地震作用的概念和分类
地震工程学讲义
第一章 绪论§1、1 地震与地震动地震是一种自然现象，每年平均发生500万次左右的地震，绝大多数很小，不可以用灵敏仪器测量的约占99%；可以感觉到地为1%，其中，5级以上的强烈地震约1000次左右，能造成严重破坏的大地震（>7%），平均每年大约发生18次。
地震给人类带来灾难，给人类社会造成不同程度的伤亡事故及经济损失。
如在20世纪，前80年（1900—1980）全球因地震造成的死亡人数高达105万人，平均每年死亡1.3万人。
1990年伊朗鲁德巴尔地震造成5万多人丧生。
1995年日本阪神地震紧急损失高达960亿美元就是例证。
为了抗御与减轻地震灾害，有必要进行建筑工程结构的抗震分析与抗震设计。
1、1、1地震类型与成因对于构造地震，可以从宏观背景和局部机制两个层次上揭示其具体成因。
宏观背景：地球的构造：R=6371Km 约 6400Km 包括：地壳、地幔与地核。
地壳有各种不均匀的岩石组成，出地面的沉积层外，陆地下面的地壳主要为：上不是花岗岩层，下部为玄武岩层；海洋下面的地壳一般只有玄武岩层，革除厚薄不一。
世界上大部分地震都发生在这一薄薄的地壳内。
地幔主要有质地坚硬的橄榄眼组成，它具有粘弹性，由于地球内部放射性物质不断释放能量，从地下20Km~700Km ，地球内部温度有大约600℃~2000℃，在这一范围内的地幔中存在着厚约几百公里的软流层，物质对流，地球内部的压力也不均衡，900Mpa~370000Mpa ，地幔内部物质在热状态和不均衡压力作用下缓慢的运动着，即可能为地壳运动的根源。
地核是地球的核心部分，分为外核（厚2100Km ）和内核，其主要构成物质是镍和铁。
据推测，外和可能处于液态而内核可能是固态。
通常认为，地球最外层是有一些巨大的板块组成，（六大板块和若干小板块），六大板块即欧亚板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块和南极板块。
板块向下延伸的深度大约为70~100Km ，由于地幔物质的对流，板块也相互运动，板块的构造运动，是构成地震产生的根本原因。
地震概论第一章1
四、古代中国的地震工程
• 在抵御地震灾害的实践中，中国人积累了许 多极为宝贵的经验，这些经验表现在工程选 址、地基、结构以及材料等许多方面，在应 急避震、易损性，以及震后重建等方面也有 不少详细的记载，这些经验直到今天仍然具 有重要的参考价值。
• 历强震而不倒的古建筑：山西洪洞县广胜寺 飞虹塔、应县木塔、赵州桥、天津蓟县独乐 寺观音阁等等
作者：赵克常
对社会发展的贡献
• 预防与减轻自然灾害 （地震、海啸等） • 资源、能源探测
（水资源、矿藏资源、石油天然气等） • 考古 • 工程建设 • 国防安全 • 反恐
作者：赵克常
库尔斯克号沉没事件的调查
作者：赵克常
地下核爆破的侦测与监测
作者：赵克常
第二节 地震学的研究范围和主要的研究方面
作者：赵克常
地球科学
大地测量学
地球物理学
地理学
空间物理学
气象学
固体地球物理学
海洋学
地震学
学科划分简明图
火山学
地磁学
地电学
地壳构造物理学
重力测量学
地热学
作者：赵克常
地球宇宙学 地质年代学
地质学 水文学
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• Atmospheric Sciences • Biogeosciences • Geodesy • Geomagnetism and Paleomagnetism • Hydrology • Ocean Sciences • Planetary Sciences • Seismology • Space Physics and Aeronomy • Tectonophysics • Volcanology, Geochemistry, and Petrology
地震科普知识
根据震中距的不同，分为远震、近震、地方震。
远震——震中距大于1000千米的地震称为远震。 近震——震中距在100千米至1000千米内的地震称为近震。 地方震——震中距在100千米内的地震称为地方震。
