水库诱发地震

环境岩土工程第六讲建筑物抗震设计及水库诱发地震5月31日，受飓风“阿加莎”的影响，危地马拉首都危地马拉城出现一个深达60米塌陷洞，有目击称一幢3层建筑坠入洞中，至少造成1人死亡。

(凤凰网2010年6月1日)地震基本概念及抗震设计基本知识水库诱发地震主要内容参考文献工程地震学概论，地震出版社，1993水库诱发地震，地震出版社，1989地震基本概念及抗震设计的基本知识一.地震的一些基本概念地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动。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一年有十几次。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。1.什么是地震？全球主要地震带：环太平洋地震带；地中海喜马拉雅地震带（欧亚地震带）；大洋中脊地震带5级以上的地震1200多次，平均14次／年7级以上的地震80多次，平均1次／年8级以上的地震9次，平均1次／10年死亡人数最多的地震1201年7月，发生在地中海东部的地震约造成110万人死亡，伤亡主要发生在埃及和叙利亚。1556年2月2日，中国的陕西、山西和河南三省发生地震，估计有83万人死于这次地震。当代死亡人数最多的地震是1976年7月28日中国东部的唐山大地震，官方公布的死亡人数是24.2万人。

（来源世界记录大全）2.什么叫震源、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。3.地震波地震波是地震发生时由震源地方的岩石破裂产生的弹性波。体波横波（S波）纵波（P波）面波瑞利波乐甫波周期长、振幅大、波速慢,100-800m/s周期短,振幅小,波速快,200-1400m/s面波比体波衰减慢、振幅大、周期长、传播远。建筑物破坏主要由面波造成。地震波典型的地震波记录图杂波P波开始S波开始面波开始日本紧急地震速报系统大量减少人员伤亡中新浙江网6月16日电“幸亏有了这几秒，我才可以抱着孩子躲起来。”大崎市居住的家庭主妇佐佐木瞳说，余震到来前的两三秒，她看到了电视上的警报，马上抱起了一岁的孩子。日本东北地区6月14日早晨发生里氏7.2级地震。截至6月15日上午10点，累计发生余震264次，最大余震5.7级。据不完全统计，已造成9人死亡，11人失踪，233人受伤。灾区出现了断水断电断煤气的情况，电话也很难打通。部分受灾山区发生了山体滑坡和大坝裂缝。虽然这次地震震级为7.2级，但是并没有造成大范围的人员伤亡，这与日本政府推行的紧急地震速报系统有一定关系。所谓“紧急地震速报系统”遵循的是这样一套理论：地震发生时，一般是破坏力较小但速度较快的地震波(日本简称“P波”)先活动，接着就是破坏力大但速度慢的地震波(简称“S波”)。两种震波之间存在几秒到几十秒的时间差。日本技术人员正是利用这个时间差，使用仪器探测出P波后，迅速发出预警。在S波来临之前，人们可以得到几秒到十几秒的宝贵逃生时间。这套预警系统以前多用于特殊机构。如安装了信号接收装置的列车、电梯在接到信号后，可以迅速自动停止运行，建筑工地和医疗机构等也能够马上停止作业，减少工程人员和病人的损失。从去年9月开始，日本气象厅开始面向一般市民提供5级以上的地震警报。普通市民可以通过电视、广播和专用的防灾行政无线设备接收警报，在更大的地震波来临前，保存生命，减少损失。6月14日早上8点43分51秒，紧急地震速报系统检测到了“岩手宫城内陆地震”震源地的P地震波，3秒后总务省气象厅发出了面向一般国民的5级弱自动紧急地震警报，1秒后自动修正为5级强地震，4秒后再次更正为6级强地震。宫城县大崎市田尻地区在这次地震中的震度为6级弱。在S波到来前的5.33秒，地震预测警报启动了。据《朝日新闻》报道，49岁的高桥厚志当时正在看电视，电视里响起了“大地震！大地震！”的警报，“快躲起来！”他马上朝在客厅的两个儿子大喊。就在一家人刚躲好时，地震来了。所幸，一家人没有受伤。大崎市的古川第三小学的学生们也很幸运。因为学校安装了速报预报装置，在距离震动10秒前，校内就响起了地震预报广播。学生们在老师的指导下，马上跑到附近的安全地带，逃过一难。实际上，离震源越远，震度越低，预警时间与实际S波到来之间的时间差就越大，预警效果就越好。除了宫城县的大崎市(震度为6级弱)在地震前5秒就接到预警以外，离震源70公里的仙台市宫城野区五环(震度为5级弱)在15.32秒前就接到了预警。4.地震分类（1）按地震成因分类天然地震人工地震构造地震陷落地震火山地震地震一.地震的一些基本概念a.构造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。

