第一章-地震概述课件

抗规1.0.2条抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。抗震验算地震作用计算抗震构造措施其它抗震措施抗震构造内容概括构件承载力验算结构整体变形验算抗规1.0.2条抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，1第一章地震概述第一章地震概述21.1地震与地震动1.2地震震级与地震烈度1.3地震灾害概说主要内容1.1地震与地震动主要内容3

本章要点

掌握：地震的含义、地震的类型；地震波的类型、震级的含义；地震烈度、基本烈度和设防烈度的异同

了解：我国及世界的地震活动性；地震震害本章要点4§1.1地震与地震动地球断面地球构造图古登堡界面分层结构地球是一个近似于球体的椭球体，平均半径约6400km，赤道半径约6378km，两极半径约6357km。地球内部可分为三大部分：地壳、地幔和地核。一、地球构造§1.1地震与地震动地球断面地球构造图古登堡界面分层结构地球5地壳（1）地壳界限：地球外表面的一层很薄的外壳，它由各种不均匀的岩石组成。地壳的下界称为莫霍界面。（2）地壳厚度：大陆内一般厚16～40km，高山地区厚度更大。海洋下面厚度最小，一般为5～15km。（3）地震多发区域：绝大部分发生在地壳内。地壳剖面图1.3（C）地壳（1）地壳界限：地球外表面的一层很薄的外壳，它由各种不均6地核地幔

地核古登堡界面以下直到地心的部分为地核，地核半径约为3500km又可分为外核和内核。地核的物质成分，据推测主要为高温（5000度）高压（300万大气压）的镍和铁。外核处于液态，而内核可能是固态。

地幔界定：地壳以下到深度约2895km的古登堡界面为止的部分为地幔，约占地球体积的5／6。地幔组成：由密度较大的黑色橄榄岩等高温（1000度以上）高压（9000大气压）岩石组成。地幔物质根据推算形态应为粘弹性体（能传播横波）。

地核地幔地核古登堡界面以下直到地心的部分为地核，地核半7地震分类

诱发地震原因：人工爆破；矿山开采；工程活动影响：一般不太强烈，个别情况会造成严重的地震灾害构造地震火山地震原因：地壳构造运动影响：发生数量大、影响范围广(占地震总数约90﹪)工程地震的主要研究对象原因：火山爆发二、地震类型与成因天然地震原因：地表或地下岩层突然大规模陷落或崩塌而造成的地震陷落地震地震分类原因：人工爆破；矿山开采；工程活动构造地震原因：地8构造地震成因地球构成：三个圈层：地壳、地幔、地核

地幔物质对流板块构造运动(根本原因)地震地震形成的宏观背景：图板块分布图图地球构成92%的地震发生在地壳中，其余的发生在地幔上部地震的形成：构造地震成因地球构成：三个圈层：地壳、地幔、地核地幔物9a、岩层的原始状态b、受力发生弯曲c、岩层破裂发生震动地震形成的局部机制：地球板块运动

板块之间的相互作用力

地壳中岩层变形变形积聚超过岩石所能承受的程度岩体就会发生突然断裂或错动地震

a、岩层的原始状态b、受力发生弯曲c、岩层破裂发生震动地震形10震源：地球内部断层错动并引

起周围介质振动的部位

震中：震源正上方的地面位置震中距：地面某处至震中的水平距离震源震源深度震中等震线震中距定义：震源深度:从震中到震源的距离震源深度在70公里以内的地震为浅源地震震源深度超过300公里的地震叫深源地震震源深度介于70-300公里之间的地震为中源地震震中距小于100公里称为地方震震中距在100公里-1000公里的称为近震震中距超过1000公里的称为远震震源：地球内部断层错动并引震中：震源正上方的地面位置震中距11三、地震波地震波：地下岩体断裂，错动产生振动，并以波的形式从震源向外传播，形成地震波

地震波的组成：体波：在地球内部传播的波

面波：沿地球表面传播的波纵波(压缩波)横波(剪切波)乐夫波瑞雷波面波周期长，振幅大；比体波衰减慢，能传到很远的地方瑞雷波乐夫波压缩波剪切波横波周期较长，振幅较大三、地震波地震波：地下岩体断裂，错动产生振动，并以波的形式从12＊地震波的传播速度：

