土木地质第4章5课件

1(3)环太平洋地震带：太平洋周边地区，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。是地震活动最强烈的地带，全球约80%的地震都发生于此。第五节地震1(3)环太平洋地震带：太平洋周边地区，包括南美洲的智利、秘12第五节地震2第五节地震232、我国地震分布我国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。①台湾省及其附近海域；②西南地区：西藏、四川西部和云南中西部；③西北地区：甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓；④华北地区：太行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、山东中部和渤海湾；⑤东南沿海：广东、福建。第五节地震一、概述32、我国地震分布第五节地震一、概述34445我国历史上死亡人数较多的几次地震2008年四川汶川8级6.92万

第五节地震5我国历史上死亡人数较多的几次地震2008年四川563、地震术语震源：指地球深处因岩石破裂产生地壳振动的发源地。震中：震源正对着的地面位置。震中距离（简称震中距）：震中到地面任一点的距离。震源深度：震源至地面的垂直距离。第五节地震一、概述63、地震术语震源：指地球深处因岩石破裂产生地壳振动的发源地6地震示意图地震示意图78地震可分为三个阶段：

前震：地震发生前的若干微小地振动。

主震：前震之后的激烈大地震。

余震：主震之后的残余地振动。余震具有成群发生、初始频度高，持续时间长短不一等特点。有的大地震之后余震很少；有的则持续数月乃至数年之久。4、地震的一般特点第五节地震8地震可分为三个阶段：4、地震的一般特点第五节地89（1）地震按震源深度分类：浅源地震：震源深度70km以内中源地震：震源深度70～300km；深源地震：震源深度300～700km。（2）地震按震中距大小分类：

地方震：震中距在100公里以内；

近震：震中距在1000公里以内；

远震：震中距大于1000公里。第五节地震5、地震分类一、概述9（1）地震按震源深度分类：第五节地震5、地震分910（3）地震按其成因分类：1）构造地震：由于地壳运动而引起的地震。构造地震是地球上分布最广、数量最多、危害最为严重的地震。世界上90％以上的地震和所有的强烈地震均属构造地震。构造地震产生于板块边缘和板块内部的活动构造带，当地壳和上地幔岩石在地球内力作用下，构造变形能达到岩体的强度极限，便会导致岩体发生突然的剪切破裂或沿已有破裂面产生突然错动。第五节地震5、地震分类一、概述10（3）地震按其成因分类：1）构造地震：由于地壳运动而引起1011

2）火山地震

因火山活动而引起的地震，其影响范围和强度不大、地震前有火山发作为预兆，火山地震占世界总地震次数7％左右3）陷落地震因山崩或地面陷落而引起的地震，其影响范围很小，强度微弱，约占世界总地震次数3％左右。4）人工触发地震因人类工程活动引起地震，如修建水库等引起的地震。第五节地震5、地震分类一、概述112）火山地震第五节地震5、地震分类一、概述1112

地震波：震源释放的能量以波动的形式向四面八方传播，这种波称为地震波。地震波在地壳内部以体波（纵波和横波）的形式向外传播。地震波是一种弹性波。其能量与振幅的平方成正比。地震波的能量和振幅随传播过程而逐步衰减，属于阻尼振动。离震源愈远，振动愈小，在地面出现距震中愈远，震动强度愈小的等震线。6、地震波及其传播第五节地震一、概述12地震波：震源释放的能量以波动的形式向四面八方传播1213地震P波(纵波)和S波(横波)运动形态地震波的传播方式第五节地震13地震P波(纵波)和S波(横波)运动形态地震波的传播方式第1314地震波记录T-周期；A-全振幅；P-纵波；S-横波；L-波面第五节地震14地震波记录T-周期；A-全振幅；P-纵波；S-横波；L-1415二、地震震级与地震烈度1、震级划分依据：地震能量。能量越多，震级越大。地震能量根据地震仪记录的地震波来测定。国际通用震级：李希特-古登堡震级——用离开震中100Km的标准地震仪记录的最大振幅（单位：um）对数值表示。

