集镇，震源深度秒，震中位于台湾南投县集集镇，震源深度8 8公公里，里氏规模达里，里氏规模达7.37.3。 此次地震是因车笼埔断层的错动，并在地表造成此次地震是因车笼埔断层的错动，并在地表造成了长约了长约100100公里的破裂带。全岛均感受到严重摇晃。共持续公里的破裂带。全岛均感受到严重摇晃。共持续102102秒。由于秒。由于台湾省的台中县、南投县为主震中区域，受灾特别严重。死亡人数已逾台湾省的台中县、南投县为主震中区域，受灾特别严重。死亡人数已逾2000
8、2000人，伤者人，伤者65346534人。人。地震前后水平位移监测结果地震前后水平位移监测结果( (GPSGPS)地震前后垂直位移监测结果地震前后垂直位移监测结果( (GPS)GPS)地震引起大坝破坏地震引起大坝破坏( (台中石岗台中石岗) )地震引起埠地震引起埠丰桥断裂，丰桥断裂，河床抬高河床抬高8m,形成叠水形成叠水 (石岗石岗)v时间：时间：2008年5月12日14时28分04.0秒v纬度：纬度：31.0Nv经度：经度：103.4Ev深度：深度：14kmv震级：震级：里氏震级8.0级，矩震级7.9级v最大烈度：最大烈度：11度v震中位置：震中位置：四川省汶川县映秀镇汶川地震汶川地震v
9、地震成因：地震成因：印度板块向亚洲板块俯冲，造成青藏高原快速隆升导印度板块向亚洲板块俯冲，造成青藏高原快速隆升导致地震。高原物质向东缓慢流动，在高原东缘沿龙门山致地震。高原物质向东缓慢流动，在高原东缘沿龙门山构造带向东挤压，遇到四川盆地之下刚性地块的顽强阻构造带向东挤压，遇到四川盆地之下刚性地块的顽强阻挡，造成构造应力能量的长期积累，最终在龙门山北挡，造成构造应力能量的长期积累，最终在龙门山北川川映秀地区突然释放。逆冲、右旋、挤压型断层地震。映秀地区突然释放。逆冲、右旋、挤压型断层地震。四川特大地震发生在地壳脆四川特大地震发生在地壳脆韧性转换带，震源深度为韧性转换带，震源深度为1010千米千米
10、2020千米，持续时间较长，因此破坏性巨大。千米，持续时间较长，因此破坏性巨大。地震类型：地震类型：汶川大地震为逆冲、右旋、挤压型断层地震汶川大地震为逆冲、右旋、挤压型断层地震。v 震源深度：震源深度：汶川大地震是汶川大地震是浅源地震浅源地震，震源深度为，震源深度为1010千米千米2020千千米，因此破坏性巨大。米，因此破坏性巨大。v遇难：69229人受伤：374643人失踪：17923人 法媒称共有87449人在这次地震中丧生。 加勒比岛国海地当地时间2010年1月12日16时53分（北京时间13日5时53分）发生里氏7.0级地震（根据中国地震台网测定，海地当地时间2010年1月12日下午发
11、生里氏7.3级强烈地震），首都太子港及全国大部分地区受灾情况严重，截至2010年1月26日，海地地震进入第15天，世界卫生组织确认，此次海地地震已造成11.3万人丧生，19.6万人受伤。此次地震中遇难者有联合国驻海地维和部队人员，其中包括8名中国维和人员遇难。 当地时间2010年2月27日3时34分，智利发生8.8级地震，震源位于海底59.4公里，地点位于马乌莱地区外海，这是该国50年来遭受最严重的灾难 v当地时间2011年2月22日中午12时51分，新西兰第二大城市克莱斯特彻奇发生里氏6.3级强烈地震，震源深度距离地表仅有4公里。造成至少75人死亡。 v 名称：名称：414玉树地震v 时间：
12、时间：2010年4月14日 5:39:57v 地理位置：地理位置：青海省玉树藏族自治州玉树县拉秀乡日麻村v 震中经纬度：震中经纬度：北纬33.1度，东经96.6度v 震源深度：震源深度：6千米v 震级：震级：里氏7.1级v 伤亡人数：伤亡人数：截止4月25日下午17时 玉树地震造成2220人遇难，失踪70人v 玉树地震发生在东羌塘块体东北缘与巴彦喀拉块体之玉树地震发生在东羌塘块体东北缘与巴彦喀拉块体之间，近东西向玉树间，近东西向玉树鲜水河断裂带上，为一左行走滑鲜水河断裂带上，为一左行走滑断层。此次地震是印度板块向欧亚板块俯冲挤压应力断层。此次地震是印度板块向欧亚板块俯冲挤压应力场下，在青藏高原