纵波＞横波＞面波＊横波、面波地面震动猛烈破坏作用大＊地震波在传播过程中能量衰减地面振动减弱破坏作用逐渐减轻＊地震波的传播速度：纵波＞横波＞面波＊横波、面波地面震动猛13四、地震动

地震动：由地震波传播所引发的地面振动，其中，在震中区附近的地震动称为近场地震动。＊地面上任一点的振动过程实际上包括各种类型地震波的综合作用最大振幅

地震动的强度特性

定量反映频谱

地震动的周期分布特征

揭示持时地震动循环作用程度的强弱

地震动的三要素：地震动的峰值（最大振幅）、频谱、持续时间考察四、地震动地震动：由地震波传播所引发的地面振动，其中，在震14思考题请思考：图中的两座建筑在经历不同周期特点的地震作用下，那座建筑更易破坏？?思考题请思考：图中的两座建筑在经历不同周期特点的地震作用下，15§1.2地震震级与地震烈度一、地震震级地震震级

：表示地震本身大小的一种度量近震震级M计算：M=logA+R(Δ)

震级M与震源释放能量之间的关系：又称为里氏震级式中A——记录图上量得的以

m为单位的最大水平位移；R（Δ）——依震中距Δ而变化的起算函数。logE=1.5M+11.8其数值是根据地震仪记录到的地震波图确定的§1.2地震震级与地震烈度一、地震震级地震震级：表示地震本16二、地震烈度

地震烈度：是指某一区域的地表和各类建筑物遭受某一次地震影响的平均强弱程度一般来说，距离震中近，烈度就高；距离震中越远，烈度也越低等烈度线：具有相同烈度的各个地点的外包线等烈度线的度数随震中距的增大而递减，但有时会出现烈度异常震中烈度：震中区的烈度称为震中烈度

依据震级粗略地估算震中烈度的方法

地震烈度表：为评定地震烈度而建立起来的标准为震中烈度

，二、地震烈度地震烈度：是指某一区域的地表和各类建筑物遭受17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18

区别：地震烈度与震级

＊一次地震，表示地震大小的震级只有一个＊由于同一次地震对不同地点的影响不一样，随着距离震中的远近会出现多种不同的烈度区别：地震烈度与震级＊一次地震，表示地震大19三、基本烈度与地震区划

基本烈度：指一个地区在一定时期（我国取50年）内在一般场地条件下按一定的概率（我国取10%）可能遭遇到的最大地震烈度一个地区进行抗震设防的依据

地震区划：依据地质构造资料历史地震规律强震观测资料地震危险性分析计算给出每一地区在未来一定时限内关于某一烈度（或地震动加速度值）的超越概率将国土划分为不同基本烈度所覆盖的区域

返回目录地震区划已经可以给出地震动参数的区划结果三、基本烈度与地震区划基本烈度：指一个地区在一定时期（我国20§1.3地震灾害概说一、中国地震背景全球两大地震构造系环太平洋地震构造系——集中了全世界地震总数的75%大陆地震构造系

——集中了全球大陆地震的90%§1.3地震灾害概说一、中国地震背景全球两大地震构造系环太21我国位于世界两大地震构造系的交汇区域历史上就是地震多发的国家之一。

我国位于世界两大地22二、地震的破坏作用地震的破坏作用主要表现为三种形式：图台湾地震时地表出现

长达1公里的地表裂缝图2002年2月3日上午约9时11分，土耳其中部阿菲翁省，发生里氏6.0级地震，大量房屋倒塌。图1995年1月17日，清晨5点46分，在神户东南的兵库县淡路岛，发生7.2级地震。由于煤气管道破裂，使煤气泄露，引起熊熊大火，约有200多处地表破坏建筑物的破坏次生灾害二、地震的破坏作用地震的破坏作用主要表现为三种形式：图231、地表破坏表现为：地裂缝、地面下沉、滑坡、喷水冒砂等形式地裂缝危害：当地裂缝穿过建筑物时，会造成结构开裂直至倒塌图1976年7月28日唐山大地震造成的地裂缝地震断层错动后在地表形成的痕迹由于地表土质不匀及受地貌影响，其规模较前者为小构造式地裂缝：重力式地缝：1、地表破坏表现为：地裂缝、地面下沉、滑坡、喷水冒地裂缝危害24多发生在软土分布地区和矿业采空区

