工程地质学第七章地震工程地质研究2基础知识课件.ppt
第二节 地 震 基 础 知 识 一、几个概念： 1、震源：地震发源地（能量E、深度H） 2、震中 3、震中距 4、震源深度 5、地震区（烈度6度区）；地震作用； 远场（烈度衰减2度以上）近场地震 6、地震波：质点振动，弹性波，能量传播， 产生振动（地震力），破坏源动力，信息载体，透、反、折射传播。,第二节 地 震 基 础 知 识,体波,面波（L）,体波：通过地球本体传播的波纵波（P）：压缩波，对应于介质体应,工程地质学-第七章-地震工程地质研究-2-基础知识,瑞利波,振幅A 周期T 波长 波速VP波 最小 最短 最短 最快S波 最大 长 长 慢R波、Q波 最大 最长 最长 最慢,地面为自由界面，建筑位于其上，该面只存在面波，它对建筑的基础破坏性大；体波对建筑破坏性最大，P波能量最大，S波及L波波长大，使建筑慌动最大。地震部门最关心P、S波。,瑞利波 振,勒夫波,一般情况下 ， 一般地震表面 秒，对建筑界面，P波先到达，然后是S波，最后L波。,勒夫波 一般情况下 ，,7.震级（M）：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能量大小所决定。,MLOGA,A：距震中100公里处标准地震仪在地面所记录的震波最大振幅。（微米）,标准地震仪：自振周期0.8秒，阻尼比0.8，最大静力放大倍率为2800。,能量E（J）与震级（M)关系 ： 理论上M无上限，实际上，因地壳岩石强度有限，即累积应变能有限，目前最大M为8.9级。,logE=4.8+1.5M,7.震级（M）：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的,8 烈度：一次地震于某地地面震动强烈程度。,与地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件有关。 一次地震只有一个M，但有不同 I 。震中烈度用I0表示。震源深度和震中距越小，地表岩土越软弱，地震烈度越大。浅源地震（据152次大震统计）震级与烈度的关系：,M=0.68I0+0.98,8 烈度：一次地震于某地地面震动强烈程度。 与,烈度是估算灾情，进行区划，抗震设计的直接依据。 震害大小取决于地震破坏力和地物本身抗震性两方面，烈度划分以两方面作为标准。目前全世界均是以一次地震造成一个地区的宏观震害（如房屋倒塌程度等），同时引入地震加速度等物理指标作为参考，划分烈度。 国际上有数十种划分标准，我国是国家地震局制定的标准，根据一个地区某一地震及代表性地质条件（一般二类土层）建筑破坏情况划分烈度。根据：人的感觉，房屋及器物地物震害程度，加速度和速度（参考）。 等级：I 级 几个烈度概念：,烈度是估算灾情，进行区划，抗震设计的直接依,烈人的感觉一般房屋其它现象考物理指标大多数房屋平均震害指数加,中国地震烈度表（1980）使用说用 （）烈度VI度，判定地震烈度以房屋震害为主，人的感觉仅供参考；X度应结合建筑物或构筑物的破坏程度，并根据地表现象来确定；XI、XII度的评定，需要专门研究。 （）“一般房屋”在中国地震烈度表（1980）中指土构架和土、石砖墙构造的旧式房屋和单层或多层未经抗震设计的新式砖房。由于我国城市目前一般都已设防，有的乡村也开始设防，烈度表中的“一般房屋”一般已不普遍，调查中应区别设防与不设防的房屋破坏程度对烈度的反映，给出合理的烈度值。对于质量特别差或特别好的房屋，可根据具体情况，对表列各烈度的震害程度和震害指数予以提高或降低。 （）“人的感觉”指平房内或楼房低层内人的感觉。 （）表中震害指数是对上述“一般房屋”而言。