13、内部不同块体之间应力释放造成的。场下，在青藏高原内部不同块体之间应力释放造成的。与与“”四川汶川特大地震相比，玉树地震区地四川汶川特大地震相比，玉树地震区地形高差相对小，滑坡、泥石流等次生地质灾害相对较形高差相对小，滑坡、泥石流等次生地质灾害相对较弱。弱。 北京时间北京时间2011年年3月月11日日13时时46分日本东北部海域发生大规分日本东北部海域发生大规模地震。地震引发的巨大海啸袭击了环太平洋沿海大部分国家模地震。地震引发的巨大海啸袭击了环太平洋沿海大部分国家和地区，造成巨大人员伤亡和财产损失。另外，由海啸间接引和地区，造成巨大人员伤亡和财产损失。另外，由海啸间接引起的福岛第一核电站核泄漏
14、事故对于环境的破坏无法估计。据起的福岛第一核电站核泄漏事故对于环境的破坏无法估计。据世界银行估计，地震和海啸造成的经济损失约为世界银行估计，地震和海啸造成的经济损失约为1220亿美元至亿美元至2350亿美元之间，而日本政府估计的数字则达到了亿美元之间，而日本政府估计的数字则达到了3090亿美元亿美元。日本首相菅直人对此称：。日本首相菅直人对此称：“这是日本自二战结束这是日本自二战结束65年以来最年以来最为悲伤和困难的时刻为悲伤和困难的时刻”。 震源深震源深为为32公公(USGS)。震中距最近的仙台市约。震中距最近的仙台市约130km，距首都东京约，距首都东京约373千米。震级通过多次修订最终确
15、定为千米。震级通过多次修订最终确定为Mw9.0级级. 地震释放了地震释放了1.90.51017焦耳能量，相当于焦耳能量，相当于93200亿吨亿吨TNT炸药、炸药、6亿颗广岛原子弹爆炸产生的能量。地震造成日本亿颗广岛原子弹爆炸产生的能量。地震造成日本本州岛向东北移动了本州岛向东北移动了2.4m，地轴偏移了，地轴偏移了25cm，由此加速了地球，由此加速了地球自转速度，使白天缩短了自转速度，使白天缩短了1.8s。地震。地震 造成了长约造成了长约500km、宽约、宽约200km的破裂带，破裂时间长达的破裂带，破裂时间长达2分钟之久。分钟之久。 时间：时间：2012年年9月月7日日地点：云南、贵州地点：
16、云南、贵州震级：震级：11时时19分在云南省昭通市彝良县、贵分在云南省昭通市彝良县、贵州省毕节市威宁彝族回族苗族自治县交界发生州省毕节市威宁彝族回族苗族自治县交界发生57级地震，震源深度级地震，震源深度14公里。公里。12时时16分，云分，云南彝良县发生南彝良县发生5.6级地震。级地震。v (一一)人员受灾情况人员受灾情况v 此次地震造成此次地震造成80人死亡，人死亡，733人受伤。云南省昭通市彝良县、昭阳区、大关县的人受伤。云南省昭通市彝良县、昭阳区、大关县的24个乡个乡镇，贵州省威宁县的镇，贵州省威宁县的7个乡镇受灾，此范围内的灾区人口约个乡镇受灾，此范围内的灾区人口约67万人。万人。 v
17、 (二二)房屋和设施破坏情况房屋和设施破坏情况v 据初步调查结合专家经验判断，位于震中附近的云南省彝良县洛泽河、角奎两镇砖木据初步调查结合专家经验判断，位于震中附近的云南省彝良县洛泽河、角奎两镇砖木结构、土木结构、石木结构房屋约占结构、土木结构、石木结构房屋约占70%，毁坏比例约，毁坏比例约30%；砖混结构、框架结构房；砖混结构、框架结构房屋约占屋约占30%，毁坏与严重破坏比例约，毁坏与严重破坏比例约10%。v 震区交通设施大量破坏，主要受滚石、滑坡崩塌影响，昭彝公路、彝良县城至洛泽河震区交通设施大量破坏，主要受滚石、滑坡崩塌影响，昭彝公路、彝良县城至洛泽河镇公路多处塌方、崩塌，严重堵塞交通，
18、电力系统与通信系统也遭受破坏，一度出现镇公路多处塌方、崩塌，严重堵塞交通，电力系统与通信系统也遭受破坏，一度出现供电与通信中断。供电与通信中断。v (三三)灾情特点灾情特点v 一是房屋抗震性能弱。彝良县内各乡镇设防烈度为一是房屋抗震性能弱。彝良县内各乡镇设防烈度为度或度或度，农村多数房屋为土木度，农村多数房屋为土木和砖木结构，抗震性能差，毁坏较为严重。和砖木结构，抗震性能差，毁坏较为严重。v 二是震害叠加。该地区二是震害叠加。该地区1小时内连续发生小时内连续发生2次次5级以上地震，此后又发生多次余震，导致级以上地震，此后又发生多次余震，导致破坏加重。破坏加重。v 三是震区人口密度较大。震区人口