第五节地震15二、地震震级与地震烈度1、震级划分依据：地震能量。第五节1516例题：离震中100km处的地震仪，记录所得最大振幅为10mm（即10000um），其对数值等于4，则此次地震的震级为4级。标准地震仪：周期为0.8s，衰减常数约等于1，放大倍数为2800倍的地震仪。地震能量(E)与地震震级(M)之间存在如下关系：

lgE=11.8+5M

第五节地震1、震级16例题：离震中100km处的地震仪，记录所得最大振幅为101617地震震级与能量的关系第五节地震17地震震级与能量的关系第五节地震17182、地震烈度地震烈度：表明地震对具体地点的实际影响。它取决于地震能量、震源深度、震中距离以及地震波的传播介质和地表土层性质等条件。地震烈度判定：根据地震时人的感觉、器物动态、建筑物毁坏及自然现象等（地震裂度共分12级，具体参见地震烈度表）。第五节地震震级是地震能量的大小，烈度是地震造成的破坏程度。182、地震烈度地震烈度：表明地震对具体地点的实际影响。它取1819（1）地震烈度表现：V度及以下地区：建筑物足够安全稳定，不会引起破坏；VI度地区：建筑物可能受影响，但不需要采取加固措施；VII～IX度地区：地震会引起建筑物的损坏，必须采取防震措施保证建筑物的安全稳定和耐久性；X度以上地区：建筑物将产生毁灭性灾害，选择建筑场地时应予以回避。第五节地震2、地震烈度19（1）地震烈度表现：第五节地震2、地震烈度1920基本烈度：指代表一个地区的最大地震烈度。它表示从震源发出的能量在较大区域内的影响程度。建筑场地烈度：指建筑场地内因地质条件、地貌地形条件和水文地质条件的不同而引起基本烈度的降低或提高的烈度。一般地，建筑场地烈度比基本烈度提高或降低半度至一度。（2）地震烈度分类：第五节地震2、地震烈度20基本烈度：指代表一个地区的最大地震烈度。它表示从震源发出2021设计烈度：指抗震设计所采用的烈度，它是根据建筑物的重要性、永久性、抗震性以及工程的经济性等条件对基本烈度的调整。设计烈度一般可采用国家批准的基本烈度。但遇到不良地质条件或有特殊重要意义建筑物时，经主管部门批准，可对基本烈度加以调整作为设计烈度。

第五节地震（2）地震烈度分类：21设计烈度：指抗震设计所采用的烈度，它是根据建筑物的重要性2122第五节地震3、震级与烈度的关系一般认为当环境条件相同时，震级愈高,震源愈浅，震中距愈小，地震烈度愈高。22第五节地震3、震级与烈度的关系一般认为当环境22234、地震效应（1）地震力效应地震作用属强迫振动。对于承受均匀不变水平加速度刚性建筑物，地震力相当于地震时建筑物自身的惯性力。设建筑物自重为Q，则作用在建筑物上的地震力P为：式中：g——重力加速度；

——地面最大加速度。

K——地震系数，地面最大加速度与重力加速度比值。第五节地震234、地震效应（1）地震力效应第五节地2324

对于建筑物，特别是高层建（构）筑物，水平向刚度相比垂直向刚度小得多。因此，建（构）筑物的损毁主要由水平力造成，故在抗震设计中，都必须考虑水平向地震力的影响。地震加速度方向烈

度78910水

平

向0.0750.150.300.60垂

直

向0.0380.0750.150.30地震系数K取值表第五节地震地震对地表造成的破坏可归纳为地面断裂、斜坡破坏和地基效应三种基本类型。24对于建筑物，特别是高层建（构）筑物，水平向刚度相2425（2）地震破裂效应

地震波在岩土介质中传播时，将对岩土介质产生动态作用力，当这种作用力超过岩土体的强度时，岩土体将发生突然破裂和位移，形成地裂缝和断层，引发建筑物变形和破坏，这种现象称为地震破裂效应。（a）地震断层

地震强度愈大，发生地震断层的可能性愈大。当震级M≥7时，地震断层可能出现；当震级M≥8时，地震断层一定出现。第五节地震25（2）地震破裂效应（a）地震断层地震强度愈大，发生地震2526（b）地裂缝指岩土层因受地震构造应力作用而产生的破裂现象。地裂缝是地震区常见的地震效应现象，对建构筑物危害甚大。

刑台地震裂缝

唐山地震裂缝第五节地震26（b）地裂缝指岩土层因受地震构造应力作用而产生的破裂现象2627地裂缝的影响因素：（ⅰ）地层活动断裂带分布状况：此类地裂缝方位排列组合以及方向性十分明显，主要裂缝带的延伸完全不受地形、地貌控制。造成的地裂缝密集，呈带状分布。（ⅱ）地震波的作用特征：此类地裂缝与地震波的传播方向及能量有关，受地形、地貌条件影响较大。

第五节地震27地裂缝的影响因素：第五节地震2728饱和粉细砂土层，在地震动作用下孔隙水压力骤然上升，短时间内来不及消散，导致砂粒间有效应力减小，直至完全消失，砂土层完全丧失其抗剪强度和承载能力，变成液态流体的现象。（3）地震液化效应第五节地震28饱和粉细砂土层，在地震动作用下孔隙水压力骤然上升，短时间2829地震液化效应的宏观表现：（a）喷水冒砂：土体中剩余孔隙压力区产生的管涌，导致水、砂从地面喷出的现象。（b）砂层液化：地下饱和水砂层发生液化的现象。刑台地震冒砂孔