“完好”为，“毁灭”为，中间按表列震害程度分级。平均震害指数是对所有房屋的震害指数的总平均值而言，可以用普查或抽查的方法确定之。 （）使用本表时可根据地区具体情况，作出临时的补充规定。 （）烟囱指工业或取暖用的锅炉房烟囱。 （）表中数量词的说明：个别：以下；少数：；多数：；大多数：；普遍：以上。 （）对重要的工业设施，如桥梁、重要车间、高层建筑、巷道等，要进行专门的调查，在调查中应结合设防情况进行评估。,（1） 地震基本烈度（I基）：一定时间和一定地区范围内一般场地条件下可能遭遇的最大烈度。一个地区的平均烈度。 （2）场地烈度（I场）：同一I基区，场地条件不同而进一步划分，对I基修正。 （3）设防烈度（设计烈度）（I设） ：是抗震设计所采用的烈度。依建筑物重要性、抗震性、经济性、对I基调整。原则上一般建筑用I基，重要建筑适当提高。设计部门很少用I场。V度区不设防。,（1） 地震基本烈度（I基）：一定时间和一定地区范围内,二、 地 震 地 质 基 本 特 征,1.介质条件 坚硬岩石2.结构条件 活断层的一些特定部位： 端点、拐点、交汇点等。3.构造应力条件 现代构造运动强烈的部位，应力集中 构造应力场包括1、3的大小方向，构造应力方向与断 层的关系。4.强震活动受活动构造的控制5.绝大多数强震发生在一些稳定断块边缘的深大断裂带上,而稳定断块内部很少或基本没有强震分布。6.裂谷型的断陷盆地尤其是晚第三纪、第四纪新生盆地业常发生强震。,二、 地 震 地 质 基 本 特 征1.介质条件,一）世界范围内的主要地震带及其形成的大地构造环境 1 环太平洋地震带 这是世界上最大的地震带，在狭窄条带内震中密度也最大，全世界约80的浅源地震、90的中源地震和几乎全部深源地震集中于此带，释放的能量约为全世界地震释放能量的80。很早以前就已经知道，此带的震源深度有自岛孤外线的深海沟向大陆内部逐步加深的规律，并解释为大陆与大洋之间的一条倾向大陆的大断裂面。,一）世界范围内的主要地震带及其形成的大地构造环境,2 地中海喜马拉雅地震带或欧亚地震带 仅次于环太平洋地震带的第二大地震带，震中分布较前者为分散，所以带的宽度大且有分支。以浅源地震为主，中源地震在帕米尔、喜马达雅地区有所分布，深源地震主要分布于印尼岛弧。环太平洋地震带以外的几乎所有深源、中源和大的浅源地震均发生于此带，释放能量约占全球地震能量的15。,2 地中海喜马拉雅地震带或欧亚地震带,3 大洋海岭地震带 主要呈线状分布于各大洋的接近中部。这一地震带远离大陆是多为强震，所以以前未被人注意，60年代以前不把它作为一个地震带，海底扩张和板块构造的发展才使人们注意到这一地震带。这一带的所有地震均产生于岩石圈内，震源深度小于30 km，震级除少数例外均不超5级。,3 大洋海岭地震带,工程地质学-第七章-地震工程地质研究-2-基础知识,工程地质学-第七章-地震工程地质研究-2-基础知识,二) 我国地震地质的基本特征 1 我国强震空间分布及地震区带划分 我国大于6级的强震的空间分布极不均匀，大致以105度为界。西部地震广泛分布，东部地震相对稀少，震级均未达到8级。在上述两地震区域内强震分布也是极不均匀的，东部域分布于华北及东南沿海一带，而西部分布面积大，但塔里木、准噶尔和鄂尔多斯盆地等则地震分布较为零星。,二) 我国地震地质的基本特征,2 我国强震发生的地质条件(1) 强震与活动断裂带的关系 不同方向的断裂的交汇部位 活动性深大断裂的转折部位 活动性深大断裂的端部或其它锁闭段(2)强震与断陷盆地的关系 倾斜断陷盆地的较深、较陡一侧活动 断裂的最大断距段上； 两盆地间或盆地内部由横向断裂控制的横向隆起带两侧； 断陷盆地的锐角尖端，或断陷盆地带内多组断裂交汇部位； 受不同方向多组断裂控制，内部构造又比较强烈的复合盆地的次级凹陷带上，如1966年邢台地震。