项目1 建筑抗震设计与构造识图
▪ 单元学习目标：
了解地震类型、成因等有关地震的基本知识；
理解震源、震中、地震波、震级和地震烈度等常用地震术语；
了解地震震害的主要表现形式及我国的震害概况；
明确本课程的任务和学习方法。
1.1 地震基本知识
地震是一种具有突发性的自然现象。它是地壳运动的一种表现，与地质构造有密切的关系。强烈地震造成惨重的人员伤亡和巨大的财产损失，主要是由地震造成的建筑物的破坏所引起。据统计，全世界每年大约发生500万次地震，其中绝大多数(约占99%)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有感地震，仅占地震总数的1%左右，至于会造成严重破坏性的强烈地震则为数更少。
一、地震类型及成因
地球内部不停地运动，在运动过程中始终存在巨大的能量。这种能量使得地壳不断地产生变形。当能量的积聚超过地壳薄弱处岩层的承受能力时，该处岩层就会发生突然断裂和猛烈的错动来释放能量，从而引起振动，并以波的形式传到地面，形成地震。
地震按其产生的原因，主要可分为火山地震、陷落地震、人工诱发地震以及构造地震。火山地震是因为火山爆发所导致的地面震动；陷落地震是由于溶洞或采空区等塌陷所引起的地面震动；人工诱发地震则是由于水库蓄水、注液、地下抽液、采矿、工业爆破、核爆炸等人类活动引起的地震；构造地震是由于地壳构造运动使岩层发生断裂、错动而引起的地面震动。上述地震中，构造地震发生频率高，破坏性大，影响范围广，是房屋建筑抗震设防研究的主要对象。
根据板块学说的理论，可以将地球表面的岩石层分为六大板块，即亚欧板块、非洲板块、
美洲板块、太平洋板块、印度洋板块和南极洲板块。这些板块由于下面软流层的对流作用而作刚体运动，从而引起板块之间互相挤压和冲撞。在巨大能量作用下，当地壳岩层中积聚的地应力超过薄弱岩层的强度极限时，造成岩层断裂错动，岩层中所积蓄的巨大变形能突然大量释放出来，引起剧烈振动，产生构造地震。
二、常用地震术语
1．震源和震中
如图1.1所示，地震发生时岩层断裂或错动产生震动的部位，称为震源；震源至地面的垂直距离称为震源深度；震源在地表的垂直投影点（即震源正上方的地面位置）称为震中；震中附近地面振动最厉害，也是破坏最严重的地区，叫震中区或极震区；在地震影响范围内，地表某处至震中的距离称为震中距；把地面上破坏程度相近的点连成的曲线叫做等震线。
图1.1 常用地震术语示意图
地震按震源的深浅分为: 浅源地震（震源深度在60 km以内）、中源地震（震源深度在60～300 km以内）、深源地震（震源深度超过300 km）。我国发生的绝大部分地震都属于浅源地震。一般地讲，震源浅的地震破坏性大，震源深的地震破坏性小。
2.地震波
地震波是地震发生时所产生的地震振动的传播形式。它包括在地球内部传播的体波和在地表传播的面波。
体波又分为纵波（P波）和横波（S波）。
纵波是由震源向四周传播的压缩波，介质质点的振动方向与波的传播方向一致，引起地面竖直方向的振动。这种波的周期短、振幅小、波速快，它在地壳内的速度一般为植树节卡片200抖音很火的短句～ 1400m/s。
横波是由震源向四周传播的剪切波，介质质点的振动方向与波的传播方向垂直，引起地面水平方向的振动。这种波的周期长、振幅大、波速慢，它在地壳内的速度一般为100～800m/s。
面波是体波经地层界面多次反射、折射形成的次生波。它包括瑞雷波(R波)和乐甫波(L波)。其波速较慢，约为横波波速的0.9倍。它在体波之后到达地面。这种波的介质质点振动方向复杂，振幅比体波的大，只在地表附近传播，对建筑物影响也比较大。
地震波的传播以纵波最快，横波次之，面波最慢。就振幅而言，后者最大 (如图1.2地震波记录图所示)。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平方向摇晃，而面波则使建筑物既产生上下颠簸又产生左右摇晃。一般是在横波和面波都到达时振动最为激烈。由于面波的能量比体波要大，所以造成建筑物和地表破坏，以面波为主。
图1.2地震波记录图
3.震级
地震的震级是衡量一次地震大小的等级，用符号M表示。
由于人们所能测到的只是地震时传播到地表的振动，这正是对我们有直接影响的那一分地震能量所引起的地面振动。因此，也就自然地用地面振动振幅的大小来度量地震的震级。1935年里希特(Riehte)首先提出了震级的定义，是利用标准地震仪(指固定期为0.8s，阻尼系数为0.8，放大倍数为2800的地震仪)，在距震中100km处的坚硬地面上，记录到的以微米(1µm = 10 -3mm)为单位的最大水平地面位移(振幅节约用水顺口溜)A的常用对数，即
M= lgA (1-1 )
式中 M一一地震震级，一般称为里氏震级；
A一一标准地震仪记录的最大振幅(µm)。