第五节地震29地震液化效应的宏观表现：刑台地震冒砂孔第五节地2930（4）地震地质灾害强烈地震作用所激发的斜坡岩土体松动、失稳，发生滑坡和崩塌等不良地质现象。地质灾害可推毁房屋桥梁、道路交通等基础设施。第五节地震30（4）地震地质灾害强烈地震作用所激发的斜坡岩土体松动、失30土木地质第4章5课件3132地震引起大坝破坏(台中石岗)32地震引起大坝破坏(台中石岗)3233地震引起埠丰桥断裂，河床抬高8m,形成叠水(石岗)33地震引起埠丰桥断裂，河床抬高8m,形成叠水(石岗)3334地震引起房屋倒塌(台中石岗)34地震引起房屋倒塌(台中石岗)3435地震引起操场隆起(台中国小)第五节地震35地震引起操场隆起(台中国小)第五节地震3536萨尔瓦多地震引发泥石流1200多人遇难

36萨尔瓦多地震引发泥石流1200多人遇难3637(3)环太平洋地震带：太平洋周边地区，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。是地震活动最强烈的地带，全球约80%的地震都发生于此。第五节地震1(3)环太平洋地震带：太平洋周边地区，包括南美洲的智利、秘3738第五节地震2第五节地震38392、我国地震分布我国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。①台湾省及其附近海域；②西南地区：西藏、四川西部和云南中西部；③西北地区：甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓；④华北地区：太行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、山东中部和渤海湾；⑤东南沿海：广东、福建。第五节地震一、概述32、我国地震分布第五节地震一、概述394044041我国历史上死亡人数较多的几次地震2008年四川汶川8级6.92万

第五节地震5我国历史上死亡人数较多的几次地震2008年四川41423、地震术语震源：指地球深处因岩石破裂产生地壳振动的发源地。震中：震源正对着的地面位置。震中距离（简称震中距）：震中到地面任一点的距离。震源深度：震源至地面的垂直距离。第五节地震一、概述63、地震术语震源：指地球深处因岩石破裂产生地壳振动的发源地42地震示意图地震示意图4344地震可分为三个阶段：

前震：地震发生前的若干微小地振动。

主震：前震之后的激烈大地震。

余震：主震之后的残余地振动。余震具有成群发生、初始频度高，持续时间长短不一等特点。有的大地震之后余震很少；有的则持续数月乃至数年之久。4、地震的一般特点第五节地震8地震可分为三个阶段：4、地震的一般特点第五节地4445（1）地震按震源深度分类：浅源地震：震源深度70km以内中源地震：震源深度70～300km；深源地震：震源深度300～700km。（2）地震按震中距大小分类：

地方震：震中距在100公里以内；

近震：震中距在1000公里以内；

远震：震中距大于1000公里。第五节地震5、地震分类一、概述9（1）地震按震源深度分类：第五节地震5、地震分4546（3）地震按其成因分类：1）构造地震：由于地壳运动而引起的地震。构造地震是地球上分布最广、数量最多、危害最为严重的地震。世界上90％以上的地震和所有的强烈地震均属构造地震。构造地震产生于板块边缘和板块内部的活动构造带，当地壳和上地幔岩石在地球内力作用下，构造变形能达到岩体的强度极限，便会导致岩体发生突然的剪切破裂或沿已有破裂面产生突然错动。第五节地震5、地震分类一、概述10（3）地震按其成因分类：1）构造地震：由于地壳运动而引起4647

2）火山地震

因火山活动而引起的地震，其影响范围和强度不大、地震前有火山发作为预兆，火山地震占世界总地震次数7％左右3）陷落地震因山崩或地面陷落而引起的地震，其影响范围很小，强度微弱，约占世界总地震次数3％左右。4）人工触发地震因人类工程活动引起地震，如修建水库等引起的地震。第五节地震5、地震分类一、概述112）火山地震第五节地震5、地震分类一、概述4748