19、密度近三是震区人口密度较大。震区人口密度近200人人/平方公里，高于云南省平均人口密度平方公里，高于云南省平均人口密度117人人/平方公里。平方公里。v 四是地震地质灾害严重。震区地处滇东北高原乌蒙山区，自然环境恶劣，地质构造复四是地震地质灾害严重。震区地处滇东北高原乌蒙山区，自然环境恶劣，地质构造复杂，最高海拔杂，最高海拔2780米，最低米，最低520米米,对高差对高差2260米。震后震区滚石、崩塌和滑坡现象普米。震后震区滚石、崩塌和滑坡现象普遍。滚石和崩塌体造成大量人员伤亡、房屋和基础设施破坏。遍。滚石和崩塌体造成大量人员伤亡、房屋和基础设施破坏。 第二节第二节 地地 震震 基基 础础 知
20、知 识识 一、几个概念：一、几个概念： 1、震源：震源：地壳内部振动的发源地（能量地壳内部振动的发源地（能量E E、深度深度H H） 2、震中：震源地在地面上的垂直投影震中：震源地在地面上的垂直投影 3、震中距：地面震点距震中的距离震中距：地面震点距震中的距离 4、震源深度：震中到震源的距离震源深度：震中到震源的距离 5、地震区地震区（烈度6度区）；地震作用； 远场（烈度衰减2度以上）,近场地震 6、地震波地震波：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。体波：通过地球本体传播的波体波：通过地球本体传播的波面波：体波经过反射、折射后，面波：体波经
21、过反射、折射后，在介质的界面或自由面（如地在介质的界面或自由面（如地面）传播面）传播纵波（纵波（P P）：）：压缩波，对应于介质体应变，三维扩散压缩波，对应于介质体应变，三维扩散横波（横波（S S：剪切波，对应于切应变，二维扩散破坏：剪切波，对应于切应变，二维扩散破坏 性最大性最大 体波体波瑞利波（瑞利波（R R）：）：质点在质点在XZXZ面上椭圆滚动前进面上椭圆滚动前进勒夫波（勒夫波（Q Q）：质点在）：质点在XYXY面上曲线前进面上曲线前进面波（面波（L L）a.瑞利波瑞利波 b.勒夫波勒夫波 振幅振幅A 周期周期T 波长波长 波速波速VP波波 最小最小 最短最短 最短最短 最快最快S波波
22、 大大 长长 长长 慢慢R波、波、Q波波 最大最大 最长最长 最长最长 最慢最慢 地面为自由界面，建筑位于其上，该面地面为自由界面，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，波对建筑破坏性最大，P P波能量最大，波能量最大，S S波及波及L L波波长大，使建筑晃动最大。地震部门最关波波长大，使建筑晃动最大。地震部门最关心心P P、S S波。波。 (1)(1)(12)PEV2(1)SEV 一般情况下一般情况下 ， 一般地震表面一般地震表面 秒秒，对建筑界面，对建筑界面，P波先到达，然后波先到达，然后是是S波，最后波，最后L波
23、。波。 22. 0SPVV67. 1/43kmVS7.7.震级（震级（M M）：是衡量地震本身大小的尺度，是衡量地震本身大小的尺度，由由地地震所释放出来的能量大小所决定。震所释放出来的能量大小所决定。( (C.F.Richter)C.F.Richter)MLogAA：距震中距震中100公里处标准地震仪在地面所记录的震波公里处标准地震仪在地面所记录的震波最大振幅。（微米）最大振幅。（微米）标准地震仪：自振周期标准地震仪：自振周期0.8秒，阻尼比秒，阻尼比0.8，最大静力，最大静力放大倍率为放大倍率为2800。能量能量E（J）与震级（与震级（M)关系关系 ： 理论上理论上M无上限，实际上，因地壳岩