92%的地震发生在地壳中，其余的发生在地幔上部;

b.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。

汤加当地时间3月20日发生里氏7.9级地震。这是3月18日汤加海域火山喷发的照片。

（2009）c.陷落地震由于地下溶洞或矿井顶部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。

07年8月29凌晨3时许，神木县孙家岔镇边不拉煤矿矿井采空区发生塌陷引发地震，附近村民在睡梦中被惊醒。据中国地震台网测定，该处发生了3.3级地震。煤矿塌陷时井下幸无矿工作业。

d.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。（2）按震源深浅分类浅源地震—震源深度小于70千米的称为浅源地震。全世界85%以上的地震都是浅源地震。中源地震—震源深度在70至300千米的称为中源地震。深源地震—震源深度在300千米以上的称为深源地震。目前有记录的最深震源达720公里。4.地震分类一.地震的一些基本概念浅源地震波及范围小，但破坏力大；深源地震波及范围大，但破坏力小。2002年6月29日晨1：20发生于吉林的7.2级地震，震源深度为540km，无破坏。1960年2月29日发生于摩洛哥艾加迪尔城的5.8级地震，深度为3km。震中破坏极为严重，但破坏仅局限在震中8km内。5.震级与烈度（1）地震震级反映一次地震本身大小的等级，用M表示。式中A表示标准地震仪距震中100km纪录的最大水平地动位移，单位为微米。一个6级地震相当于一个两万吨级的原子弹。震级与能量的关系能量越大，震级就越大；震级相差一级，能量相差约32倍；相差二级，能量相差1000倍。（能量E的单位：尔格，1尔格=10-7J）一.地震的一些基本概念按震级的地震分类微震：2级以下感觉不到有感地震：2-4级人有感觉破坏性地震：5级以上有破坏强烈地震：7级以上有破坏特大地震：8级以上有破坏

震级与伤亡的关系5.0-5.9级地震造成人员伤亡者占24%。而仅引起人员死亡的地震更少，只占11.5%。一次5级多地震中死亡人数最多为117人，而死亡29人以上的地震都发生在夜间。

6.0-6.9级地震有43%造成人员伤亡，而只有人员死亡仅占35%，一次地震死亡人数最多为600人。由于震源深浅、震中距大小等不同，地震造成的破坏也不同。震级大，破坏力不一定大；震级小，破坏力不一定就小。（2）地震烈度一般而言，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、地质构造和地基条件等因素有关。一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度，简称为烈度。用I表示。地震烈度表是评定烈度的标准和尺度,我国在1980年制定了《中国地震烈度表》,将地震烈度分为1-12度。一.地震的一些基本概念5.震级与烈度无感1室内个别静止中的人感觉2悬挂物微动门、窗轻微作响室内少数静止中的人感觉3悬挂物明显摆动，器皿作响门、窗作响室内多数人感觉。室外少数人感觉。少数人梦中惊醒43（2-4）31（22-44）不稳定器物翻倒门窗、屋顶、屋架颤动作响，灰土掉落。抹灰出现微细裂缝室内普遍感觉。室外多数人感觉。多数人梦中惊醒56（5-9）63（45-89）河岸和松软土出现裂缝。饱和砂层出现喷砂冒水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝掉头损坏——个别砖瓦掉落、墙体微细裂缝惊惶失措，仓皇逃出613（10-18）125（90-177）河岸出现坍方。饱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轻度破坏——局部破坏开裂，但不妨碍使用大多数人仓皇逃出725（19-35）250（178-353）干硬土上亦有裂缝。大多数砖烟囱严重破坏中等破坏——结构受损，需要修理摇晃颠簸，行走困难850（36-71）500（354-707）干硬土上有许多地方出现裂缝，基岩上可能出现裂缝。滑坡、坍方常见。砖烟囱出现倒塌严重破坏——墙体龟裂，局部倒塌，修复困难坐立不稳。行动的人可能摔跤9100（72-141）1000（708-1414）山崩和地震断裂出现。基岩上的拱桥破坏。大多数砖烟囱从根部破坏或倒毁倒塌——大部倒塌，不堪修复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10地震断裂延续很长。山崩常见。基岩上的拱桥毁坏毁灭11地面剧烈变化，山河改观12个别：10%以下少数：10%——50%多数：50%——70%大多数：70%——90%普遍：90%以上速度加速度

