北京大学《地震概论》重点知识点

地震概论笔记（2016春） 第一章 地震学的研究范围和历史 1. 地震是一种常见的自然现象，全球每年约发生500万次地震。全球有6亿多人生活在强震带上，20世纪约有200万人死于地震，预计21世纪将约有1500万人死于地震。我国是多地震国家，历史记载死亡人数超过20万人的地震，全球6次，中国4次。 2.地震的两面性：①自然灾害 ②给人类了解地球内部的信息 3.地震：地球内部介质（岩石）突然破坏，产生地震波，并在相当范围内引起地面震动。破坏开始的地方称为震源（地球内部发生地震的地方。理论上看成一个点，实际上是一个区） 震源深度：将震源看做一个点，此点到地面的垂直距离称为震源深度。 4.震中：震源在地表上的垂直投影。 震中距：观测点与震中的大圆弧距离（在地面上，从震中到任一点沿大圆弧测量的距离）可证明是两点间的最短距离。 烈度：宏观，实际的破坏程度（我国12度烈度表） 震级：微观标准表示地震能量大小，仪器测量（地震差一级，能量相差32倍（101.5），两级相差1000倍:log E＝11.8+1.5M，E：能量，M：震级） 两者都反映地震大小 5.分类： 地震序列：①主震型 （一个主震，多个余震） ②震群型 按震源深度分：①浅源：震源深度 < 60km ②中源：60-300km ③深源：> 300km 按震中距分：①地方震：震中距<100km ②近震：<1000km ③远震：>1000km（以观测点为圆心，1000km为半径） 6. 地震学是应用物理类课程。地震学只有100多年的历史，中日美在地震学三足鼎立

第二章 地震波 第一节 波的性质简述 1.液体、气体只能传播纵波，固体可以传播横波（S波）、纵波（P波） 2.波线和波阵面垂直 3.远离波源的球面波波面上任何一小部分视为平面波

第二节 地震波

1. P波和S波的主要差异总结：vP=√3vS （1）P波的传播速度比S波快，地震图上总是先出现P波。 （2）P波和S波的质点振动（偏振）方向相互垂直。 （3）一般情况下，三分量地震图上P波的垂直分量相对较强，S波的水平分量相对较强。 2.频率上限：波长 < 分子间距：弹性波在介质中传播时存在频率上限。（波长小到分子间距尺度时，介质不具备连续性，不能传播弹性波） 3. 地震波：体波（P波：与体变相应，S波：与切边相应）、面波：沿地球表面传播，速度总比P波小，与S波的速度相等或小一些（瑞利波：轨迹为逆进的椭圆，勒夫波：只有水平方向振动）、地球自由震荡、脉动 面波：周期越大的波，渗透深度越大；在半无限的均匀介质中，不产生洛夫波，而且它所产生的瑞利波没有频散。地震记录中出现勒夫波以及有频散的瑞利波，则说明地下的介质时不均匀的或是成层的。 波序：P波、S波、勒夫波、瑞利波、地震尾波。 首播（侧面波）路径比直达波长，但速度快，超过一定临界距离后更快到达。 地震波 ⊥ 地面入射 4.P波垂直分量较大，S波水平分量较大 5.S波低频成分丰富 6.天然地震的震源破裂：剪切破裂和剪切错动效应，震源向外辐射的S波能量比P波强 7.P波通过时，质元无转动运动，而有体积变化，是一种无旋波 S波通过时，质元有转动运动，而无体积变化，是一种无散的等容波

第三章 地震波传播理论 1.射线理论（波动地震学） ①费马原理：地震波在介质中传播的路径为走时最短的路径 ②能量束宽度d 反比于 频率f ③走时方程（直达波，首波，反射波） 2.用到时差计算震中距 地震波的走时曲线和走时方程P32-33图 过程 地球内部体波传播P38图 P波、S波和所有其他相关体波的走时曲线的斜率随震中距增大而减小，由于震中距越大，这些体波的穿透深度越深，则表明从远距离传来的地震波在地球深部的传播速度要高于近地面的传播速度。P40

第四章 地球内部结构 1.1522年，麦哲伦环球航行结束，证明地球是圆的 2.1909年，莫霍面的发现（地壳是通过研究首波发现的） 3.地震学判断是否为固体：能否传播S波 地幔可传播S波（剪切波），地震学中通常视地幔为固体。 4.1906年，英国奥尔德姆发现地核（外核） 5.1914年，古登堡面（核幔界面）的发现 古登堡：用反射波观察，估计地核深度为2900km，实为2891km 6.1935年，丹麦、莱曼发现内核 正演问题，反演问题P52-53