24、石强度有限，即无上限，实际上，因地壳岩石强度有限，即累积应变能有限，目前最大累积应变能有限，目前最大M为为8.9级。级。logE=4.8+1.5M地震震级划分：微震（地震震级划分：微震（2级以下）、有感地震（级以下）、有感地震（24级）、破坏性地震（级）、破坏性地震（5级级以上）、强烈地震（以上）、强烈地震（7级以上）级以上）8 8 烈度烈度(I)(I)：一次地震于某地地面震动强烈程度。：一次地震于某地地面震动强烈程度。 与地震释放的与地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域介质能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件条件有关。有关。 一次地震只有一个一次地震只有一个M，但有不同但有不同 I
25、 。震中烈度用震中烈度用I0表示。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。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（据浅源地震（据152次大震统计）震级与烈度的关系：次大震统计）震级与烈度的关系：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。烈度是估算灾情，进行区划，抗震设计的直接依据。 震害大小取决于震害大小取决于地震破坏力地震破坏力和和地物本身抗震性地物本身抗震性两方面，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
26、引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。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）。及器物地物震害程度，加速度和速度（参考）。 等级：等级：I I级级 烈度人的感觉一般房屋其它现象参考物理指标大多数房屋震害程度平
27、均震害指数加速度/（CM/S2）（水平向）速度/（CM/S）（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 门、窗轻微作悬挂物微动IV室内多数人感觉，少数人梦中惊醒 门窗作响悬挂物明显摆动，器皿作响V室内普遍感觉，室外多数人感觉，多数人梦中惊醒门窗、屋顶、屋架颤 动作响，灰土掉落，抹灰出现微细裂缝不稳定器翻倒31（2244）3（24）VI惊慌失措，仓惶逃出损坏个别砖瓦掉落、墙体微细裂缝00.10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63（4589）6（59）VII大数多人仓惶逃出轻度破坏局部破坏、开裂，但不防碍使用0.110.30饱
28、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125(90177)13(1018)VIII摇晃颠簸，行走困难中等破坏结构受损，需要修理0.310.50干硬土上变有裂缝，大多数砖囱严重破坏250(178353)25(1935)IX坐立不稳，行动的人可能摔跤严重破坏墙体龟裂，局部倒塌，修复困难0.510.70地上出现裂缝、基岩上可能出现裂缝、滑坡、坍方常见，砖烟囱出现倒塌500(354707)25(1935)X骑自行车的人会摔倒，处不稳状态的人会摔出几尺远，有抛起感倒塌大部倒塌，不堪修复0.710.90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1000(7081414
29、)100(72141)XI毁灭0.911.00地震断裂延续很长，山崩常见，基岩上的拱桥XII地面剧烈变化，山河改观中国地震烈度表（中国地震烈度表（19199999）使用说用）使用说用 （）（）VI- VI- X度，判定地震烈度以房屋震害为主，人的感觉仅供参考度，判定地震烈度以房屋震害为主，人的感觉仅供参考； X X度以地表现象来确定；度以地表现象来确定；XIXI、XIIXII度的评定，需要专门研究。度的评定，需要专门研究。 （）一般房屋用土构架和土、石砖墙构造的旧式房屋和单层或多（）一般房屋用土构架和土、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