其它现象

一般房屋

人的感觉烈度(3)地震烈度、震级与地震影响的关系（1）5.0-5.4级地震，震中烈度多为六度，其面积小于500平方公里。（2）5.5-5.9级地震，震中烈度多为七度，其面积不超过200平方公里；六度区面积也只有数百平方公里。（3）6.0-6.4级地震，震中烈度多数为八度，其面积几十平方公里；七度区不超过200平方公里，六度区数百平方公里，如震中烈度为七度，则与5.5-5.9级地震结果相同。（4）6.5-6.9地震，震中烈度一半为八度，结果与6.0-6.4级地震一样；另一半为九度，其面积小于100平方公里，八度区不超过500平方公里，七度区则在1500平方公里以内。一.地震的一些基本概念5.震级与烈度二.地震的破坏作用（震害现象）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。地面破坏如地面裂缝、错动、塌陷、喷水冒砂等；1.直接灾害b.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；c.山体等自然物的破坏如山崩、滑坡等；d.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。2.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。a.火灾由震后火源失控引起；

1923年日本关东地震，东京市内227处起火，33处未能扑灭造成火灾蔓，旧市区烧毁约50%；横滨市烧毁80%，死亡10万。二.地震的破坏作用（震害现象）b.水灾:由水坝决口或山崩拥塞河道等引起；c.毒气泄漏:由建筑物或装置破坏等引起；d.瘟疫:由震后生存环境的严重破坏而引起.3.工程结构破坏现象a.结构丧失整体性二.地震的破坏作用（震害现象）

b.承重结构强度不足c.结构变形过大导致倒塌d.结构构件连接支撑失效e.地基失效

f.非结构构件破坏1.抗震设防依据三.抗震设防的基本要求a.基本烈度基本烈度、设防烈度、多遇烈度、偶遇烈度一个地区未来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。用Ib表示。基本烈度相当于475年一遇的最大地震的烈度，也称为偶遇烈度或中震烈度。《中国地震烈度区划图》1.抗震设防依据三.抗震设防的基本要求b.设防烈度按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度称为设防烈度，用Id表示。《建筑抗震设计规范》GB50011-2001规定：一般情况下，可采用《中国地震动参数区划图》中的地震基本烈度。对已编制抗震设防区划的城市，可按批准的抗震设防烈度进行抗震设防。建筑所在地区在设计基准期（50年）内出现的频度最高的烈度。也称为常遇烈度、小震烈度，用Is表示。其超越概率为63.2%，重现期为50年。c.多遇烈度

f.罕遇烈度

建筑所在地区在设计基准期（50年）内具有超越概率2%-3%的地震烈度。也称为大震烈度，重现期约为2000年。1.抗震设防依据2.抗震设防范围抗震设防烈度为6度及以上地区的所有新建建筑工程均必需进行抗震设计。规范适用于6-9度地区抗震设计及隔震、消能减震设计。超过9度的地区和行业有特殊要求的工业建筑按有关专门规定执行。三.抗震设防的基本要求3.抗震设防分类及抗震设防标准建筑类别不同，抗震设防标准也不同。（1)抗震设防分类规范以地震中和地震后房屋的损坏对社会和经济产生的影响的程度大小，将建筑分成4个抗震设防类别。抗震次要建筑丁类