第五章 地震机制 断层P57 地球内部什么深度压力最大：地心 深海潜艇不能很大，应力很大。 1.断层走向：站在断层的地表面上，上盘在你的正右方，你所面对的方向为走向方向（指断层面与地表交线与正北方向的顺时针夹角） 2.正断层：上盘相对于下盘下滑（垂直力大） 逆断层：上盘相对于下盘上升（垂直力小） 走滑断层：左旋/右旋（在一层上看另一层，向__滑，就是__旋。垂直力适中） 应力水平方向大：逆断层 应力垂直方向大：正断层 应力二者差不多：走滑断层 例子：家里有一块地，正断层变大，逆断层变小，走滑断层不变 • 摩天大楼的设计需要能够做一部分的摆动。——否则遇到强风或者地震，如果不允许弹性摆动，那么只能断裂了。 3. 弹性能：发生弹性应变，释放能量。地震是储存在断裂面附近的岩石中应变能的灾难性释放。地震大部分能量转变成热能。 余震：来回调整到达平衡的过程。 4.弹性回跳模型 1915年，魏格纳提出大陆漂移的理论。 海洋的年龄不超过2亿年（180百万年） 弹性回跳P59-60 震源机制P63-64

第六章 地震仪及地震基本参数的测定 1.加强人口密集区地震监测与地震防范是减轻地震灾难的有效途径 地震在时间和空间上分布不均匀。构造地震最多。 2.92%的地震发生在地壳中（上半>下半），其余的发生在地幔上部（多为浅源） 3.里氏震级：100km外，最大地震波幅度的对数（以微米为单位） 震级没有上下限（可能会产生负值） 4. ML＝lg A： A表示标准地震仪距震中100km记录的最大水平地动位移（微米）。 地震矩：无饱和，有物理意义 Ml,Ms,MbA：有饱和，无物理意义 5. 震级的测定精度在0.3左右。 基本烈度（偶遇烈度或中震烈度）：一个地区未来50年内一般场地条件下可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈度，相当于475年一遇的最大地震的烈度。 设防烈度：6度以上。 盆地效应，边缘效应P132 6. 基岩上地震动幅值小、持续短、震害轻。淤泥和填充地则放大地震波，像震动的果冻碗一样。 面波：周期长，远处楼高易坏。 体波：周期短，能量大，近处平房易坏。

第七章 地震预报 1.地震预报：省、自治区人民政府 2.谣言：准确的、国外来的 3.传统地震学采用远场效应研究 优点：震源可近似为点源，可对震相分别研究 缺点：丢掉了许多近场高频信息。 4. 高频：体波。 低频：面波。 楼越高，固有频率越低。 月球引力小故相同地震对月球破坏大。 5. 泥石流：垂直于泥石流的方向逃生

第十章 海啸 1. 海啸传播速度：700-800公里，类似于喷气式飞机 海啸对海洋中航行的船影响不大，主要破坏力在岸边。海啸由海底地震引起 2. 地震发生海啸条件：（1）地震要发生在深海区；（2）地震震级要大；（3）具备开阔并逐渐变浅的海岸条件。 3.海啸波在大洋中，波高小于一米，不会造成灾害，进入浅海后，波高可达几十米 4.水深远小于水波长时：水波速 v = 根号(gd)

小组报告 1. 中子星：密度很大，有星震（规模很大，里氏22级） 中子星震级高。 2.震后疫情介绍及防治手段 ①古时，大灾之后，必有大疫  今，大灾之后防大疫 ②震例： 1556年（明，嘉庆），陕西（关中）华县（州）大地震，华夏大地震，有史以来全球死亡人数最多，83万； 1668年（清），郯城，烈度12，八级，破坏性大，清朝效率高，瘟疫未流行 3.气象与地震的关系：与降水、干旱等有关，但不确定性大，地震云为民间的（学界未承认） 4.建筑中的抗震设计 5.地震的次生灾害：物理性、心理性 6.中日建筑的抗震比较 中国古代：木质，榫卯结构 中国要求：小震不坏，中震可修，大震不倒 日本要求：中震不坏，大震不倒

补充: 1.汶川大地震：能量大，相当于1100颗广岛原子弹（逆冲断层） 2.仙台大地震：韩日之间的距离变大（逆冲：日本块，韩国慢） 3.远震，面波发育，频率低，周期长，低矮的建筑物受损小，高大的建筑物受损严重 进震，体波发育，频率高，周期短，高大的建筑受损小 4. 城市化的发展，地震频率不变，人们感知到的地震比之前多了还是少了？——楼高，固有频率变低，更能感觉到远处的地震，感觉到的地震更多了 5. 地铁过，没有感觉：在泥土中传播的小 6. 月球和地球上发生相同规模的地震，哪个上面严重？ 月球严重——引力小，容易晃动受损 7. CBD&北大 面波比体波衰减慢，振幅大，周期长，传播远，在宏观烈度大体相同的条件下，处于大震级远离震中的高耸建筑物的震害比中小震级近震中距的情况严重得多。汶川地震的地震波 传到北京时体波已经几乎没有了，只剩下短周期的低频面波，高耸建筑物受低频振荡的影响较大，而低矮建筑受高频振荡的影响较大。所以 CBD震感强烈，北大却没什么感觉。 随着城市化进程不断推进，楼房越来越多，也会感受到更多原来感受不到的远震。 8.一楼受损严重：挤压受力最严重；没有承重墙