,2 我国强震发生的地质条件,(3) 强震产生的深部构造条件 我国大陆板内地震多发生在地壳内10-25km深处，在我国西部还发生在地壳内31-37km。由此可见，地壳深部构造活动和受力状态，对地震的孕育和发生，是更为直接的因素。 不同级别的断裂如盖层断裂、基底断裂、岩石圈断裂和超岩石圈断裂，层间断裂在深部的活动往往是地震发生的主要原因。,(3) 强震产生的深部构造条件,工程地质学-第七章-地震工程地质研究-2-基础知识,工程地质学-第七章-地震工程地质研究-2-基础知识,3 我国大陆地震活动与现代构造应力场与形变场的关系 根据大量震源机制解及地震时地表断层错动方式分析，我国广大地区主压应力以近水平方向者为主。主压应力仰角小于30度者占80%以上，且以东经105为界，可区分出两大应力系统。 西部为近南北向-北北东向挤压应力场。 东部为大面积的近东西的水平挤压应力场。,3 我国大陆地震活动与现代构造应力场与形变场的关系,工程地质学-第七章-地震工程地质研究-2-基础知识,来自板块边界的作用力是中国大陆新生代和现今构造变形的主要动力源,来自板块边界的作用力是中国大陆新生代和现今构造变形的主要动力,4 我国现代地壳垂直形变与地震活动的相关性研究 中国大陆垂直形变的的总趋势是南升北降，最大上升量在喜马拉雅山地区，年速率达10mm左右。下降最强烈的新疆准噶尔盆地，年速率为-3到-4mm。 大致以银川-昆明一线为界，西部线条密集，等值线多呈东西或北西西走向，与主要断裂线方向一致，其地形变断裂线多由3-4条等值线组成的梯度带绘出，表明其活动强度较大。东部线条相对稀疏，等值线走向多为北北东向-北东向，部分为东西向及南北向，也与构造线吻合较好。 东部地区的垂直变形大致分为三区：华南-西南区，华北区和东北区。,4 我国现代地壳垂直形变与地震活动的相关性研究,5 我国大陆板内现代运动特征 我国大陆处于欧亚大陆的东部，是一个被周围板块挤压围限的区域，影响板内变形和运动状况的边界动力环境十分复杂： （1）有印度板块与欧亚大陆在喜马拉雅一带的 碰撞及向亚洲内部的继续挤压； （2）西太平洋板块向亚洲大陆的俯冲与挤压； （3）菲律宾板块向西的俯冲和在台湾一带的汇聚； （4）日本海、东海东部冲绳海槽及南海盆地的弧后局部扩张。,5 我国大陆板内现代运动特征,在周边板块碰撞或俯冲的推动下，板块之间就产生了不同形式、不同规模和速率的相互错动。大体上又可分为西部板内聚敛为主的挤压区，东部东北、华北的拉张裂陷区和东南部处于西部挤压与北部围限下整体稳定滑移区。西部挤压区东南部滑移区东及东北部张裂区,在周边板块碰撞或俯冲的推动下，板块之间就产,三、震源机制和震源参数,1.震源机制：地震发生的物理过程或震源物理过程。可以通过多个地震台的地震记录图来确定。主要依据初到P波的方向。,1,3,1,3,单力偶,双力偶,三、震源机制和震源参数1.震源机制：地震发生的物理过程或震源,P波的初动具有明显的象限分布特点。,P波的初动具有明显的象限分布特点。平移断层正断层逆断层,工程地质学-第七章-地震工程地质研究-2-基础知识,2.震源参数 ：反映震源断层的一些特征量或物理量 包括：断层走向、倾向、倾角、断层错动方向、震源断层长度、 宽度、断层错距、震源应力方向等。,求解：（1）震源机制解（2）等震线的几何特征（3） 根据第一章介绍的经验式，据震级等计算断层长度、错距，（4） 根据震前后大地变形推求断层位量、方向、错距、类型等,2.震源参数 ：反映震源断层的一些特征量或物理量 求解：,工程地质学-第七章-地震工程地质研究-2-基础知识,
