工程地震学复习资料

1.论述烈度的含义；媒体报道中时常出现“某某建筑物可抗7级大地震”的说法，此说法是否准确，简述对此说法的理解。

烈度：用于标度地震引起地震震动及其影响的强弱强度，以人的感觉、器物反应、房屋结构和地表破坏程度综合评定，反应的是一定地域范围内的平均水平。

媒体报道的“能够抵御7级大地震”的说法是不准确的，应该是“可抗地震烈度为Ⅶ”。

地震的震级是基于某次地震释放的能量计算得到的，而烈度主要受震级、距离、震源深度、地质构造、场地条件等多种因素的影响。

量度地震能量的震级对应一次地震只有唯一值，而一次地震不同地点有各自的烈度值。

一般情况下，震源附近的震中烈度最高，震源越浅，烈度越大，场地条件和地质构造是烈度分布变得不规则。

2.什么是地震的原生灾害和次生灾害？地震原生灾害：指由地震引起的原生现象，如地震断层错动，大范围地面倾斜、升降和变形，以及地震波引起的地面震动等所造成的直接后果，也称地震直接灾害。

地震次生灾害：指在强烈地震发生后，自然以及社会原有的状态被破坏，造成的山体滑坡，泥石流，海啸，水灾，瘟疫，火灾，爆炸，毒气泄漏，放射性物质扩散对生命产生威胁等一系列的因地震引起的灾害，统称为地震次生灾害。

3. 简述砂土液化现象及其破坏结果。

砂土液化：是指饱和砂土在动力作用（如地震）下的特殊现象，使得地基丧失承载力、且失稳而引起土体大范围流动或滑移。

破坏结果：（1）垂直方向①因地基丧失承载力导致房屋等结构发生倾斜或倾倒②因液化而浮力增加导致下水道的检查井、排灌设施等埋地或半埋地型结构物上浮破坏。

③液化土因剪切变形而压缩，产生沉降。

（2）水平方向①土体大面机流动破坏。

②水平侧向变形破坏。

③在水平往复振动作用下，液化层和土体形成多处裂缝或隆起，破坏埋地管道和路面。

4.产生灾难性海啸的三个要素及海啸的特点。

三要素：（1）海底大地震。

只有超过7级的海底大地震才有足够能量错断海底，而且还要产生竖向错动才能够造成水体上下振荡。

（2）地震位于深海。

因为只有在深海，才能够激起足够的水体，携带大量能量。

（3）一定形状的海岸和近海海底形状。

在海浪进入海岸线变小，近海海底变浅时，能量将急剧在增加，破坏力也将变大。

特点：（1）波长大。

（2）速度快。

（3）破坏性强。

5.概念：活动构造、活动断层、发震断层；三者之间的关联。

活动构造：指晚更新世10∼12万年以来一直在活动，现在正在活动，未来一定时期内仍会活动的各类构造。

活动断层: 是指晚第四纪以来有活动的断层。

发震断层：可能发生破坏性地震的断层。

从定义可以知道，发震断层是属于活动断层的范畴，而活动断层是属于活动构造的范畴。

6.简述中国大陆板块构造背景环境。

中国大陆位于欧亚板块的东南部，为印度板块、菲律宾海板块和太平洋板块所挟持.在青藏高原南面印度板块向北北东方向,低角度楔入欧亚大陆，形成喜马拉雅弧形逆掩断裂带，其南界为喜马拉山系南面的主边界断裂，成为欧亚板块与印度板块之间一条向南突出的弧形分界断裂，并形成两个楔入角，即西面的帕米尔角和东面的阿萨姆角。

在东面，板块边界位于台湾岛、琉球群岛以及日本列岛的东侧，在台湾构造段大陆板块向菲律宾板块俯冲，而在琉球群岛至日本南部则是菲律宾板块向大陆板块俯冲，二者在台湾东北海域形成一个复杂的板块相互作用体系，该处菲律宾板块相对于大陆板块的聚敛方向为北西方向。

