1、第一章地震基本知识第一章地震基本知识 第一节构造地震第一节构造地震 第二节地震波、震级和地震烈度第二节地震波、震级和地震烈度 第三节地震震害第三节地震震害返回第一节构造地震第一节构造地震 地震给人类社会带来灾难，造成不同程度的人身伤亡和经济损失。地震给人类社会带来灾难，造成不同程度的人身伤亡和经济损失。为了减轻或避免这种损失，就需要对地震有较深的了解。为了减轻或避免这种损失，就需要对地震有较深的了解。一、地震的成因及类型一、地震的成因及类型 (一一)地球的构造地球的构造 众所周知，地球是一个平均半径约为众所周知，地球是一个平均半径约为6 400 km的椭球体，至今已的椭球体，至今已有有45亿年
2、的历史。研究表明亿年的历史。研究表明:地球由外到内是由三个性质不同的层组地球由外到内是由三个性质不同的层组成。最外层是一层薄厚不等的硬壳，称为地壳成。最外层是一层薄厚不等的硬壳，称为地壳;中间一层很厚、约为中间一层很厚、约为2 900 km的部分，称为地慢的部分，称为地慢;最里面的是地球的核心部分，半径约为最里面的是地球的核心部分，半径约为3 500 km的球体，称为地核。如的球体，称为地核。如图图1-1所示。世界上绝大部分地震都发所示。世界上绝大部分地震都发生在地壳内。生在地壳内。下一页返回第一节构造地震第一节构造地震(二二)地震的分布情况地震的分布情况 地震俗称地动，是地球内部构造运动的产
3、物，它是一种突发性的自地震俗称地动，是地球内部构造运动的产物，它是一种突发性的自然现象。据统计，全世界每年大约发生然现象。据统计，全世界每年大约发生500万次地震。其中，绝大部万次地震。其中，绝大部分分(约占约占99%)的地震属于小地震，只有用灵敏的仪器才能测到，而人的地震属于小地震，只有用灵敏的仪器才能测到，而人们能够感觉到的仅占一年地震总数的们能够感觉到的仅占一年地震总数的1%左右左右;至于会造成严重破坏的至于会造成严重破坏的强烈地震，平均每年发生十几次强烈地震，平均每年发生十几次;而像而像2008年四川汶川遭受的震级在年四川汶川遭受的震级在8级以上的毁灭性地震，每年仅约级以上的毁灭性地震
4、，每年仅约2次。次。(三三)地震的类型地震的类型 根据地震的成因，地震可分为火山地震、塌陷地震和构造地震三种根据地震的成因，地震可分为火山地震、塌陷地震和构造地震三种主要类型。主要类型。1.火山地震火山地震上一页 下一页返回第一节构造地震第一节构造地震 由于火山爆发、岩浆猛烈冲击地面而引起的地面振动，叫做火山地由于火山爆发、岩浆猛烈冲击地面而引起的地面振动，叫做火山地震。火山地震影响和破坏性较小，在我国很少见。震。火山地震影响和破坏性较小，在我国很少见。2.塌陷地震塌陷地震 由于地表或地下的岩层突然大规模陷落和崩塌时引起小范围的地面由于地表或地下的岩层突然大规模陷落和崩塌时引起小范围的地面振动
5、，叫做塌陷地震。这种地震很少造成破坏，其震级也很小。振动，叫做塌陷地震。这种地震很少造成破坏，其震级也很小。3.构造地震构造地震 由于地壳构造运动由于地壳构造运动(岩层构造状态的变动岩层构造状态的变动)推挤地壳岩层，使其薄弱推挤地壳岩层，使其薄弱部位发生突然断裂和猛烈错动而引起的地面运动。部位发生突然断裂和猛烈错动而引起的地面运动。构造地震的破坏性最大，影响面最广，发生次数最多，约占全球地构造地震的破坏性最大，影响面最广，发生次数最多，约占全球地震总数的震总数的90%以上。以上。上一页 下一页返回第一节构造地震第一节构造地震因此，构造地震是工程抗震研究的重点，在建筑抗震设防中所指的地因此，构造
6、地震是工程抗震研究的重点，在建筑抗震设防中所指的地震就是构造地震，简称地震。震就是构造地震，简称地震。除以上三种地震外，人类改造自然活动中也能诱发地震，如采矿、除以上三种地震外，人类改造自然活动中也能诱发地震，如采矿、核爆炸、水库蓄水或深井注水等引起的地面震动。这种地震影响也很核爆炸、水库蓄水或深井注水等引起的地面震动。这种地震影响也很小，在工程抗震中不作考虑。小，在工程抗震中不作考虑。(四四)构造地震的成因构造地震的成因 有关构造地震的成因有多种学说，我们从宏观背景和局部机制两个有关构造地震的成因有多种学说，我们从宏观背景和局部机制两个层次上解释其成因。从宏观背景上考察，属于板块构造学说理论
