地震工程学课件 ppt

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1.3 地震序列
地震序列：按时间顺序排列的同一地质构造区内发生的一系 列地震的大小（见书中图1-3）
❖ 1.主震型
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主震震级突出，主震释放的地震能量占全序列的
90%~95%；又可分为有明显前震和无明显前震两种情况；
最大余震与主震的震级差的平均值为1.1~1.8。
❖ 2.震群型
没有突出的主震，最大地震在全序列中所占能量比例小 于80%，此型地震活动的持续时间长。
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1.2 地震的成因与类型
❖ 1.2.1 地震的类型 ❖ 按成因：构造地震、火山地震、冲击地震（陷落地震）和诱
发地震。以构造地震数量多、分布广、震级也大。 ❖ 按震中距△：地方震（△＜100km)、
近震（100≤ △＜1000km）和远震（ △＞ 1000km）。 按震级M：小地震（M＜3)、有感地震(3≤M≤4.5）、中强地震 （4.5＜M＜6）、强烈地震（6≤ M ＜7）、大地震（7≤ M＜ 8）和特大地震（M≥8）共6个级别。 按震源深度h：浅源地震（h ≤ 60km）、中源地震（60km ＜h ≤ 300km） 、和深源地震（300km ＜h＜700km）
全国注册结构工程师 继续教育必修课之五
建筑震害与设计对策
第一章 地震基础知识 第二章 建筑结构抗震设计
基础概念 第三章 多层砌体房屋
震害与设计对策 第四章 多层和高层混凝土房屋
灾害与设计对策
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第一章 地震基本知识
❖1.1地球的构造
❖ 地球是一个平均半径为6400km的椭球体。其最外 面一层是地壳，平均厚度30km，包括表面沉积层， 花岗岩层和玄武岩层；地球中间一层是地幔，厚度 2900km，主要有橄榄岩组成；最里面的地核为半 径3500km的球体，主要构造物质为铁镍，据推测， 其外核（厚2100km）为液态，内核可能为固态。
❖ 3.孤立型（单发性地震）
前震和余震都很少
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1.4 地震分布
❖ 1.地震活动期和平静期 ❖ 我国华北、华南地区每个地震活动期持续一、二百
年，然后是大约一百年的平静期；而新疆、西藏中 部地区的每个地震活动期持续50年左右，然后是20、 30年的平静期。在每个地震活动期内又可出现地震 更为集中的时间段，称为地震活动幕。
地球的平均重度为5.5g/cm3 。
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地壳和地幔的界面称为莫霍面（M界 面），在此处地震波速不连续（由7.5km/s 突然增大到8.0~8.2km/s);地幔和地核的界 面称为古登堡面（G界面），在此处地震 波速明显变小（由13.3km/s下降到 8.1km/s)。
在距地幔顶部60~250km处存在地震 波低速度层，说明该处岩石处于熔融状态， 在板块学说中称之为软流层。
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❖ 3.地震成因的局部机制——弹性回跳说
① 地壳由弹性的，有断层的岩石组成；
② 地壳运动产生的能量以弹性应变能的形成在断层 及其附近岩石中长期积累；
③ 当弹性应变能积累及岩石变形达到一定程度时， 断层上某一点两侧的岩体发生相对位移，地震发 生，断层上长期积累的弹性应变能突然释放；
④ 地震后岩体又重新恢复到没有变形的状态。
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❖ 2.板内地震的产生——断块观点
❖ 全球岩石圈的形成和发展并不是整齐划一的。 不同年代的地质构造运动，使岩石圈断裂分割为大 小不等、深浅不一、发展历史不同的断裂块体。我 国则分为9个断块构造分区，以桑干期（ ＞24亿年 ）构造分区最为古老，喜马拉雅期（0.26~0.65亿年 ）构造分区最为年轻。断块构造区形成板内地震带 。
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❖ 2.世界地震构造系统
a) 环太平洋地震带
地震活动性最强，频度高，能量大，震源较下面几个地 震带为深，释放的能量占全球地震释放总能量的75%以 上。
b) 地中海——南亚地震带
地震活动性仅次于环太平洋地震带，以浅源地震为主， 释放的能量占全球地震释放能量的15%~20%。
c) 海岭地震带
d)
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1.2.2地震的成因
❖ 1.宏观背景——板块学说 ❖ 地壳和地幔顶部厚约70～100km的岩石组
成了全球岩石圈，分为6大板块（参见书中图 1-4）：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。由于岩石圈 下部软流层的作用，太平洋板块以每年4～ 10cm的速度向西移动，在日本东岸深海沟一 带向下俯冲；印澳板块以每年5～6cm的速度 向北移动；同时，欧亚板块又从欧洲受到向东 的推力。形成世界范围内的地震带。
由以上两式可以看出，震级每增加1级，振幅增大10倍，而能 量增大30余倍。
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❖ 地方震级（近震震级）ML,测定近震的短周期震动，适用于 2~6级地震标度：
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1.5 地震波与传播
体波 （由震源发出的波）
❖地震波
面波 （体波经界面多次 反射、折射而成）
纵波（压缩波或P波）
横波（剪切波或S波） 瑞雷波（R波） 乐夫波（L波）
瑞雷波传播时，质点在波的传播方向和
地表面法向组成的平面内做与波前进方向相
反的源自文库圆运动。
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❖ 乐夫波传播时，质点在地平面内产生与波前进方向相垂直的 运动，在地面上表现为蛇形运动。
Vp= 3 Vs＞Vs＞VL
Vp=5～6km/s
P波、S波、L波的速度与震幅
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1.6 地震震级、震源与震中
❖ 1.6.1 震级 震级是地震发生强度的一种度量。
1935年里克特首先提出：M=lgA
A——震中距为1000km处地震仪的最大振幅（μm)
震级与能量的关系:lgE=1.5M+11.8 E——地震释放的能量（erg)
频度低，震源浅，能量小。
d) 大陆裂谷地震带
e)
地震活动较强，均为浅源地震。
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❖ 3.我国的地震活动情况
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❖我国可划分为10个地震区、23个地 震亚区和30个地震带。概括地说： 南海、东北地震强度小，频度低;华 南中强地震活动，频度较低，但东 南沿海强度较大；华北，台湾，青 海高原和新疆地震强度大，频度高。
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❖ 4.弹性回跳学说的改进——粘滑说
❖ 弹性回跳说认为，断层发生错动时，把积累的应变 能全部释放。粘滑说则提出，每一次断层发生错动 时只释放了积累的总应变能的一小部分，而剩余部 分则为断层面上很高的动摩擦力所平衡。地震后， 断层两侧仍有摩擦力使之固结，并可以再积累而发 生较大的地震。此观点能较好地解释下一节的地震 序列。