地震与抗震设计的基本知识.ppt

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1、第一章地震与抗震设计的基本知识§1.1地震与地震波地震——地球内某处因地球构造运动岩层突然破裂，或因局部岩层塌陷、火山爆发、其他原因等发生了振动，并以波的形式传到地表引起地面的颠簸和摇晃，从而引起的地面运动。1.1.1地震的分类地震的分类人为地震自然地震构造地震火山地震塌陷地震自发地震非自发地震——分布广，发生次数多，影响范围广1.1.2震源、震中与震中距震源——地壳深处发生岩层断裂、错动而释放能量的地方。震源深度——震源至地面的距离。浅源地震：60km以内（世界上绝大部分地震是浅源地震）；中源地震：60～300km以内；300km以上为深源地震。震中——震源正上方的地面位置

2、。地方震：震中距在100km以内的地震；近震：震中距在100～1000km之间的地震；震中距大于1000km的地震称远震。震中距——地面上某点至震中的距离。图1.1震源、震中、震中距与震中区1.1.3地震波地震波：地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播。分为体波和面波。体波是通过地球本体传递的波，包括纵波和横波。面波为沿地表传播的次生波，指乐甫(Love)波和瑞雷(Rayleigh)波。1）体波纵波是由震源向四周传播的拉压波，其介质质点的振动方向与波的传播方向一致，在固体和液体介质中都能传播。横波是由震源向四周传播的剪切波，其介质质点的振动方向与波的传播方向垂直，只能在

3、固体介质中传播。图1.2体波质点振动形式纵波的传播速度与横波的传播速度(1.1)(1.2)(1.3)上式大于1，因此纵波比横波先到达。式中：E为介质的弹性模量；G为介质的剪切模量；μ为介质的泊松比；ρ为介质的密度。在弹性介质中，两者关系2）面波面波是在地表面传播的波，又称为L波。它是由体波经地层界面多次反射、折射形成的次生波。面波主要有瑞雷波和乐浦波两种形式。瑞雷波传播时，介质质点在波的行进方向与地表法向组成的平面内作椭圆运动，像波浪效应。乐浦波传播时，介质质点在与波的行进方向垂直的水平方向作剪切型运动，在地面上表现为蛇形运动。图1.3面波质点振动形式地震波示意图地震记录上，

4、纵波最先到达，横波到达较迟，面波在体波之后到达，一般当横波或面波到达时地面振动最强烈。地震波记录是确定地震发生的时间、震级和震源位置的重要依据，也是研究工程结构物在地震作用下的实际反应的重要资料。图1.4地震曲线图1.1.4地震动由地震波传播所引发的地面振动，通常称为地震动。其中，在震中区附近的地震动称为近场地震动。地震动的三要素：地震动的峰值（最大振幅）频谱持续时间§1.2地震强度的衡量地震强度的大小的衡量体系：1.震级2.烈度1.2.1地震的能量：震级地震震级——地震震级是度量地震本身强度大小的指标，它是地震的基本参数之一，用符号M表示。里氏震级——震级的大小是在距震中1

5、00km处标准地震仪（指摆的自振周期为0.8s，阻尼系数为0.8，放大系数为2800倍的地震仪）记录下来的地震S波最大水平振幅A（以μm计）的常用对数值：对于浅源地震，常用如下经验公式来表示震级M与地震能量E（单位为erg，1erg=10-7J）之间的关系：(1.4)(1.5)基于震级的地震分类：小于2级的地震叫作微震，人们感觉不到，只有仪器才能记录下来；2～4级地震叫有感地震人能感觉到；5级以上地震就要引起不同程度的破环，统称为破坏性地震；7级以上地震则称为强烈地震或大震，8级以上就称为特大地震。1.2.2地震的影响：烈度等级地震烈度：是地震对地面影响的强烈程度，主要依据宏

6、观的地震影响和破坏现象来判断。对于一次地震，表示地震大小的震级只有一个，而同一次地震中，不同地方的烈度是不同的。等烈度线：对应于一次地震，在受到影响的区域内具有相同烈度的各个地点的外包线震中区的烈度称为震中烈度。对于中浅源地震，震中烈度与震级的大致对照关系如表1.2震级M23456788以上震中烈度I01~234~56~77~89~101112表1.2震级与震中烈度的关系地震烈度把地震的强烈程度，从无感到建筑物毁灭及山河改观等划分为若干等级，列成表格，以统一的尺度衡量地震的强烈程度。我国现行《中国地震烈度表》(GB/T17742)采用12等级的地震烈度划分，见表1.3。地震烈

7、度人的感觉房屋震害其他震害现象水平向地震动参数类型震害程度平均震害指数峰值加速度(m/s2)峰值速度(m/s)Ⅰ无感——————Ⅱ室内个别静止中的人有感觉——————Ⅲ室内少数静止中的人有感觉—门、窗轻微作响—悬挂物微动——Ⅳ室内多数人、室外少数人有感觉，少数人梦中惊醒—门、窗作响—悬挂物明显摆动，器皿作响——表1.3中国地震烈度表Ⅴ室内绝大多数、室外多数人有感觉，多数人梦中惊醒—门窗、屋顶、屋架颤动作响，灰土掉落，个别房屋墙体抹灰出现细微烈缝，个别屋顶烟囱掉砖—悬挂物大幅度晃动，不稳定器物摇动或翻倒0