7、层次上解释其成因。从宏观背景上考察，属于板块构造学说理论;从从局部机制上分析，为断层学原理。局部机制上分析，为断层学原理。上一页 下一页返回第一节构造地震第一节构造地震1.板块构造学说板块构造学说 地球表面的最上层是由强度较大的岩石组成的，叫岩石层，厚度约地球表面的最上层是由强度较大的岩石组成的，叫岩石层，厚度约70-100 km，岩石层的下面是强度较低并带有塑性的岩流层。一般认，岩石层的下面是强度较低并带有塑性的岩流层。一般认为为:地球表面的岩石层是由美洲板块、非洲板块、欧亚板块、印度板地球表面的岩石层是由美洲板块、非洲板块、欧亚板块、印度板块、太平洋板块和南极板块等若干个大板块所组成的，如
8、块、太平洋板块和南极板块等若干个大板块所组成的，如图图1-2所示。所示。这些板块由于下面岩流层的对流运动而作刚体运动，从而引起板块之这些板块由于下面岩流层的对流运动而作刚体运动，从而引起板块之间互相的挤压和冲撞，致使其边缘附近岩石层脆性破裂，从而引发了间互相的挤压和冲撞，致使其边缘附近岩石层脆性破裂，从而引发了地震。地震。2.断层学说断层学说 地壳是由多种岩石层构成的，大量事实证明，地壳并非静止不动，地壳是由多种岩石层构成的，大量事实证明，地壳并非静止不动，而是在不断、连续地变动。而是在不断、连续地变动。上一页 下一页返回第一节构造地震第一节构造地震由于地球在它运动和发展过程中内部存在着巨大的
9、能量，地壳中的岩由于地球在它运动和发展过程中内部存在着巨大的能量，地壳中的岩层在这些能量所产生的巨大作用力的作用下，使原始水平状态的岩层层在这些能量所产生的巨大作用力的作用下，使原始水平状态的岩层发生变形，产生地应力。当地应力较小时，岩层并未丧失其连续、完发生变形，产生地应力。当地应力较小时，岩层并未丧失其连续、完整性，而仅发生微小的变形整性，而仅发生微小的变形;当地应力很大并超过其外岩层的强度极当地应力很大并超过其外岩层的强度极限时，岩层将发生断裂和错动，如限时，岩层将发生断裂和错动，如图图1-3所示，地面随之产生了强烈所示，地面随之产生了强烈振动，这就是地震。振动，这就是地震。地震的发生与
10、地质构造密切相关。一般来说，岩层中原来已有断裂地震的发生与地质构造密切相关。一般来说，岩层中原来已有断裂存在，致使岩石的强度较低，容易发生错动或产生新的断裂，也就容存在，致使岩石的强度较低，容易发生错动或产生新的断裂，也就容易发生地震。因此，地质构造是决定地震作用大小和地震破坏程度的易发生地震。因此，地质构造是决定地震作用大小和地震破坏程度的重要因素。重要因素。上一页 下一页返回第一节构造地震第一节构造地震 3.汶川地震产生的原因汶川地震产生的原因 汶川地震是一次千年不遇的特大地震，震级大、震源浅、烈度高、汶川地震是一次千年不遇的特大地震，震级大、震源浅、烈度高、地面运动强烈、破坏力极强。据资
11、料显示，由于地球的特殊板块构造，地面运动强烈、破坏力极强。据资料显示，由于地球的特殊板块构造，印度板块不断向欧亚板块俯冲，使青藏高原的地壳物质不断向东滑移。印度板块不断向欧亚板块俯冲，使青藏高原的地壳物质不断向东滑移。当这些地壳物质滑移到汶川地震区所处的龙门山构造带后，受到四川当这些地壳物质滑移到汶川地震区所处的龙门山构造带后，受到四川盆地之下刚性地块的顽强阻挡，聚集了巨大的能量，最终在龙门山北盆地之下刚性地块的顽强阻挡，聚集了巨大的能量，最终在龙门山北川川映秀地区突然释放。而且汶川地震发生的区域位于青藏高原向成映秀地区突然释放。而且汶川地震发生的区域位于青藏高原向成都平原过渡地带，地质构造与