除甲乙丁类以外的一般建筑丙类

地震时使用功能不能中断需尽快恢复的建筑乙类

重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑甲类

设防分类甲类：A、中央级、省级的电视调频广播发射塔建筑，国际电信楼、国际海缆登陆站、国际卫星地球站、中央级的电信枢纽（含卫星地球站）。B、研究、中试生产和存放剧毒生物制品和天然人工细菌与病毒（如鼠疫、霍乱、伤寒等)的建筑。C、三级甲等医院的住院部、医技楼、门诊部。三.抗震设防的基本要求较小乙类建筑：工矿企业的变电所、空压站以及城市供水水源的泵房等。抗震性能较好的结构类型指钢筋混凝土结构或钢结构。（2)抗震设防标准应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低，但抗震设防烈度为6度时不应降低丁类应符合本地区抗震设防烈度的要求丙类一般情况下，当抗震设防烈度为6-8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高1度的要求；当9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求，对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施乙类当抗震设防烈度为6-8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高1度的要求；当为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求甲类抗震标准三.抗震设防的基本要求通过抗震设防，减轻建筑的破坏，避免人员死亡，减轻经济损失。4.抗震设防目标及方法（1)总目标具体通过“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。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。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。小震不坏、中震可修、大震不倒4.抗震设防目标及方法（3)“两阶段”抗震设计方法第一阶段，通过对多遇地震弹性地震作用下的结构截面强度验算，保证小震不坏和中震可修。第二阶段，通过对罕遇地震烈度作用下结构薄弱部位的弹塑性变形验算，并采取相应的构造措施保证大震不倒。4.抗震设防目标及方法单一水准设防思想是我国《74规范》、《78规范》和目前许多国家采用的设防思想。设防目标是：当遭遇相当于设计烈度的地震时，建筑物的损坏不致使人民生命财产和重要生产设备遭受危害，建筑物不需修理或经一般修理仍可继续使用。（4)“三水准”抗震设防是对单一水准设防的改进，是向“性能设计”发展的重要步骤4.抗震设防目标及方法1989年美国LomaPreita地震(7.1级），死亡65人，直接经济损失（建筑物破坏重建）80亿美元，间接经济损失150亿美元。1994年美国Northridge地震(6.7级),伤亡不多，经济损失为200亿美元。1995年日本阪神地震(7.2级),经济损失为1000亿美元。1999年台湾9.21地震(7.3级),经济损失为94亿美元。单一设防目标不适合当前现代化发展要求，应研究开发下一代性能设计规范和抗震设计方法。单一设防目标不适合当前现代化发展要求。（5)“性能设计”要点a.对抗震设计规定相应的地震作用标准

重现期常遇地震43年（新建），72年（现有工程加固）偶遇地震72年（新建），225年（现有工程加固）少遇地震475年（新建和现有工程加固）罕遇地震970年（新建），2475年（现有工程加固）4.抗震设防目标及方法b.建立建筑应满足的性能水准性能水准要求正常使用结构和非结构构件不损坏或很小损坏可以暂时使用结构和非结构构件需很少量的修复工程生命安全结构保持稳定，具有足够的竖向承载能力储备，非结构构件的破坏控制在保障生命安全范围防止倒塌建筑保持不倒，其余破坏都在可接受范围（5)“性能设计”要点c.确立设防性能目标一般使用要求的建筑应具备a、b、c、d项的组合。重要性较高或地震破坏后危险性较大的性能目标为e、f、g的组合。对安全有十分危险影响的性能目标为h、i、j项的组合。