30、乡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，调查中应区别设防与不设防的房屋破坏程度对烈度的反村也开始设防，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。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。 （3 3）表中震害指数是对上述）表中震害指数是对上述“一般房屋一般房屋”而言。而言。“完好完好”为，为，“毁灭毁灭”为，中间按表列震害程度分级。平均震害指数是对所有房屋的为，中间
31、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。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。 （4 4）使用本表时可根据地区具体情况，作出临时的补充规定。）使用本表时可根据地区具体情况，作出临时的补充规定。 （5 5）烟囱指工业或取暖用的锅炉房烟囱。）烟囱指工业或取暖用的锅炉房烟囱。 （6 6）表中数量词的说明：个别：以下；少数：）表中数量词的说明：个别：以下；少数：；多数：；大多数：；普遍：；多数：；大多数：；普遍：以上。以上。 （7 7）对重要的工业设施，如桥梁、重要车间、高层建筑、巷道等，）对重要的工业设施，如桥梁、重要车间、
32、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。要进行专门的调查，在调查中应结合设防情况进行评估。 震害指数等级划分表震害指数等级划分表序数 震害类型 震害描述 i 倒平 墙倒架歪 墙倒架正 局部墙倒 房屋全部倒塌 墙体全部倒塌，房架倾斜显著 墙体大部分倒塌，房架基本未倾斜 主要墙体局部倒塌 1.00.80.60.4 裂缝 严重轻微 主要墙体无塌落，但严重裂缝，须修复才能使用 墙体无塌落，但有小裂缝，未经修复仍可使用 0.270.130.20完好 基本无损或完好 0建 筑 物 等 级 抗 震 设 防 烈 度 甲 类 ： 特 殊 要 求 的 后 果 极 为 严重 （ 放 射
33、性 、 毒 气 、 大 爆 炸 ） 特 殊 抗 震 、 专 门 研 究 乙 类 ： 国 家 重 点 抗 震 城 市 的 生命 线 工 程 （ 交 通 、 通 讯 ） 基 本 烈 度 提 高 一 度 丙 类 ： 一 般 工 业 民 用 建 筑 物 基 本 烈 度 丁 类 ： 次 要 的 临 时 性 建 筑 物 降 低 一 度 或 不 设 防 （1 1） 地震基本烈度（地震基本烈度（I I基基）：一定时间（：一定时间（100100年）和一定地区范围内，年）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。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 2）场地烈
34、度（场地烈度（I I场场）：同一：同一I I基基区区，场地条件不同而进一步划分，对场地条件不同而进一步划分，对I I基基修正。修正。 （3 3）设防烈度（设计烈度）（设防烈度（设计烈度）（I I设设） ：是抗震设计所采用的烈度。依：是抗震设计所采用的烈度。依据建筑物重要性、抗震性、经济性、对据建筑物重要性、抗震性、经济性、对I I基基调整。原则上一般建筑用调整。原则上一般建筑用I I基基，重要建筑适当提高。设计部门很少用重要建筑适当提高。设计部门很少用I I场场。度及其以下区域不设防。度及其以下区域不设防。几个烈度概念：几个烈度概念：二、二、 地地 震震 地地 质质 基基 本本 特特 征征1.