12、自然地理条件十分复杂，地震造成的崩都平原过渡地带，地质构造与自然地理条件十分复杂，地震造成的崩塌、滑坡等次生灾害因而非常严重。塌、滑坡等次生灾害因而非常严重。上一页 下一页返回第一节构造地震第一节构造地震 二、地震术语二、地震术语 震动的发源处，称为震动的发源处，称为“震源震源”，它是岩层断裂、错动的地方。构造，它是岩层断裂、错动的地方。构造地震的震源不是一个点，而是有一定长度和范围的体地震的震源不是一个点，而是有一定长度和范围的体;震源正上方的震源正上方的地面位置，叫做地面位置，叫做“震中震中”;震源到地面震源到地面(或震中或震中)的垂直距离称为的垂直距离称为“震源震源深度深度”(H)。震中
13、附近地面振动最厉害、破坏最严重的地区，称为。震中附近地面振动最厉害、破坏最严重的地区，称为“极震区极震区”或或“震中区震中区”;地面某处至震中的水平距离，称为地面某处至震中的水平距离，称为“震中震中距距”;地面某处到震源的距离，叫做地面某处到震源的距离，叫做“震源距震源距”;把地面上破坏程度相把地面上破坏程度相近的点连成曲线，称为近的点连成曲线，称为“等震线等震线”。理想的等震线是规则的同心圆，。理想的等震线是规则的同心圆，但由于建筑物的差异、地形、地质的影响，实际上等震线多是一些不但由于建筑物的差异、地形、地质的影响，实际上等震线多是一些不规则的封闭曲线。如规则的封闭曲线。如图图1-4所示。
14、所示。上一页 下一页返回第一节构造地震第一节构造地震 地震按震源的深浅不同，又可分为地震按震源的深浅不同，又可分为:浅源地震浅源地震(震源深度在震源深度在60 km以以内内)、中源地震、中源地震(震源深度在震源深度在60-300 km范围内范围内)和深源地震和深源地震(震源深度在震源深度在300 km以上以上)。世界上绝大部分地震是浅源地震，震源深度集中在。世界上绝大部分地震是浅源地震，震源深度集中在5-20 km左右。一般来说，对于同样大小的地震，当震源深度较浅时，左右。一般来说，对于同样大小的地震，当震源深度较浅时，波及范围小，而破坏程度较重波及范围小，而破坏程度较重;当震源深度较大时，波
15、及范围大，而当震源深度较大时，波及范围大，而破坏程度较轻。破坏程度较轻。三、地震序列三、地震序列 每次大地震的发生都不是孤立的，大震前后在震源附近总有与其相每次大地震的发生都不是孤立的，大震前后在震源附近总有与其相关的一系列小地震发生，把它们按发生时间的先后顺序排列起来，就关的一系列小地震发生，把它们按发生时间的先后顺序排列起来，就叫做地震序列。叫做地震序列。上一页 下一页返回第一节构造地震第一节构造地震 根据地震序列的能量分布、主震能量占全序列能量的比例、主震震根据地震序列的能量分布、主震能量占全序列能量的比例、主震震级和最大余震的震级差等，可将地震序列划分为主震余震型、震群型级和最大余震的
16、震级差等，可将地震序列划分为主震余震型、震群型和孤立型三类。和孤立型三类。1.主震余震型地震主震余震型地震 这一类型的地震前震较少，主要震级突出，主震释放的能量一般占这一类型的地震前震较少，主要震级突出，主震释放的能量一般占全序列的全序列的90%以上，而余震较多，往往数目不绝。有时，主震发生前以上，而余震较多，往往数目不绝。有时，主震发生前先有一些前震出现。这种主震余震型地震，也叫前震一主震一余震型先有一些前震出现。这种主震余震型地震，也叫前震一主震一余震型地震。例如地震。例如:1976年年7月月28日，唐山日，唐山7.8级大地震，当天发生级大地震，当天发生1次次7.1级级强余震和强余震和10
17、次大于次大于6级的较强余震，以后级的较强余震，以后4个月内共计发生个月内共计发生4级以上的级以上的余震近千次，余震近千次，4级以下的数万次。级以下的数万次。1975年年2月月4日，辽宁海城日，辽宁海城7.3级地级地震前，自震前，自2月月1日起即突然出现小震活动，且其频度和强度都不断升高，日起即突然出现小震活动，且其频度和强度都不断升高，于于2月月4日上午出现日上午出现2次有感地震，主震于当日次有感地震，主震于当日18时时36分发生。分发生。上一页 下一页返回第一节构造地震第一节构造地震 2.震群型地震震群型地震(多发型地震多发型地震)这一类型地震没有突出的主震，前震和余震较多，主要能量通过多这