dgij罕遇地震c

fh少遇地震

b

e偶遇地震

a常遇地震防止倒塌生命安全可暂时使用正常运行地震作用水准建筑性能水准（5)“性能设计”要点四.建筑抗震概念设计1.定义与基本内容根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程称为概念设计。基本内容：建筑设计应重视建筑结构的规则性；合理的建筑结构体系选择；抗侧力结构和构件的延性设计。2.建筑结构的规则性建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。最为典型的例子是1972年2月23日南美洲的马那瓜地震。马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为十五层高的中央银行大厦，另一幢为18层高的美洲银行大厦。当地地震烈度估计为8度。一幢破坏严重，震后拆除；另一幢轻微损坏，稍加修理便恢复使用。四.建筑抗震概念设计马那瓜中央银行大厦试问：那一幢破坏严重呢？马那瓜美洲银行大厦美洲银行对称的结构布置及相对刚强的联肢墙，有效地限制了侧向位移，并防止了明显的扭转效应；避免了长跨度楼板和砌体填充墙的非结构构件的损坏；当连梁剪切破坏后，结构体系的位移虽有明显增加，但由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，位移量得到控制。结构是均匀对称的，基本的抗侧力体系包括4个L形的桶体，对称地由连梁连接起来，这些连梁在地震时遭到剪切破坏，是整个结构能观察到的主要破坏。中央银行平面不规则:4个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙。4层以上的楼板仅为5cm，搁置在高45cm长14m小梁上。竖向不规则:塔楼上部（4层楼面以上），北、东、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在4层楼板水平处的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根1m×1.55m的柱子上（间距9.4m）。上下两部分严重不均匀，不连续。主要破坏：第4层与第5层之间(竖向刚度和承载力突变),周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈；横向裂缝贯穿3层以上的所有楼板(有的宽达1cm),直至电梯井东侧；塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其它非结构构件均严重破坏或倒塌。结构存在十分严重扭转效应;塔楼3层以上北面和南面大多数柱子抗剪能力大大不足,率先破坏；水平地震作用下,柔而长的楼板产生可观的竖向运动等。不规则类型定义扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层平面不规则的类型扭转不规则凹凸角不规则局部不连续大开洞错层不规则类型定义扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层平面不规则的类型不规则类型定义侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%竖向不规则的类型沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层）竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力结构屈服抗剪强度不均匀（有薄弱层）严重不规则是指体型复杂，多项不规则指标超过表中指标或某一项大大超过规定值，具有严重的抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果者。不规则类型定义侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递)楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%竖向不规则的类型3.结构体系的合理选择抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题，结构方案的选取是否合理，对安全性和经济性起决定性作用。a.结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗震分析与实际表现相符合。四.建筑抗震概念设计b.应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。由于柱子的数量较少或承载能力较弱，部分柱子退出工作后，整个结构系统丧失了对竖向荷载的承载能力。抗震设计的一个重要原则是结构应有必要的赘余度和内力重分配的功能。3.结构体系的合理选择c.结构体系应具备必要的承载能力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。有较大的变形能力而缺少较高的抗侧向力的能力如钢或钢筋混凝土纯框架，由于在不大的地震作用下会产生较大的变形，导致非结构构件的破坏或结构本身的失稳。3.结构体系的合理选择有较高的承载能力而缺少较大变形能力如不加约束的砌体结构，很容易引起脆性破坏而倒塌。必要的承载能力和良好的变形能力的结合便是结构在地震作用下具有的耗能能力。足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。4.结构构件的延性结构的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的延性水平。规范对各类结构采取的抗震措施，基本上是提高各类结构构件的延性水平。采用水平向（圈梁）和竖向（构造柱、芯柱）混凝土构件，加强对砌体结构的约束，或采用配筋砌体；使砌体在发生裂缝后不致坍塌和散落，地震时不致丧失对重力荷载的承载能力；避免混凝土结构的脆性破坏（包括混凝土压碎、构件剪切破坏、钢筋同混凝土粘结破坏）先于钢筋的屈服；避免钢结构构件的整体和局部失稳，保证节点焊接部位（焊缝和母材)在地震时不致开裂。四.建筑抗震概念设计5.非结构构件非结构构件，包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备，自身及其与结构主体的连接，应进行抗震设计。附着于楼、屋面结构上的非结构构件，应与主体结构有可靠的连接或锚固，避免地震时倒塌伤人或砸坏重要设备。围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响，避免不合理设置而导致主体结构的破坏。幕墙、装饰贴面与主体结构应有可靠连接，避免地震时脱落伤人。安装在建筑上的附属机械、电气设备系统的支座和连接，应符合地震时使用功能的要求，且不应导致相关部件的损坏。四.建筑抗震概念设计五.水利工程所涉及到的工程地震问题1.水工建筑物抗震设计；2.结合抗震要求选择有利的工程场地和地基；3.在兴建高水头大水库时，如库区地质构造复杂并有渐近期活动性断裂分布，应研究产生诱发地震的可能性；4.在岩体结构复杂、有软弱结构面分布的高山峡谷区兴建水工建筑物时，必须查明在设计烈度条件下库、坝区可能塌滑的岸坡的分布，估计可能的危害程度，提出处理措施。水库诱发地震一.水库诱发地震的概念水库蓄水后，由于水库地应力和构造地应力叠加;以及水库地震能量和构造地震能量叠加而诱发的地震为水库诱发地震。最早：1931年希腊马拉松水库诱发地震震级最高：1967年印度柯依纳水库M=6.5