35、介质条件介质条件 坚硬岩石坚硬岩石2.结构条件结构条件 活断层的一些特定部位：活断层的一些特定部位： 端点、拐点、交汇点、分枝点和错列点等。端点、拐点、交汇点、分枝点和错列点等。3.构造应力条件构造应力条件 现代构造运动强烈的部位，应力集中现代构造运动强烈的部位，应力集中 构造应力场包括构造应力场包括 1、 3的大小、方向，构造应力方向与的大小、方向，构造应力方向与断层的关系。断层的关系。4.强震活动受活动构造的控制强震活动受活动构造的控制5.绝大多数强震发生在一些绝大多数强震发生在一些稳定断块边缘的深大断裂带稳定断块边缘的深大断裂带上上,而而稳定断块内部很少或基本没有强震分布。稳定断块内部很
36、少或基本没有强震分布。6.裂谷型的断陷盆地裂谷型的断陷盆地尤其是晚第三纪、第四纪新生代盆地常尤其是晚第三纪、第四纪新生代盆地常发生强震。发生强震。（一）地震发生的地质条件（一）地震发生的地质条件（二）地震的分类（二）地震的分类v 根据介质断裂特征和构造应力状态的不同，可将地震分为根据介质断裂特征和构造应力状态的不同，可将地震分为四类四类: :v (1)(1)单一主震型即均匀介质且无应力高度集中。主震单一主震型即均匀介质且无应力高度集中。主震前后均无断裂存在和发生，故无前震和余震，即使有亦很前后均无断裂存在和发生，故无前震和余震，即使有亦很小。小。v (2)(2)主震主震- -余震型即均匀介质内
37、主震前未发生断裂，余震型即均匀介质内主震前未发生断裂，地壳外力逐渐施加，当应力集中到一定程度后突发主震；地壳外力逐渐施加，当应力集中到一定程度后突发主震；主震后仍有应力集中，余震系列较多。主震后仍有应力集中，余震系列较多。19761976年唐山年唐山M7.9M7.9地地震即属这种类型。震即属这种类型。v (3)(3)前震前震- -主震主震- -余震型即不均匀介质内，在主震前发余震型即不均匀介质内，在主震前发生小破裂即前震，主震后有应力降；由于应力调整，有较生小破裂即前震，主震后有应力降；由于应力调整，有较多余震出现。大多数地震属此类型。多余震出现。大多数地震属此类型。v (4)(4)群震型即在
38、介质极不均匀而局部应力集中非常显群震型即在介质极不均匀而局部应力集中非常显著的情况下，一系列强度不大的中小地震连续出现，没有著的情况下，一系列强度不大的中小地震连续出现，没有主震。主震。图34地震主要类型频率曲线图a主震-余震型；b前震-主震-余震型；前震中有C和D两种类型；C群发地震型 一）一）世界范围内的主要地震带及其形成的大地构造世界范围内的主要地震带及其形成的大地构造环境环境 1 1、环太平洋地震带、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
39、经知道，此带的震源深度有自岛弧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。（三）地震分布特征（三）地震分布特征2 2 地中海地中海- -喜马拉雅地震带或欧亚地震带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、喜马拉雅地区有所分布，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。 3 3 大洋海岭地震带大洋海岭地震带 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是多为强震，