18、一类型地震没有突出的主震，前震和余震较多，主要能量通过多次震级相近的地震释放出来。例如次震级相近的地震释放出来。例如:邢台地震，邢台地震，1966年年3月月8日晨发生日晨发生第一次第一次6.8级强烈地震，随后于级强烈地震，随后于3月月22日在日在8分钟内连续发生了分钟内连续发生了6.8级级和和7.2级两次强震，后来又发生了级两次强震，后来又发生了6.7级和级和6.2级强震。级强震。3.单发型地震单发型地震 这类地震也称孤立型地震，有突出的主震，余震次数少、强度低这类地震也称孤立型地震，有突出的主震，余震次数少、强度低;主震所释放的能量占全序列的主震所释放的能量占全序列的99.9%以上。例如以上
19、。例如:1983年年11月月7日山日山东菏泽东菏泽5.9级地震即属于此类，它的最大余震只有级地震即属于此类，它的最大余震只有3级左右。级左右。在上述在上述三种类型的地震中，据统计主震余震型地震约占三种类型的地震中，据统计主震余震型地震约占60%，震群型地震约，震群型地震约占占30%,而单发型地震约占而单发型地震约占10%。上一页返回第二节地震波、震级和地震烈度第二节地震波、震级和地震烈度 一、地震波一、地震波 在地震发生时，岩层积累的变形能突然释放，转换成热能、位移的在地震发生时，岩层积累的变形能突然释放，转换成热能、位移的机械能及波能。这种由震源向各个方向传播地震能量的波，叫地震波。机械能及
20、波能。这种由震源向各个方向传播地震能量的波，叫地震波。地震波按其在地壳中传播位置的不同，分为体波和面波。地震波按其在地壳中传播位置的不同，分为体波和面波。1.体波体波 在地球内部传播的波称为体波，它包括纵波和横波。在地球内部传播的波称为体波，它包括纵波和横波。(1)纵波。纵波是由震源向四周传播的压缩波，又称纵波。纵波是由震源向四周传播的压缩波，又称P波。其质点的波。其质点的振动方向与波的前进方向一致，这种波周期短、振幅小、衰减快，能振动方向与波的前进方向一致，这种波周期短、振幅小、衰减快，能在液体固体中传播，能引起地面垂直方向的振动在液体固体中传播，能引起地面垂直方向的振动(上下颠簸上下颠簸)
21、。它在地。它在地壳内的传播速度一般为壳内的传播速度一般为vs=200-1 400 m/s，如声波等。，如声波等。下一页返回第二节地震波、震级和地震烈度第二节地震波、震级和地震烈度(2)横波。是由震源向外传播的剪切波，也称横波。是由震源向外传播的剪切波，也称S波。其质点的振动方向波。其质点的振动方向与波的前进方向相垂直。其特点是与波的前进方向相垂直。其特点是:周期长，振幅大，衰减较慢，仅周期长，振幅大，衰减较慢，仅能在固体中传播。横波引起地面水平方向的振动能在固体中传播。横波引起地面水平方向的振动(水平摇晃水平摇晃)，传播速，传播速度比纵波慢，一般以度比纵波慢，一般以vs=100-800 m/s
22、的速度在地壳中传播。如的速度在地壳中传播。如图图1-5所示。所示。一般来讲，土层土质由软至硬，剪切波速由小到大，所以，剪切波一般来讲，土层土质由软至硬，剪切波速由小到大，所以，剪切波波速在地基土动力性质评价中占有重要位置。波速在地基土动力性质评价中占有重要位置。2.面波面波 在地球表面传播的波叫面波，也称在地球表面传播的波叫面波，也称L波。它是体波经地层界面多次波。它是体波经地层界面多次反射、拆射形成的次生波，分为瑞雷波、洛夫波。反射、拆射形成的次生波，分为瑞雷波、洛夫波。上一页 下一页返回第二节地震波、震级和地震烈度第二节地震波、震级和地震烈度 其特点是质点振动方向复杂、振幅大、周期长、衰减
23、慢，只在地表其特点是质点振动方向复杂、振幅大、周期长、衰减慢，只在地表附近传播，能传播很远，对建筑物的影响比较大，传播速度为附近传播，能传播很远，对建筑物的影响比较大，传播速度为S波的波的90%。(瑞雷波。传播时，质点在波的传播方向和地面法线组成的平面内瑞雷波。传播时，质点在波的传播方向和地面法线组成的平面内(XZ)作与波前进方向相反的椭圆形运动，而在与作与波前进方向相反的椭圆形运动，而在与XZ平面垂直的水平平面垂直的水平方向方向(Y)没有振动，质点在地面上呈滚动形式。没有振动，质点在地面上呈滚动形式。(2)洛夫波。传播时，质点在地平面内作与波前进方向相垂直的水洛夫波。传播时，质点在地平面内作
