工程地质基础内容.doc

第三章地震工程地质研究
本章概述
介绍地震的基本知识,地震效应,场地条件对震害的影响,建筑抗震原则及措施。
重难点
注意对震级、烈度等基本概念的区分和掌握,对静力分析法和动力分析法的基本原理的理解,场地条件对震害的影响
第一节概述
在地壳表层,因弹性波传播所引起的振动作用或现象,称为地震(earthquake)。地震按其发生的原因,可分为构造地震、火山地震和陷落地震。此外,还有因水库蓄水、深井注水和核爆炸等导致的诱发地震。南地壳运动引起的构造地震,是地球上规模最大、数量最多、危害最严重的一类地震。世界上90%以上的地震均属此类。它一般分布在活动构造带中,当地壳运动所积累的应变能一旦超过了地壳岩体的强度极限时,岩体就会发生破裂,应变能突然释放而表现为弹性波的形式,使地壳振动而发生地震。本章即是研究这类地震。
在地壳内部振动的发源地叫震源。震源在地面上的垂直投影叫震中。震中到震源的距离叫震源深度。按震源深度,可将地震分为浅源地震(0-70km)、中源地震(70-300km)和深源地震(>300km)。震源深度最大可达700km。统计资料说明,大多数地震发生在地表以下数十公里以内的地壳中。破坏性地震一般均为浅源地震。地面上地震所波及到的范围叫震城,它的边界往往不易确定。震域的大小与地震时所释放出来的能量以及震源的深度有关。释放的能量愈大、震源愈浅,则震域愈大。
据统计,全世界每年发生地震约500万次,其中绝大多数是不为人们所感知的小地震,人们能感知的地震约80000次;而破坏性地震约1000次,其中强烈破坏性的地震有十几次。强烈地震可在顷刻之间使较大地域内酿成严重灾害。地震灾害可分为两类,即一次灾害和次生灾害。前者为地震波导致建筑物的直接破坏和地基、斜坡的振动破坏(地裂、地陷、砂土液化、滑坡、崩塌等);后者是由上一类灾害所造成的灾害,如火灾、有毒气体扩散、危俭物爆炸、海啸等。
地震灾害是全球性的重大自然灾害。据联合国统计,本世纪以来全世界因地震而死亡的人数达260多万,约占各种自然灾害死亡总人数的58%。地震灾害在城市中表现尤为突出。,东京市民死亡约10万人,,房屋毁坏60万间。,使该市市区夷为废墟,死亡24万余人,是本世纪最惨重的地震灾害。有的强烈地震,其破坏范围可波及到数千公里以外的地方。,造成巨大海啸,海水震荡传播到太平洋各地,5月23日海浪冲至夏威夷希洛湾,掀起10m多高的浪涛,摧毁了岸上各种设施,死伤200余人。5月24日海啸到达日本东海岸,-,伤亡数百人,沉船109艘。可见,地震是破坏性最大的一种自然地质灾害。
我国地处环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带这两大地震带间,是世界上最大的一个大陆地震区,地震活动具有分布广、频度高、强度大、震源浅的特点,因而酿成的灾害尤为严重。据记载,世界上最惨重的震例几乎都发生在我国。我国已有3000多年较可靠的地震记载历史,也是世界上最早发明地震仪的国家。新中国成立后,在50年代即系统整理了丰富的地震史料,编制全国地震区划图,并制定了建筑抗震规定。自1996年邢台地震之后,更重视和加强了地震地质和地震预测、预报的研究,建立了一支专门的科研队伍。丰硕的研究成果,充实了地震学、地震地质学和工程地质学的知识宝库。
地震是工程地质学研究的对象之一,它是区域稳定性分析的极重要因素。工程地质着重于研究地震波对建筑物的破坏作用,不同工程地质条件场地的地震效应、地震区建筑场地的选择,以及防震抗震措施的工程地质论证等,为不同地震区的城市和各类工程的规划、设计提供依据。
一、地震与活断层的关系
地震的发生与活动构造关系密切。全球震中地理分布的实际资料表明,破坏性地震在地球上是有规律地沿一定深度集中分布在特定的部位,总体呈带状展布。可以划分出环太平洋地震带、地中海-喜马拉雅地震带、大洋海岭地震带及大陆裂谷系地震带四大地震活动带(图3-1)。各地震带与全球各板块的交接部位完全一致,说明板块交接部位近期构造运动是最活跃的。环太平洋地震带的地震活动最为强烈,全世界大约80%的浅源地震、90%的中源地震以及几乎所有的深源地震都集中在这个带上。释放的能量约占全球地震释放总能量的80%,其次是地中海-喜马拉雅地震带;它所释放的能量占全球地震总能量的15%。除环太平洋地震带以外,几乎所有的中源地震和大的浅源地震都发生在此带内。
图3-1 世界地震分布简图()
1-环太平洋地震活动带;2-地中海-喜马拉雅地震活;3-大洋海岭地震活动带;4-太阳裂谷系地震活动带
按板块构造的理论,在坚硬岩石圈之下的上地幔