我国：1962年新丰江水库地震M=6.1

1995年世界水库诱发地震讨论会(ISORIS)认为全世界约有120例,分布在29国家,其中中国22例,美国18例,印度12例，其中6级以上4例。

1.基本概念(1)空间分布震中仅分布在水库及其周围5km范围内；主要常分布于库区岩溶发育部位或断裂构造与岩溶裂隙带的复合部位；往往密集成条带状或团块状；其延伸方向大体与库区主要断裂线平行或与X型共轭剪切断裂平行。震源深度大多在5km以内，很少超过10km。震源深度与水库库容有一定的相关性，一般库容愈大，震源愈深。2.水库诱发地震的特点一.水库诱发地震的概念(2)发震时间主震发震时间一般与水库蓄水密切相关，蓄水早期地震活动与库水位升降变化有较好的相关性。较强地震活动高潮大多出现在第一、二个蓄水期的高水位季节、水位回落或低水位时。水位与地震相关有多种不同形式。2.水库诱发地震的特点当水位持续上升或达到历史未曾达到的高水位时，地震频度增加；而水位持平或降低时，地震活动亦减弱。有的水库在高水位阶段不仅地震频度增加，主震和较大的地震也发生在这个时段内（新丰江水库）。当水位下降或大幅度下降时，地震频度升高，待水位上升或水位持平，地震频度相应减小。水位变化的速率对地震活动影响更为突出。水位持续快速上升阶段，地震活动增强，反之水位上升缓慢或转为下降时，地震活动相应减弱。滞后性；逐步消失(2)发震时间(3)发震趋势(4)地震强度由于水库蓄水引起内外条件变化，水库蓄水初期发震较多；随着时间的推移，逐步得到调整后趋于平衡。因而地震频度和强度将随时间的延长，呈明显下降趋势。水库诱发地震以弱震和微震为主，从国内外水库诱发地震统计资料看，6.0～6.5级强震仅有4例。2.水库诱发地震的特点二.水库诱发地震的类型构造型。构造应变能聚集于活动断层的活动地段，初始应力较高的状态下，由于库水的各种物理、化学作用而诱发的。震级大、频度高、延续时间长、震源较深，前震－主震－余震型。（新丰江、丹江口）1.按地震释放的能源来源分类混合型。非构造型〔岩溶塌陷型或重力型)。碳酸盐岩层溶洞，由于水库蓄水改变了外力地质作用的条件，导致地表和深度不等的局部岩体或岩块失稳，发生相对位移破坏而伴生的地震现象。震级小、频度低、延续时间短、震源浅，在序列上属震群型。（乌江渡水库、黄石水库）2.按地震活动与水库蓄水的时间差别分类3.按地震序列的特征分类4.按水库地震的震源错动类型分类“快速响应”型和“滞后响应”型震群型和前震－主震－余震型走滑断层型、正断层型和逆断层型三.水库诱发地震的作用（一）水库荷载的作用弹性效应：水库荷载使库基岩体发生弹性位移，从而使岩体承受的弹性应力增加。这种变化是快速响应的，换言之，继水库承受荷或之后，岩体的变形立即继之而来，同时出现岩体内部弹性应力的改变。压实效应：在饱和的岩石中，由于弹性应力的增加而使岩体中的空隙被压缩，孔隙体积减少，孔隙水压从而升高。这种响应亦较迅速。扩散效应：由于水库蓄水造成一定的水头压力，迫使库水沿裂隙向孔隙压较小的部位运移。这种扩散作用还与压实作用造成的孔隙压变化有联系。拾高地下水位作用：在水库蓄水以前，地下水位埋深很深，库基岩石处于不饱和状态。当水库蓄水以后，库水向不饱和的岩体渗透，最终使地下水面被抬高。三.水库诱发地震的作用（二）孔隙水压的作用