24、与波前进方向相垂直的水平方向平方向(Y)运动，在地面上呈蛇形运动形式。运动，在地面上呈蛇形运动形式。综上所述，地震波的传播以纵波最快，剪切波次之，面波最慢，而综上所述，地震波的传播以纵波最快，剪切波次之，面波最慢，而面波振幅最大。面波振幅最大。图图1-6所示为一般地震波的记录图。首先到达的是所示为一般地震波的记录图。首先到达的是P波，波，然后是然后是S波，波，L波到达最迟。波到达最迟。上一页 下一页返回第二节地震波、震级和地震烈度第二节地震波、震级和地震烈度 地震现象表明地震现象表明:纵波使建筑物产生上下颠簸，横波使建筑物产生水纵波使建筑物产生上下颠簸，横波使建筑物产生水平摇晃，而面波使建筑物
25、既产生上下颠簸又产生左右摇晃，一般是在平摇晃，而面波使建筑物既产生上下颠簸又产生左右摇晃，一般是在剪切波和面波同时到达地面振动最厉害。所以，面波是直接造成建筑剪切波和面波同时到达地面振动最厉害。所以，面波是直接造成建筑物和地表破坏的主要因素。物和地表破坏的主要因素。二、震级二、震级 震级是按照地震本身强度而定的等级标准，用以说明某次地震的大震级是按照地震本身强度而定的等级标准，用以说明某次地震的大小，表示某次地震释放能量的多少，其表达式如下小，表示某次地震释放能量的多少，其表达式如下:M=lgA(1-1)式中式中M地震震级，一般称为里氏震级地震震级，一般称为里氏震级;上一页 下一页返回第二节地
26、震波、震级和地震烈度第二节地震波、震级和地震烈度 A地震记录图上量得的最大振幅地震记录图上量得的最大振幅(N,m为单位为单位)，即标准地震仪，即标准地震仪(指指摆的自振周期为摆的自振周期为0.8 s，阻尼系数为，阻尼系数为0.8，放大倍数为，放大倍数为2 800倍的地震倍的地震仪仪)在距离震中在距离震中100 km处记录的以处记录的以N,m为单位的最大水平地面位移为单位的最大水平地面位移(单单振幅振幅)。在实际中，当震中不是在实际中，当震中不是100 km和采用非标准地震仪时，需按修正和采用非标准地震仪时，需按修正后的相应震级计算公式确定震级。后的相应震级计算公式确定震级。震级与地震释放能量震
27、级与地震释放能量E(尔格尔格)之间有如下关系之间有如下关系:lgE=1.5M+11.8(1-2)通过以上关系可以得出，震级每差一级，地面振动的振幅增加约通过以上关系可以得出，震级每差一级，地面振动的振幅增加约10倍，地震释放的能量就相差倍，地震释放的能量就相差32倍之多。倍之多。上一页 下一页返回第二节地震波、震级和地震烈度第二节地震波、震级和地震烈度 一般说来，小于一般说来，小于2级的地震人们感觉不到，称为微震级的地震人们感觉不到，称为微震;2-4级地震，级地震，称为有感地震称为有感地震;5级以上地震就会引起不同程度的破坏，统称为破坏性级以上地震就会引起不同程度的破坏，统称为破坏性地震地震;
28、7级以上地震，称为强烈地震或大地震级以上地震，称为强烈地震或大地震;8级以上地震，称为特大级以上地震，称为特大地震。地震。三、地震烈度三、地震烈度 1.地震烈度地震烈度 地震烈度是指某一地区的地面及各类建筑物遭受到一次地震影响的地震烈度是指某一地区的地面及各类建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。对于一次地震来说，震级只有一个，然而由于各地区距震强弱程度。对于一次地震来说，震级只有一个，然而由于各地区距震中距远近不同，地质情况和建筑情况不同，所受到的影响不一样，因中距远近不同，地质情况和建筑情况不同，所受到的影响不一样，因而烈度不同。一般来说，震中区烈度最大，离震中越远，烈度越小。而烈度不同。一