40、所以以前未被人注意，20世纪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过5级。图中黄色部分：环太平洋地震带；蓝色部分：欧亚地震带）；绿色部分：海岭地震带 地球的七大洲四大洋 二二) ) 我国地震地质的基本特征我国地震地质的基本特征 1 1、我国强震空间分布及地震区带划分、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，东部分布于华北及东南沿
41、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。2、我国强震发生的地质条件、我国强震发生的地质条件(1) (1) 强震与活动断裂带的关系强震与活动断裂带的关系 不同方向的断裂的交汇部位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转折部位 活动性深大断裂的端部或其锁闭段活动性深大断裂的端部或其锁闭段(2)(2)强震与断陷盆地的关系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；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；两盆地间或盆地内部由横向断裂控制的横向隆
42、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；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，如次级凹陷带上，如19661966年邢台地震。年邢台地震。（3 3）强震产生的深部构造条件）强震产生的深部构造条件 我国大陆板块内地震多发生在地壳内10-25km深处，在我国西部还发生在地壳内31-37km。由此可见，地壳深部构造活动和受力状态，对地震的孕育和发生，是更为直接的因素。 不同级别的断裂如盖层断裂、基底断裂、岩石圈断裂和超岩石圈断裂，层间断裂在深
43、部的活动往往是地震发生的主要原因。3、我国大陆地震活动与现代构造应、我国大陆地震活动与现代构造应力场与形变场的关系力场与形变场的关系 根据大量震源机制解及地震时地表断层错动方式分析，我国广大地区主压应力以近水平方向者为主。主压应力仰角小于30度者占80%以上，且以东经105为界，可区分出两大应力系统。 西部为近南北向-北北东向挤压应力场。 东部为大面积的近东西的水平挤压应力场。来自板块边界的作用力是中国大陆新生代和现今构造变形的主要动力源来自板块边界的作用力是中国大陆新生代和现今构造变形的主要动力源4 4、我国现代地壳垂直形变与地震活动的相关性研究我国现代地壳垂直形变与地震活动的相关性研究 中
44、国大陆垂直形变的总趋势是南升北降，最大上升量在喜中国大陆垂直形变的总趋势是南升北降，最大上升量在喜马拉雅山地区，年速率达马拉雅山地区，年速率达1010mmmm左右。下降最强烈的新疆准噶尔左右。下降最强烈的新疆准噶尔盆地，年速率为盆地，年速率为-3-3到到-4-4mmmm。 大致以银川大致以银川- -昆明一线为界，西部线条密集，等值线多呈昆明一线为界，西部线条密集，等值线多呈东西或北西西走向，与主要断裂线方向一致，其地形变断裂线东西或北西西走向，与主要断裂线方向一致，其地形变断裂线多由多由3-43-4条等值线组成的梯度带绘出，表明其活动强度较大。条等值线组成的梯度带绘出，表明其活动强度较大。东部
45、线条相对稀疏，等值线走向多为北北东向东部线条相对稀疏，等值线走向多为北北东向- -北东向，部分北东向，部分为东西向及南北向，也与构造线吻合较好。为东西向及南北向，也与构造线吻合较好。 东部地区的垂直变形大致分为三区：华南东部地区的垂直变形大致分为三区：华南- -西南区，华北西南区，华北区和东北区。区和东北区。5、我国大陆板块内现代运动特征、我国大陆板块内现代运动特征 我国大陆处于欧亚大陆的东部，是一个被周围板我国大陆处于欧亚大陆的东部，是一个被周围板块挤压围限的区域，影响板内变形和运动状况的边界块挤压围限的区域，影响板内变形和运动状况的边界动力环境十分复杂：动力环境十分复杂： （1 1）有印度