地震波：震源释放的能量以波动的形式向四面八方传播，这种波称为地震波。地震波在地壳内部以体波（纵波和横波）的形式向外传播。地震波是一种弹性波。其能量与振幅的平方成正比。地震波的能量和振幅随传播过程而逐步衰减，属于阻尼振动。离震源愈远，振动愈小，在地面出现距震中愈远，震动强度愈小的等震线。6、地震波及其传播第五节地震一、概述12地震波：震源释放的能量以波动的形式向四面八方传播4849地震P波(纵波)和S波(横波)运动形态地震波的传播方式第五节地震13地震P波(纵波)和S波(横波)运动形态地震波的传播方式第4950地震波记录T-周期；A-全振幅；P-纵波；S-横波；L-波面第五节地震14地震波记录T-周期；A-全振幅；P-纵波；S-横波；L-5051二、地震震级与地震烈度1、震级划分依据：地震能量。能量越多，震级越大。地震能量根据地震仪记录的地震波来测定。国际通用震级：李希特-古登堡震级——用离开震中100Km的标准地震仪记录的最大振幅（单位：um）对数值表示。

第五节地震15二、地震震级与地震烈度1、震级划分依据：地震能量。第五节5152例题：离震中100km处的地震仪，记录所得最大振幅为10mm（即10000um），其对数值等于4，则此次地震的震级为4级。标准地震仪：周期为0.8s，衰减常数约等于1，放大倍数为2800倍的地震仪。地震能量(E)与地震震级(M)之间存在如下关系：

lgE=11.8+5M

第五节地震1、震级16例题：离震中100km处的地震仪，记录所得最大振幅为105253地震震级与能量的关系第五节地震17地震震级与能量的关系第五节地震53542、地震烈度地震烈度：表明地震对具体地点的实际影响。它取决于地震能量、震源深度、震中距离以及地震波的传播介质和地表土层性质等条件。地震烈度判定：根据地震时人的感觉、器物动态、建筑物毁坏及自然现象等（地震裂度共分12级，具体参见地震烈度表）。第五节地震震级是地震能量的大小，烈度是地震造成的破坏程度。182、地震烈度地震烈度：表明地震对具体地点的实际影响。它取5455（1）地震烈度表现：V度及以下地区：建筑物足够安全稳定，不会引起破坏；VI度地区：建筑物可能受影响，但不需要采取加固措施；VII～IX度地区：地震会引起建筑物的损坏，必须采取防震措施保证建筑物的安全稳定和耐久性；X度以上地区：建筑物将产生毁灭性灾害，选择建筑场地时应予以回避。第五节地震2、地震烈度19（1）地震烈度表现：第五节地震2、地震烈度5556基本烈度：指代表一个地区的最大地震烈度。它表示从震源发出的能量在较大区域内的影响程度。建筑场地烈度：指建筑场地内因地质条件、地貌地形条件和水文地质条件的不同而引起基本烈度的降低或提高的烈度。一般地，建筑场地烈度比基本烈度提高或降低半度至一度。（2）地震烈度分类：第五节地震2、地震烈度20基本烈度：指代表一个地区的最大地震烈度。它表示从震源发出5657设计烈度：指抗震设计所采用的烈度，它是根据建筑物的重要性、永久性、抗震性以及工程的经济性等条件对基本烈度的调整。设计烈度一般可采用国家批准的基本烈度。但遇到不良地质条件或有特殊重要意义建筑物时，经主管部门批准，可对基本烈度加以调整作为设计烈度。

第五节地震（2）地震烈度分类：21设计烈度：指抗震设计所采用的烈度，它是根据建筑物的重要性5758第五节地震3、震级与烈度的关系一般认为当环境条件相同时，震级愈高,震源愈浅，震中距愈小，地震烈度愈高。22第五节地震3、震级与烈度的关系一般认为当环境58594、地震效应（1）地震力效应地震作用属强迫振动。对于承受均匀不变水平加速度刚性建筑物，地震力相当于地震时建筑物自身的惯性力。设建筑物自重为Q，则作用在建筑物上的地震力P为：式中：g——重力加速度；

——地面最大加速度。

K——地震系数，地面最大加速度与重力加速度比值。第五节地震234、地震效应（1）地震力效应第五节地5960

对于建筑物，特别是高层建（构）筑物，水平向刚度相比垂直向刚度小得多。因此，建（构）筑物的损毁主要由水平力造成，故在抗震设计中，都必须考虑水平向地震力的影响。地震加速度方向烈

度78910水

平

向0.0750.150.300.60垂

直

向0.0380.0750.150.30地震系数K取值表第五节地震地震对地表造成的破坏可归纳为地面断裂、斜坡破坏和地基效应三种基本类型。24对于建筑物，特别是高层建（构）筑物，水平向刚度相6061（2）地震破裂效应

地震波在岩土介质中传播时，将对岩土介质产生动态作用力，当这种作用力超过岩土体的强度时，岩土体将发生突然破裂和位移，形成地裂缝和断层，引发建筑物变形和破坏，这种现象称为地震破裂效应。（a）地震断层

地震强度愈大，发生地震断层的可能性愈大。当震级M≥7时，地震断层可能出现；当震级M≥8时，地震断层一定出现。第五节