29、般来说，震中区烈度最大，离震中越远，烈度越小。震中区的烈度称为震中区的烈度称为“震中烈度震中烈度”，用符号，用符号“I0”表示。表示。上一页 下一页返回第二节地震波、震级和地震烈度第二节地震波、震级和地震烈度 2.地震烈度表地震烈度表 地震烈度表是评定烈度大小的标准和尺度，目前除日本采用地震烈度表是评定烈度大小的标准和尺度，目前除日本采用0-7的的8个等级划分外，我国和世界绝大多数国家采用个等级划分外，我国和世界绝大多数国家采用1-12共共12个等级划分的个等级划分的地震烈度表，见地震烈度表，见表表1-1。3.平均震害指数平均震害指数 对应一次地震，在其波及的地区内，根据地震烈度表可以对该地区
30、对应一次地震，在其波及的地区内，根据地震烈度表可以对该地区内每一个地点评出一个地震烈度。中国科学院工程力学研究所在内每一个地点评出一个地震烈度。中国科学院工程力学研究所在1970年调查通海地震灾害时，发现很难用地震烈度表评定烈度，并年调查通海地震灾害时，发现很难用地震烈度表评定烈度，并保证精度在一度以内，因而提出保证精度在一度以内，因而提出“震害指数震害指数”的概念。震害指数是指的概念。震害指数是指以房屋的以房屋的“完好完好”，“毁灭毁灭”为为1，其余介乎于。与，其余介乎于。与1之间，按震害程之间，按震害程度分级。平均震害指数指所有房屋的震害指数的总平均值，并在度分级。平均震害指数指所有房屋的
31、震害指数的总平均值，并在“中中国地震烈度表国地震烈度表(1980)”中应用。中应用。上一页 下一页返回第二节地震波、震级和地震烈度第二节地震波、震级和地震烈度 4.震中烈度和震级的关系震中烈度和震级的关系 一般说来，震中烈度是地震大小和震源深度两者的函数，但是对于一般说来，震中烈度是地震大小和震源深度两者的函数，但是对于发生最多的浅源地震，当震源深度为发生最多的浅源地震，当震源深度为10-30 km时，可近似认为震源时，可近似认为震源深度不变，震中烈度入只与震级深度不变，震中烈度入只与震级M有关，见有关，见表表1-2。依据震级粗略。依据震级粗略地估算震中烈度的方法是地估算震中烈度的方法是:I0
32、=1.5(M-1)(1-3)或或M=1+2/3I0 (1-4)地震震级地震震级M和震中烈度和震中烈度I0相对应关系，大致见表相对应关系，大致见表1-2。1975年年2月月4日，营口海域地震震级日，营口海域地震震级M=7.3级，震源深度级，震源深度H=12 km，震中烈度震中烈度I0=9度度;1976年年7月月28日，唐山地震震级日，唐山地震震级M=7.8级，震源深度级，震源深度H=12016km，震中烈度，震中烈度I0=10-11度度;2008年年5月月12日，汶川地震震级日，汶川地震震级M=8级，震源深度级，震源深度H=10 km，震中区烈度，震中区烈度I0=11度。度。上一页返回第三节地震
33、震害第三节地震震害 我国是世界地震灾害最严重的国家之一，地震造成的人员伤亡居世我国是世界地震灾害最严重的国家之一，地震造成的人员伤亡居世界首位，造成的经济损失也十分巨大。这是因为我国处在世界上两个界首位，造成的经济损失也十分巨大。这是因为我国处在世界上两个最活跃的地震带之间，东濒环太平洋地震带最活跃的地震带之间，东濒环太平洋地震带(如台湾岛如台湾岛)西部和西南西部和西南(新新疆、西藏、四川、云南、甘肃疆、西藏、四川、云南、甘肃)都是欧亚地震带所经过的地区，是世都是欧亚地震带所经过的地区，是世界上多地震国家之一。界上多地震国家之一。自自21世纪以来，共发生破坏性地震世纪以来，共发生破坏性地震1
34、000余次，其中余次，其中7级以上破坏级以上破坏性地震平均每年性地震平均每年18次，次，8级以上地震级以上地震1-2次。同时，地震活动分布范围次。同时，地震活动分布范围广，按现行的烈度区划图，地震基本烈度广，按现行的烈度区划图，地震基本烈度6度及以上的地区面积占全度及以上的地区面积占全国面积的国面积的79%,7度及度及7度以上的地区面积占全国面积的度以上的地区面积占全国面积的41%,8度及度及8度以上的地区面积占全国面积的度以上的地区面积占全国面积的8%。下一页返回第三节地震震害第三节地震震害在历史上，全国除个别省在历史上，全国除个别省(如贵州省如贵州省)外，都发生过外，都发生过6级以上地震。