地震的类型
按照震级的大小，也可以对地震进行
分类，我国通常分为以下几类： 弱 震——震级小于3级的地震； 有感地震——震级等于或大于3级、小于4.5的地震; 中 强 震——震级等于或大于4.5级、小于6级的地震; 强 震——震级等于或大于6级的地震。也有人把 震级等于或大于7级的地震称为大震。
云南地处印度洋板块与欧亚板块碰撞带东侧，现代 地壳运动强烈，地震灾害十分频繁，是我国地震灾害最 严重的省份之一。
云南主要的地震活动带: 小江地震带； 中甸—南涧地震带； 大关—马边地震带；澜沧—耿马地震带 沪水—腾冲地震带；普洱—宁洱地震带 通海—石屏地震带。 云南的国土面积仅占全国的4％，但 释放的地震能量却占全国的20％，对于 云南的多震及严重震灾，我们举个例子 来加以说明。
●1556 年1 月23 日，陕西华县发生地震。这是中 国历史上地震中死人最多的一次地震。“官吏军 民压死八十三万有奇”。此震极震区长轴与渭河 地堑方向一致。估计震级约有8 级或更大。 ●1733 年8 月2 日，云南东川发生地震。震级估计 为7.5 级，是我国地震史料中记述地面断裂最详 细的一次地震。震后城墙垛“南北则十损其九， 东西十存其 六，抑又奇也”。 ●1867 年12 月18 日，台湾基隆近海发生地震。这 是中国地震史中引起海啸最大的一次地震。震级 估计为6 级。“沿海山倾地裂，海水暴涨，屋宇 倾坏，溺数百人。”
地震科普知识
二0一二年二月二十六日
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目 录
一、地震是怎么回事 二、地震中的几个基本概念
第一章 地震基本知识
第一章 地震基本知识1.地震按其成因分为几种类型？按其震源深浅又分为哪几种类型？我国发生的地震大部分是浅源地震。
答：地震按其成因可分为：1.火山地震2.陷落地震3.诱发地震4.构造地震震源的深浅可分为：1.源地震—震源深度小于60km ，85% 2.中源地震—震源深度60～300km ，12% 3.深源地震—震源深度大于300km ，3% 2.几个概念：震中、震源深度、震中距、震源距答：1.震中：震源在地面上的投影点 2.震源深度：从震中到震源的垂直距离 3.震中距：建筑物与震中的距离 4.震源距：建筑物与震源的距离 3.什么是地震震级？什么是地震烈度？两者有何关联？ 答：1.地震震级：一次地震释放能量大小的度量2.地震烈度：地震对地表及工程结构影响的强弱程度3.两者关联：a.地震震级与地震烈度是完全不同的两个概念。
b.从震中往外，烈度逐渐衰减。
c.对于发生频度最高的浅源地震来说，根据我国的地震资料，经验公式估计震中烈度I 0与震级M 之间的关系:58.05.1I M +=5.影响地震烈度大小的因素有哪些？答：1.震源M 2.传播途径与震中距R 3.场地条件S 4.其它6.地震波包含了哪几种波？它们的传播特点是什么？对地面运动影响如何？7.地震动的三要素是什么？答：1.地震动强度 2.地震动的频谱特性（周期） 3. 地震的持续时间 8.影响地震动特性的因素有什么？答：1.震源 2.传播介质与途径 3.局部场地条件9.世界的主要地震分布带。
答：1.环太平洋地震带2.欧亚地震带10.我国的主要地震分布带。
答：在这6个区域：1.台湾及附近海域2.东南沿海地带（福建、广东、浙江、江苏）3.华北地区（沿着太行山两侧经京津到冀东延伸到辽西）4.新疆的天山地区5.西藏喜马拉雅区主要（一直延伸到云南横断山）6.南北地震带（银川-兰州-成都-昆明）我国地震活动的基本特征：1.频次高、强度大2.起伏式发展强烈地震的发生具有偶然性、突发性。
08地震作用和结构抗震验算1工程,振动,稳定,全套,课件-PPT课件
与各类型结构相应的地震作用分析方法
不超过40m的规则结构：底部剪力法 一般的规则结构：两个主轴的振型分解反应谱法 质量和刚度分布明显不对称结构：考虑扭转或双 向地震作用的振型分解反应谱法 8、9度时的大跨、长悬臂结构和9度的高层建筑： 考虑竖向地震作用 特别不规则、甲类和超过规定范围的高层建筑： 一维或二维时程分析法的补充计算
kx
x g (t )
