荷载与结构设计方法课件.ppt

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1、第4章地震作用返回总目录地震的有关知识地震作用多质点体系的地震作用习题与思考题本章内容一、地震的产生和类型地震分为天然地震和人工地震两大类。天然地震主要是构造地震，它是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来，以地震波的形式向四面八方传播出去，到地面引起的房摇地动。构造地震约占地震总数的90%以上。其次是由火山喷发引起的地震，称为火山地震，约占地震总数的7%。此外，某些特殊情况下了也会产生地震，如岩洞崩塌(陷落地震)、大陨石冲击地面(陨石冲击地震)等。人工地震是由人为活动引起的地震。如工业爆破、地下核

2、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，有时也会诱发地震地震的有关知识为了减轻或避免地震带来的损失，就需要对地震有较深入的了解，研究如何防止或减少建(构)筑物由于地震而造成的破坏。本节先就地震的有关基本知识进行简要介绍。一、地震的产生和类型地震分为天然地震和人工地震两大类。天然地震主要是构造地震，它是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来，以地震波的形式向四面八方传播出去，到地面引起的房摇地动。构造地震约占地震总数的90%以上。其次是由火山喷发引起的地震，称为火山地震，约占

3、地震总数的7%。此外，某些特殊情况下了也会产生地震，如岩洞崩塌(陷落地震)、大陨石冲击地面(陨石冲击地震)等。人工地震是由人为活动引起的地震。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。二、地震成因引起构造地震的成因与地球的构造和地质运动有关，地球的构造如图4.1所示。地震的有关知识图4.1地球的构造地壳是由各种结构不均匀、厚薄不一的岩层组成。地球上绝大部分地震都发生在这一层薄薄的地壳内。地幔主要是由两部分构成：外部主要是40～70km厚的结构较均匀的质地坚硬的

4、橄榄石岩层，内部是厚度约几百公里呈塑性状态并具有粘弹性质的软流层。到目前为止，所观测到的地震深度最深为700km，即地震仅发生于地球表面部分——地壳内和地幔外部。由地质勘探可知，地表以下越深，温度越高。经推算，地壳以下地幔外部的温度大于1000℃，在这样的高温下，地幔的物质变得具有流动性，又由于地幔越往地球内部温度越高，构成地幔热对流，引起地壳岩层的地质运动。除地幔热对流外，地球的公转和自转、月球和太阳的引力影响等，也会引起地质运动，但目前普遍认为地幔热对流是引起地质运动的主要原因。地球内部在运动过程中，孕育了巨大的能量，

5、能量的释放在地壳岩层中产生强大的地应力，使原本水平状的岩层在地应力作用下发生变形。当地应力只能使岩层产生弯曲而未丧失其连续完整性时，岩层仅仅能够发生褶皱；当地应力引起的变形超过某处岩层的本身极限应变时，岩层就发生突然断裂和猛烈错动，而承受应变的岩层在其自身的弹性应力作用下发生回跳，弹回到新的平衡位置。在回弹过程中，岩层中原先积累的应变能全部释放，并以弹性波的形式传到地面，从而使地面随之产生强烈振动，形成地震，如图4.2所示，这就是地震成因之一的断层说。地震的有关知识二、地震成因板块学说则认为，地壳和地幔外部厚70～100k

6、m的岩石层，是由欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印澳板块和南极板块等大大小小的板块组成，类似一个破裂后仍连在一起的蛋壳，板块下面是呈塑性状态并具有粘弹性质的软流层。软流层的热对流推动软流层上的板块做刚体运动，从而使各板块互相挤压、碰撞，致使其边缘附近岩石层脆性破裂而引发地震。板块学说更易于解释地球上的主要地震带主要分布在板块的交界地区的原因，据统计，全球85%左右的地震发生在板块边缘及附近，仅有15%左右发生在板块内部。地震的有关知识岩层原始状态(b)褶皱变形(c)断裂错动图4.2构造运动与地震形成示意图图4.3

7、所示的是有关地震的几个术语。震源即发震点，是指岩层断裂处。震源正上方的地面地点称为震中。震中至震源的距离为震源深度。地面某处到震中的距离称为震中距。地震的有关知识图4.3地震术语示意图地震按震源的深浅分，可分为浅源地震(震源深度小于60km)、中源地震(震源深度为60～300km)和深源地震(震源深度大于300km)。破坏性地震一般是浅源地震，发生的数量也最多，约占世界地震总数的85%。当震源深度超过100km时，地震释放的能量在传播到地面的过程中大部分被损失掉，故通常不会在地面造成震害。我国发生的地震绝大多数是浅源地震，

8、震源深度一般为5～50km。如1976年的唐山地震的震源深度为12km。三、地震分布地震虽然是一种随机现象，但从对已发生地震分布的统计中仍可得到其呈现某种规律性。由图4.4可见地球上的地震主要分布在环太平洋带(活动最强，约全球地震总数的75%左右发生于此)，阿尔比斯-喜马拉雅带，大西洋中脊和印度洋中脊(