35、有级以上地震。有不少地区现代地震活动还相对强烈。台湾省大地震最多，新疆、西藏不少地区现代地震活动还相对强烈。台湾省大地震最多，新疆、西藏次之，西南、西北、华北和东南沿海地区也是破坏性地震较多的地区。次之，西南、西北、华北和东南沿海地区也是破坏性地震较多的地区。新中国成立以来，大陆地区发生多次强震，造成的经济损失和人员伤新中国成立以来，大陆地区发生多次强震，造成的经济损失和人员伤亡是惨重的。地震灾害给人类带来了不幸，也为后人考察地震灾害提亡是惨重的。地震灾害给人类带来了不幸，也为后人考察地震灾害提供了大量的资料。如供了大量的资料。如图图1-7所示。所示。对历史地震的考察与分析表明，地震灾害主要表
36、现在三个方面对历史地震的考察与分析表明，地震灾害主要表现在三个方面:地表地表破坏、建筑物破坏以及各种次生灾害。破坏、建筑物破坏以及各种次生灾害。一、地表破坏一、地表破坏地震造成的地表破坏，一般有地裂缝、喷水冒砂、地面下沉及滑坡、地震造成的地表破坏，一般有地裂缝、喷水冒砂、地面下沉及滑坡、塌方等。塌方等。上一页 下一页返回第三节地震震害第三节地震震害 1.地裂缝地裂缝 在强烈地震下，常常在地面产生裂缝，地裂缝穿过的地方可引起房在强烈地震下，常常在地面产生裂缝，地裂缝穿过的地方可引起房屋开裂和道路、桥梁等工程设施的破坏。如屋开裂和道路、桥梁等工程设施的破坏。如图图1-8所示。所示。2.喷水冒砂喷水
37、冒砂 在地下水位较高，砂层埋藏较浅的平原及沿海地区，地震的强烈振在地下水位较高，砂层埋藏较浅的平原及沿海地区，地震的强烈振动使地下水压力急剧增高，会使饱和的砂土或粉土层液化，地下水夹动使地下水压力急剧增高，会使饱和的砂土或粉土层液化，地下水夹带着砂土颗粒，经地裂缝或其他通道喷出地面，形成喷水冒砂现象。带着砂土颗粒，经地裂缝或其他通道喷出地面，形成喷水冒砂现象。喷水冒砂严重的地方，会造成房屋下沉倾斜、开裂和倒塌，如喷水冒砂严重的地方，会造成房屋下沉倾斜、开裂和倒塌，如图图1-9、图图1-10所示。所示。上一页 下一页返回第三节地震震害第三节地震震害 3.地面下沉地面下沉(震陷震陷)在强烈地震下，
38、地面的震陷多发生在松软而压缩性高的土层中，如在强烈地震下，地面的震陷多发生在松软而压缩性高的土层中，如大面积回填土。孔隙比大的茹性土和非茹性土，对于工程结构来说，大面积回填土。孔隙比大的茹性土和非茹性土，对于工程结构来说，不均匀沉陷引起的内力重分布可导致结构破坏乃至倒塌。不均匀沉陷引起的内力重分布可导致结构破坏乃至倒塌。4.滑坡、塌方滑坡、塌方(山区山区)强烈地震时，除了会出现陡崖失稳引起的崩塌、山石滚落、陡坡滑强烈地震时，除了会出现陡崖失稳引起的崩塌、山石滚落、陡坡滑移等现象，还会导致公路阻塞、交通中断等。如移等现象，还会导致公路阻塞、交通中断等。如图图1-11、图图1-12所示。所示。上一
39、页 下一页返回第三节地震震害第三节地震震害 二、建筑物的破坏二、建筑物的破坏 地震时，各类建筑物的破坏是导致人民生命财产重大损失的主要原地震时，各类建筑物的破坏是导致人民生命财产重大损失的主要原因，各类工程结构在强烈地震作用下的抗震能力和破坏情况各不相同，因，各类工程结构在强烈地震作用下的抗震能力和破坏情况各不相同，而同类型的建筑物也会因地基条件不同和采取的抗震措施不同而各异。而同类型的建筑物也会因地基条件不同和采取的抗震措施不同而各异。按建筑物破坏的形态和直接原因，可分为以下三类按建筑物破坏的形态和直接原因，可分为以下三类:1.结构丧失整体性而造成的破坏结构丧失整体性而造成的破坏 大家知道，