S(t) kx
地震引起的地面运动位移 根据达朗贝尔原理，物体在运动中的任一瞬时，作用 在物体上的外力与惯性力相互平衡，故 运动方程 还可以化简为：
R (t) c x
m x c x kx m x g
2 x 2 x x x g
x ( t ) e x ( 0 ) cos ' t
t
=0
'
0
=0 全解 = 通解+特解 x ( 0 ) x ( 0 ) 1
t ( t ) sin ' t x ( ) e sin ( t ) d g 0
第八章 地震作用和结构抗震验算
4. 直接动力分析理论—时程分析法
将实际地震加速度时程记录（简称地震记录 earthquake record）作为动荷载输入，进行结构 的地震响应分析。
400 200 0 -200
2 Accelerat ion (cm/s )
t (sec)
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
第八章 地震作用和结构抗震验算
2. 定函数理论
苏联扎夫里耶夫首先提出的，他认为地震地面 运动可用余弦函数来描述，也即地面位移为
抗震知识了解
地球是一个近似于球体的椭球体，平均半径约6370km,赤道半径约6378km，两极半径约6357km 地球内部可分为三大部分：地壳、地幔和地核地震按其成因划分为四类：1．火山地震：由于火山爆发而引起的地震2．陷落地震：由于地表或者地下岩层突然发生大规模陷落和崩塌而造成的地震3．诱发地震：由于人工爆破,矿山开采及工程活动引发的地震4．构造地震：由于地球内部岩层的构造变动引起的地震(约占地震发生的90%)——是结构抗震的主要研究对象地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位为震源;震源正上方的地面位置为震中;地面某处至震中的水平距离为震中距.地震波（体波和面波）纵波(引起地面垂直振动)横波(引起地面水平振动)（面波）既产生上下颠簸又产生左右摇晃1．体波：可分为纵波、横波两种形式(a)纵波：是由震源向外传递的压缩波，一般周期较短、振幅较小，常引起上下颠簸运动;(b)横波：是由震源向外传递的剪切波，一般周期较长、振幅较大，常引起水平方向运动.2．面波：可分为瑞雷波、乐夫波两种形式(a)瑞雷波：在其传播时，质点在波的前进方向与地表法向组成的平面内做逆向的椭圆运动;(b)乐夫波：在其传播时，质点在波的前进方向垂直的水平方向运动，在地面上做蛇形运动（地震动的三要素）一、最大振幅——描写地震地面运动强烈程度的最直观的参数，在抗震设计中对结构进行时程反应分析时，往往要给出输入的最大加速度峰值。
二、频谱特性——对时域的地震加速度波形变换到频率域，就可得到波形的频谱特性，频谱特性可以用功率谱、反应谱和傅里叶谱来表示.揭示地震动的周期分布特征三、持续时间——结构物从开裂到倒塌，往往要经历几次、几十次甚至几百次的反复振动过程，即使结构最大变形反应没有达到静力破坏时的最大变形，但结构可能由于长时间的振动和反复变形而发生倒塌破坏。
地震震级—是衡量一次地震释放能量大小的尺度,即表示地震本身大小的一种尺度.常用里氏表示。
地震震级与地震释放的能量之间的关系:M<2 微震、M=2~4有感地震、M>5破坏性地震、M=7~8强烈地震、M>8特大地震地震烈度—是指某一区域的地表和各类建筑物遭受某一次地震影响的平均强弱程度;由地面建筑的破坏程度, 人的感觉,物体的振动及运动强烈程度而定．现在主要由地面震动的速度和加速度确定．一次地震,表示地震大小的震级只有一个,但可以有多种不同的烈度. 一般而言,震级越大,烈度就越大．同一次地震,震中距越小烈度就越高,反之烈度就低.影响烈度的因素,除了震级、震中距外,还与震源深度、地质构造和地基条件的因素有关．中国地震烈度表见P284,附录A震中烈度—震中区的烈度1.地震烈度定义：是地震对地面影响的强烈程度，主要依据宏观的地震影响和破坏现象来判断。
抗震设计规范地震分组
抗震设计规范地震分组引言地震是自然灾害中最为严重的一种，对建筑物构件、结构体系以及地基等都会造成不同程度的破坏。