7.中国大陆地震构造分区特征。

中国全境可划分为7个区，即青藏高原构造区（Ⅰ）、新疆构造区（Ⅱ）、台湾构造区（Ⅲ）、南海构造区（Ⅳ）、华南构造区（Ⅴ）、华北构造区（Ⅵ）以及东北构造区（Ⅶ）。

（1）青藏高原构造区：受印度板块楔入欧亚大陆的直接影响，青藏高原自晚第三纪以来一直作整体强烈抬升，高原中南部发育一系列南北向地堑系，四周发育挤压推覆构造或大型走滑断裂，伴随有块体向东和东南方向的挤出活动。

（2）新疆构造区：该构造区主要发育挤压构造变形，包括大中型压陷盆地、挤压隆升断块山地和两者之间的活褶曲、活断层组合，整个构造区在北北东向挤压作用下，地壳缩短速率平均为5.1mm/a。

印度板块的影响由南向北减弱。

（3）台湾构造区：台东海岸的纵谷断裂是菲律宾板块与欧亚板块自上新世至更新世聚合碰撞的边界，具逆冲兼左旋走滑性质，在台湾西部发一条自台南至台北的压性活动盆地带。

（4）南海构造区：该构造区中央部分是第三纪拉开的小洋盆，局部裂陷作用至今仍在进行。

（5）华南构造区：华南区是中大陆活动构造最弱的地区，总体处于轻微抬升状态，同时受青藏原推挤向东移动。

仅在东南边缘受到台湾岛区和南中国海的影响，有稍强的断裂活动和火山活动。

（6）华北构造区：是中国大陆东部最为活动的地区，以引张作用为主的剪切正断层张性盆地十分发育，它们集中分布在鄂尔多斯周缘、华北平原和苏北－南黄海盆地。

（7）东北构造区：本构造区仅有轻度的断裂活动和差异性升降活动。

但第四纪火山活动分布较广，其中长白山与五大连池是延续至历史时期仍在活动的火山。

珲珍一带有我国仅有的深源地震区。

本区在松辽盆地中发育了一系列北东向次级拗陷，另外在辽西地区盆岭构造继承性活动，不过活动幅度较在。

在辽东湾东侧的金州断裂晚第四纪以东有明显的活动。

8.什么是特征地震？特征地震：指同一震源区或特定断裂段上重复发生的震级近似相等的地震。

是基于根据美国加州地区一些断裂的特定地段地震重复发生和位移量基本不变的事实而提出来的概念。

9.地震危险性分析的主要方法。

地震危险性分析的主要方法分为确定性方法和概率方法。

确定性方法是指在地震活动性和地质构造直接判定结果基础上确定地震基本烈度。

其提供设计地震动主要用于重大工程，即地震安全性评价分级为Ⅰ级的重要工程。

概率方法：认定地址是一个随机事件，即未来发生地震的时间、地点、大小都是不确定的，但是可以通过一定的概率模型来描述。

10.简述概率地震危险性分析的主要步骤。

主要步骤：（1）划分潜在震源区。

采用两级划分原则，即首先按照发震构造背景和地震活动性点划分地震区、带，然后进一步划分潜在震源区，进而研究确定每个潜在震源区的震级上限等参数。

（2）建立地震活动的模型。

以震级-频率关系为基础，确定地震随震级大小的概率分布和概率密度函数，并选择随时间变化的地震发生时间概率模型，并求出危险系数。

（3）确定地震动参数衰减关系。

根据确定的设计地震参数，如地震烈度、加速度峰值、速度峰值或反应谱，选择或研究本地区的地震参数或衰减关系。

（4）计算地震动参数的概率。

根据地震发生的强度概率模型，时间概率模型和地震动衰减关系，按照概率理论计算场地的地震参数在一定年限内的超越概率，得到地震危险性曲线。

（5）确定设计地震动。

根据设防标准在地震危险性曲线上确定设计地震动。

1.简述震级饱和现象及其物理实质震级饱和现象：当地震能量达到一定程度后，会出现震级饱和现象，即随着地震波能量的增加，相应的震级大小却不会增加。

物理实质：不同震级采用的震线和频谱不同，反映的只是断层在一定尺度上辐射的能量，而岩石的强度有限，单位面积岩石破裂释放的能量也有限，因此在大震时这些震级不会随着断层长度的增加而加大。