例如在距震中100km处坚硬地面上，用标准地震仪记录到的地震曲线上的最大振幅A=10mm( 104µm)。于是，该次地震震级为
M = lgA = lg10如何注销qq号4 = 4
实际上，地震时距震中100km处不一定恰好有地震台站，而且地震台站也不一定有上述的标准地震仪。因此，对于震中距不是100km的地震台站或采用非标准地震仪时，需按修正后的震级计算公式确定震级。
震级的大小直接与震源释放的能量大小有关，震级M与地震释放的能量E
之间有下列关系：
lgE =1. 5M + 11. 8 (1-2)
式中 E一一地震释放的能量(尔格)。
由上式可知，震级每相差一级，地面振幅增大约10倍，而地震释放的能量就相差32倍。一个6级地震所释放出的能量相当于一个2万吨的释放的能量。
一般说来，M<2的地震，人们感觉不到，称为微震；M=2～4的地震称为有感地震；M>5的地震，对建筑物就要引起不同程度的破坏，统称为破坏性地震；M=7～8的地震称为强烈地震或大地震；M>8的地震称为特大地震。
4.地震烈度和烈度表
地震烈度是指某一地区的地面及房屋建筑遭受到一次地震影响的强弱程度，用符号I表示。
地震烈度的大小不仅取决于每次地震发生时所释放出的能量大小，同时还受到震源深度、受震区距震中的距离、地震波传播的介质性质和受震地区的表土性质及其他地质条件等的影响。一般来说，离震中越近，地震影响越大，地震烈度越高；离震中越远，地震影响越小，地震烈度越低。地震烈度I 和地震震级M两者的关系可以用来比喻:地震震级好比是的装药量，地震烈度则是爆炸后各处的破坏程度。对于一次地震，只能有一个地震震级，而有多个地震烈度。对浅源地震，地震震级和震中烈度的对应关系大致如表2.2所示。
地震烈度表是评定烈度大小的标准和尺度，它是根据地震时人的感觉、家具和物品的振动情况、房屋和构筑物遭受破坏程度和地貌变化特征等宏观现象来综合判定划分的。目前，我国使用的是1980年由国家地震局颁布实施的《中国地震烈度表»(见表2.1)。
1.2 地震震害
地震灾害主要表现在以下三个方面：
1.地表的破坏现象
（1）地裂缝
在强烈地震作用下，常常在地面产生裂缝，根据产生的机理不同，可分为重力地裂缝和构造地裂缝两种。重力地裂缝是由于地面作剧烈震动而引起的惯性力超过了土的抗剪强度所致；构造地裂缝与地质构造有关，是地壳深部断层错动延伸至地面的裂缝。
（2）喷砂冒水
在地下水位较高的平原及沿海地区，地下存在埋深较浅的细砂层或粉土层时，地震发生强
陈哲远演过的电视剧烈震动使地下水压力急剧增高，使饱和的细砂或粉土颗粒处于悬浮状态，造成这部分土主动从地裂缝或土质松软的地方冒出地面，形成喷砂冒水现象。严重的地方可造成房屋下沉、倾斜、开裂甚至倒塌。
（3）地面下沉
在强烈地震作用下，在大面积回填土和孔隙较大粘性土等松软而压缩性较高的土层中，往往发生震陷，使建筑物破坏。此外，在岩溶洞和采空区也常发生震陷。
教师节活动主持稿（4）滑坡、塌方
在强烈地震下，常引起河岸、陡坡滑坡，有时规模很大，造成公路堵塞、岸边建筑物破坏。
2.建筑物的破坏
（1）结构丧失整体性
建筑物一般都是由许多构件组成，在地震作用下因构件连接不牢、支撑长度不够或作为支
撑失效、柱断裂，都会引起结构丧失整体性而破坏。
（2）承重结构承载力不足而引起的破坏
作为结构主要承重构件，墙、柱、梁等由于其强度不足或变形较大，在地震发生时首先破坏，不能承受重力荷载从而造成房屋倒塌。
（3）地基失效
当建筑物建在软弱或被液化的地基土上，而又未进行特殊处理，在地震发生时地基土的抗剪承载能力不足或地基丧失稳定性，从而造成房屋的局部倾斜或不均匀下沉。
3.次生灾害
地震除直接造成建筑物的破坏外，还会引起火灾、水灾、有毒物质污染等次生灾害，尤其是大城市，由次生灾害造成的损失有时比地震灾害直接产生的损失还要大。
1.3 我国的震害概况
中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，西部和西南部是欧亚地震带经过的地区，为世界上多地震国家之一。20世纪的前80多年里，共发生破坏性地震2600余次，其中6级以上破坏性地震500余次，8级以上地震9次，平均每年5.4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6度及其以上的地震区面积占79%，7度和7度以上的地震区面积占41%，8度和8度以上的地震区面积占8%。在历史上，全国除个别省(如贵州省)外，都发生过6级以上地震。此外，台湾地区大地震最多，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。因此，中国是世界上地震灾害最严重的国家之一。
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