46、板块与欧亚大陆在喜马拉雅一带的碰撞）有印度板块与欧亚大陆在喜马拉雅一带的碰撞及向亚洲内部的继续挤压；及向亚洲内部的继续挤压； （2 2）西太平洋板块向亚洲大陆的俯冲与挤压；）西太平洋板块向亚洲大陆的俯冲与挤压； （3 3）菲律宾板块向西的俯冲和在台湾一带的汇聚；）菲律宾板块向西的俯冲和在台湾一带的汇聚； （4 4）日本海、东海东部冲绳海槽及南海盆地的弧后）日本海、东海东部冲绳海槽及南海盆地的弧后局部扩张。局部扩张。 在周边板块碰撞或俯冲的推动下，板块之间就在周边板块碰撞或俯冲的推动下，板块之间就产生了不同形式、不同规模和速率的相互错动。大产生了不同形式、不同规模和速率的相互错动。大体上又可分为
47、西部板内聚敛为主的挤压区，东部东体上又可分为西部板内聚敛为主的挤压区，东部东北、华北的拉张裂陷区和东南部处于西部挤压与北北、华北的拉张裂陷区和东南部处于西部挤压与北部围限下整体稳定滑移区。部围限下整体稳定滑移区。v西部挤压区西部挤压区v东南部滑移区东南部滑移区v东及东北部张裂区东及东北部张裂区三、震源机制和震源参数三、震源机制和震源参数1.1.震源机制：震源机制：地震发生的物理过程或震源物理过程。可以通过地震发生的物理过程或震源物理过程。可以通过多个地震台的地震记录图来确定。主要依据初到多个地震台的地震记录图来确定。主要依据初到P P波的方向。波的方向。1948年日本福井地震的P波初动象限分布
48、 1313单力偶单力偶双力偶双力偶节面节线断层面节线震源断层P P波的初动具有明显的象限分布特点。波的初动具有明显的象限分布特点。平移断层平移断层正断层正断层逆断层逆断层2.2.震源参数震源参数 ：反映震源断层的一些特征量或物理量反映震源断层的一些特征量或物理量 包括：断层走向、倾向、倾角、断层错动方包括：断层走向、倾向、倾角、断层错动方向、震源断层长度、向、震源断层长度、 宽度、断层错距、震源应力方宽度、断层错距、震源应力方向等。向等。 求解求解：（1 1）震源机制解）震源机制解（2 2）等震线的几何特征）等震线的几何特征（3 3） 根据第二章介绍的经验式，据震级等计算断层长度、错根据第二章
49、介绍的经验式，据震级等计算断层长度、错距距（4 4） 根据地震前后大地变形推求断层位置、方向、错距、类根据地震前后大地变形推求断层位置、方向、错距、类型等型等 1）等震线的几何特征）等震线的几何特征 1556年关中大地震等震线图年关中大地震等震线图 最内一根等震线的长轴方向就是最内一根等震线的长轴方向就是震源断层面的走向震源断层面的走向 当地震区两侧的等震线基本对当地震区两侧的等震线基本对称时，则断层面近乎直立。而称时，则断层面近乎直立。而等震线不对称时，断层面则向等震线不对称时，断层面则向波及得宽的那个方向倾斜；波及得宽的那个方向倾斜； 2 2）地表地震断层和裂缝线）地表地震断层和裂缝线v
50、大地震时在地面产生的地震断层和形变带的走向代表大地震时在地面产生的地震断层和形变带的走向代表了震源断层面的走向。了震源断层面的走向。v 根据地表最长断层长度与地震震级之间所建立的经验根据地表最长断层长度与地震震级之间所建立的经验关系式，近似求出震源断层的长度关系式，近似求出震源断层的长度 。v 根据地表最大位移与地震震级间所建立的经验关系式，根据地表最大位移与地震震级间所建立的经验关系式，近似求出震源断层的错动幅度：近似求出震源断层的错动幅度：v 3）大地测量资料）大地测量资料v 震源断层走向可根据地面沉陷带的延伸方向或升降交震源断层走向可根据地面沉陷带的延伸方向或升降交界带的延伸方向求得。界