2.简述潜在震源区的定义，其划分的原则与步骤。

潜在震源区：在未来可能发生破坏地震的地区原则：1）地质构造类比原则2）地震活动重复原则步骤：1）根据地震活动、构造活动和地球物理场特征，划分地震活动不同的地震区和地震带。

2）分析震区、带内地震活动空间分布特点和各级地震的发震构造条件，划分出具有不同震级上限的潜在震源区。

3.震级频度关系为log10N =a-bM ，试述参数N，a，b的含义N:对应地震震级M的次数，实际是通过给定震级区段内地震发生频数统计得到。

a:平均地震活动水平b:地震带内不同大小地震频数的比例关系4.简述影响地震所产生的强地面运动场的“三要素”1）震源条件 2）传播途径 3）场地条件5.什么是描述地震动的“三要素”？1）幅值 2）频谱 3）持续时间6.什么是反应谱？三联反应谱是怎么回事？反应谱：具有同一临界阻尼的一系列单自由度体系的最大反应值与周期的关系。

三联反应谱：通过将加速度反应谱、速度反应谱和位移反应谱放在一起，而反应三者关系的反应谱。

7.简述震源运动学模型与震源动力学模型，为何说震源动力学模型更合理地反映了地震发生的物理过程。

震源运动学模型：已知的断层形状、规模、位置等几何参数，以及断层面上的位错大小的时空分布、破裂速度和破裂传播方式，根据已知断层周围介质构造和参数，求解地震动场。

震源动力学模型：已知初始应力场和断层岩石的破裂速度，按照一定破裂规则求解断层面的破裂过程和地震动场。

运动学模型的参数是动力学模型的解，显然动力学模型比运动学模型更为深刻地揭示破裂的力学本质，更能够说明高频地震动的发生机制。

8.什么是地震学中的格林函数？地震中的格林函数：用位移表示定理计算理论地震图中的基础，在给定介质模型中点源的运动方程的解答，结果为运动的位移、速度或加速度，主要受介质模型控制。

9.简述地震早期预警的原理，其在减灾工作中的作用及局限性。

地震预警系统的工作原理就在于可以探测到地震发生最初时发射出来的无破坏性的地震波（纵波即P-波，primary wave），而破坏性的地震波（横波即S-波，secondary wave）由于传播速度相对较慢则会延后10～30秒到达地表。

深入地下的地震探测仪器检测到纵波（P-波）后传给计算机，即刻计算出震级、烈度、震源、震中位，于是预警系统抢先在横波（S-波）到达地面前10～30秒通过电视和广播发出警报。

并且，由于电磁波比地震波传播得更快，预警也可能赶在P 波之前到达。

当地震发生后，离震中最近的几个预警台站会陆续接收到地震信号，触发地震参数快速判测系统；在收到信号的几秒至十几秒内，快速判测系统将估算出地震的发震时刻，发震位置，震源的类型和震级的大小；然后利用这些参数模拟出相关区域内地面运动的强烈程度；根据模拟的结果，抢在相应地震波以前，向不同地区发出相应的预警信息。

局限性:①由于地震台站并不是恰好建立在震中位置,故在发生地震时,会存在地震盲区,盲区范围即是震中和第一台地震台站覆盖区域。

②早期震级的误差。

地震发生后，只能用到近震源有限台站的初期信息来确定地震基本参数，并实时预测尚未到达的破坏性地震波的强弱。

信息的有限性会影响地震事件自动判别的可靠性和地震基本参数的测定的准确性。

1、新构造:指自新近纪到第四纪初期的地质构造2、活动构造:指晚更新世10∼12万年以来一直在活动，现在正在活动，未来一定时期内仍会活动的各类构造。

3、能动断层: 在距今1万年到3.5万年以来有过错动，仪器记录到有小震活动和多次历史地震事件，或发生过蠕动，而在不久的将来仍有可能出现地表错动的断层(核电站规范需要,强调地表或近地表可能的错动)4、断层活动性及基本参数:断层在应力作用下,发生不断的变化的性质。