丹佛废液处理井的诱发地震是孔隙水压力效应的极好实例。在这里没有荷裁效应，而只是因水的注入使裂隙中的孔隙水压力增加了120x105Pa，相应地降低了作用在裂隙面上的有效正应力，地震震级5.5级。抽液也能诱发地震。（三）水对库基岩石的物理化学作用★降低岩体及结构面强度＊润滑作用＊软化作用＊泥化作用★促进岩体断裂的生长＊楔裂作用＊应力腐蚀作用只有当水库蓄水前库底岩体是干的才会出现这种效应，而天然情况下河谷下的断裂面上一般是含水的，可见这类效应并非是经常都起作用的。（四）微震的诱发地震作用微震形成的岩体微破裂的发展，既为库水的渗透和扩散提供了方便条件，又有助于和原微破裂的沟通，促使形成更大的破裂，从而为释放更大规模已积累的应变能创造条件。四.水库诱发地震的预测预报（一）经验判断预报(1)构造型水库地震判别标志：主要判别库坝区有区域性或地区性断裂通过，并在晚更新世以来有活动证据，断裂带处于高应力积累状态并有地震活动依据，断裂带以张性或张扭性为主要特征，并与水库直接接触，或通过旁侧断裂与水库有水力联系。(2)岩溶性水库地震判别标志：主要判别库区有大面积碳酸盐岩分布，现代岩溶作用强烈，在蓄水位以下有多层岩溶管道系统发育，具有向深部渗流和溶蚀的水文地质结构。（二）统计分析预报对现有水库与诱发地震有关的因素及发震情况进行统计，结合新建水库的相关因素采用统计分析方法对新建水库的发震可能性进行预测。统计内容包括：库深、库容、区域地应力状态、断层活动性、岩性和地震活动背景分析方法包括：“模糊聚类分析”、“灰色聚类分析”和“概率统计预测”（三）数值分析预报采用数值分析方法对蓄水后库底应力、孔隙水压力等进行分析，计算库底应变能的积累，推算水库诱发地震震级。五.水库诱发地震的对策（一）水库蓄水以前，应该开展为将来分析判断水库诱发地震所需要的基础性工作进行水库区或水库地质构造育景区历史地震活动的研究；进行水库及其邻区地质构造和地貌勘察，其目的在于鉴定活动地质构造和潜在的活动构造；地震情况抽查，如果设计库区附近没有建立过任何地震台，可派流动地震台进行短期现场监测，目的在于了解当地的地震概况；设置固定的地震台网；可能开展的其他工作：布设精密水准测量、安装探测断层活动的仪器设备、研究水库边坡的稳定性、用水压致裂法或其他方法测定地应力、设置深井倾斜仪、测量地下水位。（二）分析判断计划兴建水库的地区产生地震的可能性（三）对水库大坝进行抗震设计（四）水库蓄水后，如频繁出现地震活动，可采取相应的应急措施。（五）进行水库诱发地震的机理研究，对水库诱发地震的发展趋势作出更有依据的判断。六.新丰江水库诱发地震简介新丰江水库大坝为混凝土单支墩式大头坝，它共有19个支墩，支墩间距为18m。左右两岸由重力坝与坝肩相连，坝顶全长440m。坝高105m，坝底最大宽度为107m，上、下游坡度均为1:0.5，水库库容115亿m3。新丰江水库诱发地震的概况新丰江水库1959年10月20日截流蓄水，水库从原河道水位(海拔38m)上升，一个月内上升20m。根据广州地震台的资料，水库区已开始发生地震活动。