危害：不均匀沉陷易引起建筑物的破坏甚至倒塌＊地面下沉2005年11月26日九江县和瑞昌市之间发生5.7级地震＊滑坡在河岸、山崖、丘陵地区，地震时极易诱发滑坡危害：切断交通通道，冲毁房屋和桥梁、堵塞河流

图2003年5月27日日本东北部里氏7级地震在宫城县筑馆镇造成的一处山体滑坡多发生在软土分布地区和矿业采空区危害：25＊喷水冒砂地面下水位较高地震波的作用地下水压急剧增高地下水经地裂缝或其它通道喷出地面

地表土层含有砂层或粉土层

砂土液化甚至出现喷水冒砂图2001年昆仑山大地震时在库塞湖畔的喷水冒砂危害：液化可以造成建筑物倾斜与倒塌、埋地管网的大面积破坏1995年神户地震中由于液化引起地面的下沉＊喷水冒砂地面下水位较高地下水压急剧增高地下水经地裂缝或262．建筑物的破坏（图）主要破坏原因结构物动力破坏机制的分析，是结构抗震研究的重点和结构抗震设计的基础：建筑物的破坏因地表破坏引起：建筑物的破坏由于地震地面运动的动力作用引起静力破坏动力破坏2．建筑物的破坏（图）主要破坏原因结构物动力破坏机制的分析，27两类动力破坏形式：主要是因为结构承重构件的抗剪、抗弯、抗压等强度不足而形成。如：墙体裂缝、钢筋混凝土构件开裂或酥裂＊强度破坏：图承重结构强度不足强度破坏、丧失整体性破坏两类动力破坏形式：主要是因为结构承重构件的抗剪、＊强度破坏：28＊结构丧失整体性：在强度破坏前后，结构物一般进入弹塑性变形阶段。此时，在强烈振动下会因为延性不足、节点连接失效、主要承重构件失稳等原因而丧失整体性，从而造成局部或整体结构的倒塌图2005年3月20日日本福冈县以西海域发生里氏7级地震，结构丧失整体性图1988年11月6日，澜沧－耿马发生7.6级地震，因结构变形过大导致倒塌＊结构丧失整体性：在强度破坏前后，结构物一般进入弹塑性变形阶29地震烈度调查情况震害程度6度7度8度9度10度栋数百分比栋数百分比栋数百分比栋数百分比栋数百分比基本完好轻微损坏中等破坏严重破坏倒毁总计230212563—50145.942.311.20.6—1002502317554361340.837.712.28.80.510022245440814914.816.136.227.55.41007351381691014501..67.830.737.523.410021923682293410.65.66.719.967.2100我国历史强震中多层砖房屋震害程度统计(2054幢)地震烈度调查情况震害程度6度7度8度9度10度栋数百分比栋数30地震烈度调查情况震害程度7度8度9度10度栋数百分比栋数百分比栋数百分比栋数百分比基本完好轻微损坏中等破坏严重破坏倒毁总计31132—1915.857.915.810.5—10024465938817513.726.333.721.74.6100—127—10—102070—100—315111645—6.733.324.435.6100我国历史强震中单层混凝土柱工业厂房震害统计(249栋)地震烈度调查情况震害程度7度8度9度10度栋数百分比栋数百分313．次生灾害次生灾害：地震时，水坝、煤气管道，供电线路的破坏，以及易燃、易爆、有毒物质容器的破坏，均可造成水灾、火灾、空气污染等次生灾害图1999年9月21日（北京时间），台湾省花莲西南发生7.6级地震,受断层作用北段三跨泄洪道断塌，造成水坝破坏。3．次生灾害次生灾害：地震时，水坝、煤气管道，供电线路的破坏323．次生灾害1906年旧金山地震被烧毁的街区3．次生灾害1906年旧金山地震被烧毁的街区331923关东大地震的震后火灾航拍图1923关东大地震的震后火灾航拍图341995神户地震