为了确保建筑物在地震发生时能够有一定的抗震能力，需要在设计过程中遵循相关的抗震设计规范。
其中，地震分组是抗震设计规范的重要内容之一，通过将地震破坏性考虑在内，将地震影响程度进行分类，从而指导建筑物的抗震设计。
地震分组的概念地震分组是根据地震烈度等级以及地震动参数等因素，将地震影响程度划分为多个不同等级的分类。
地震分组的目的是根据建筑物所处地区地震的实际情况，确定合理并相对统一的设计参数，进而指导建筑物的抗震设计。
地震分组是根据地震烈度、地震频谱以及地震加速度等参数，将地震影响程度进行划分，一般分为若干个地震分组。
地震分组的原则地震分组的划分应遵循以下原则：1.地震分组应符合现场地震烈度分级的要求；2.地震分组应考虑地震波特性的差异性；3.地震分组应充分考虑地震破坏特点的差异性；4.地震分组应满足设计震级与重要性等级的关系。
基于以上原则，地震分组应根据不同区域的地质条件、地震历史以及建筑物使用要求等因素确定。
地震分组的分类根据我国《抗震设计规范》，地震分组可分为六个等级，即国家地震烈度分区Ⅰ~Ⅵ，分别代表了从烈度较小到烈度较大的地震影响程度。
具体分组如下：1.Ⅰ级地震分组：烈度Ⅶ度及以下地区，对于低矮简单建筑物，要求抗震设防烈度不低于Ⅶ度。
2.Ⅱ级地震分组：烈度Ⅷ度地区，对于大多数砖混、砖木和砖砌体建筑物，要求抗震设防烈度不低于Ⅶ度。
3.Ⅲ级地震分组：烈度Ⅷ度地区，对于多层和高层建筑物、重要的工业建筑物和公共建筑物，要求抗震设防烈度不低于Ⅷ度。
4.Ⅳ级地震分组：烈度Ⅸ度地区，对于防震设防性能要求更高的建筑物，要求抗震设防烈度不低于Ⅷ度。
5.Ⅴ级地震分组：烈度Ⅸ度地区，对于重要的防灾救援和抗震设防重点部位，要求抗震设防烈度不低于Ⅷ度。
6.Ⅵ级地震分组：特大城市及核心区，对于特殊建筑物和重要的防灾救援和抗震设防重点部位，要求抗震设防烈度不低于Ⅷ度。
2内动力地质作用地质学
% ）。
震中：
震源在地面上的垂直投影。
震中距：
震中到地震台的距离。
震源距：
震源到地震台的距离。
震级：表示一次地震释放能量的大小。
微震；有感地震；强震；大震； 最大地震，1960年5月22日南美智利西海岸的8.9级地震。唐山地震7.8 级,
地震序列：由最先出现到趋于稳定的一系列地震构成。
主震：在地震序列中最强烈的一次地震。
例二：
圣安德烈斯断裂带： 1882——1946年间， 沿北西方向发生差 异 性移动(断层西侧向西 北方向移动，4cm/a； 东侧只作相对较小的 往复运动）。
水平方向
例三
地层的变形
秦皇岛
例四： 波切台地、波筑台地、海蚀槽
例五： 不整合的存在
€1m馒头组
太古界片麻岩 角度不整合 缺失18亿年
下马岭组
1、东部地区：包括东
北、华北、华南沿海 和台湾省，主要受太 平洋地震带的控制。 2、西南地区：包括青 藏高原和横断山脉， 主要受地中海-印度尼 西亚地震带的控制。 3、西北地区：包括我 国西部地区的东西向 山脉和弧形山脉，是 新构造运动强烈的地 区，地震常有发生。
东部、西南、西北
三
岩浆作用
（一）概念
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地震作用的概念和分类
地震是地球内部能量释放的结果，主要表现为地壳的震动。
它的作用可以是地质、地貌、气候、生态以及人类社会等方面的变化。
地震的作用可以根据不同方面进行分类：
1. 地质作用：地震可以导致地壳的破裂和变形，从而形成断层、地堑等地质构造，促使地震活跃区的地质形态不断变化。
2. 地貌作用：地震会引起地表的震动和变形，进而影响地表地貌的形成和改变，如地表地裂、隆起、塌陷等。
3. 气候作用：大型地震引起的岩屑、尘土等的喷发和弥散，可影响大气的透明度和气象条件，从而造成短期的气候变化。
4. 生态作用：地震会对生物的生存环境产生直接或间接的影响，破坏或改变生物栖息地，甚至导致生物灭绝。
5. 社会经济作用：地震对人类社会的作用是最直接和显著的。
它可以引发房屋倒塌、基础设施受损、人员伤亡、社会秩序紊乱等，对经济、人口流动、民生等方面产生深远影响。
总之，地震作用是多方面的、综合性的，它不仅改变了地球的表面形态，也影响了生物环境和人类社会。