40、房屋建筑或构筑物是由许多不同构件所组成的，结构构大家知道，房屋建筑或构筑物是由许多不同构件所组成的，结构构件的共同工作主要由各构件之间的连接及各构件之间的支撑来保证。件的共同工作主要由各构件之间的连接及各构件之间的支撑来保证。上一页 下一页返回第三节地震震害第三节地震震害 在强烈地震作用下，构件连接不牢，节点破坏，支撑强度不够和支在强烈地震作用下，构件连接不牢，节点破坏，支撑强度不够和支撑失效等，都会使结构丧失整体性而造成破坏。撑失效等，都会使结构丧失整体性而造成破坏。2.承重结构承载力不足或变形过大而造成的破坏承重结构承载力不足或变形过大而造成的破坏 地震时，地面运动引起建筑物或构筑物振动，
41、从而产生惯性力，使地震时，地面运动引起建筑物或构筑物振动，从而产生惯性力，使建筑物或构筑物的内力和变形增大较多，导致结构的承载力不足或变建筑物或构筑物的内力和变形增大较多，导致结构的承载力不足或变形过大而遭受破坏。如，墙体开裂、混凝土柱剪断或混凝土被压碎、形过大而遭受破坏。如，墙体开裂、混凝土柱剪断或混凝土被压碎、房屋倒塌、砖烟囱拆断和错位等。如房屋倒塌、砖烟囱拆断和错位等。如图图1-13、图图1-14、图图1-15所示。所示。3.地基失效引起的破坏地基失效引起的破坏 强烈地震时，地裂缝、滑坡、震陷和地基土液化等，可使地基丧失强烈地震时，地裂缝、滑坡、震陷和地基土液化等，可使地基丧失稳定性，降
42、低或丧失承载力，使建筑物整体倾斜、拉裂以至倒塌而破稳定性，降低或丧失承载力，使建筑物整体倾斜、拉裂以至倒塌而破坏。如坏。如图图1-16所示。所示。上一页 下一页返回第三节地震震害第三节地震震害 三、次生灾害三、次生灾害 地震的次生灾害是指地震间接发生的灾害，如地震诱发的火灾、水地震的次生灾害是指地震间接发生的灾害，如地震诱发的火灾、水灾、有毒物质污染、海啸、泥石流等，如灾、有毒物质污染、海啸、泥石流等，如图图1-17、图图1-18所示。由次所示。由次生灾害造成的损失，有时比地震直接产生的灾害造成的损失还要大。生灾害造成的损失，有时比地震直接产生的灾害造成的损失还要大。尤其是大城市、大工业区。例
43、如尤其是大城市、大工业区。例如:1923年日本东京大地震，据统计震年日本东京大地震，据统计震倒房屋倒房屋13万栋，由于地震时逢午饭时刻，许多地方同时起火，而道路万栋，由于地震时逢午饭时刻，许多地方同时起火，而道路又为之堵塞，自来水管普遍破坏，致使大火蔓延，烧毁房屋达又为之堵塞，自来水管普遍破坏，致使大火蔓延，烧毁房屋达45万栋。万栋。1960年发生在海底的智利大地震，引起海啸灾害，海浪在海湾外高年发生在海底的智利大地震，引起海啸灾害，海浪在海湾外高达达20-30 m，并以，并以640 km/h的速度横扫太平洋。的速度横扫太平洋。上一页 下一页返回第三节地震震害第三节地震震害 22小时后，海啸袭
44、击了小时后，海啸袭击了17 000 km以外的日本东州和北海道的太平以外的日本东州和北海道的太平洋沿岸地区，浪高洋沿岸地区，浪高3-4 m,冲毁了海港码头设施和沿岸建筑物，甚至连冲毁了海港码头设施和沿岸建筑物，甚至连海港中的巨轮也被抛上陆地。海港中的巨轮也被抛上陆地。1970年秘鲁大地震，瓦斯卡兰山北峰泥岩流从年秘鲁大地震，瓦斯卡兰山北峰泥岩流从3 750 m高度泻下，流高度泻下，流速达速达320 km/h淹没了村镇、建筑，使地形改观，死亡达淹没了村镇、建筑，使地形改观，死亡达25 000人。人。以上灾害告诉我们，在抗震设防中，减少次生灾害是十分重要的。以上灾害告诉我们，在抗震设防中，减少次生
45、灾害是十分重要的。因此，切实做好地震区的水库、堤坝，储存易燃、易爆、剧毒物品的因此，切实做好地震区的水库、堤坝，储存易燃、易爆、剧毒物品的设备，城市公共设施等的抗震救灾工作，是抗震设防的重要任务。设备，城市公共设施等的抗震救灾工作，是抗震设防的重要任务。上一页返回图图 1-1返回图图 1-2返回图图 1-3返回图图 1-4返回图图 1-5返回图图 1-6返回图图 1-7返回图图 1-8返回图图 1-9返回图图 1-10返回图图 1-11返回图图 1-12返回图图 1-13返回图图 1-14返回图图 1-15返回图图 1-16返回图图 1-17返回图图 1-18返回表表 1-1返回表表 1-1(续续)返回表表 1-2返回
