地震工程笔记.doc

1、地球内部构造 地壳与地幔的交界面称为莫霍面。 2、震源机制： 断层在空间的取向由走向（Strike Angle）和倾角（Dip Angle）来决定，断层的定义则由侧伏角来表示，侧伏角定义为走向与断层面上滑动方向之间的夹角。 当断层面两侧岩层的相对运动以沿地表断裂的走向为主时，称为走（向）滑（动）断层； 以沿断层面向地下倾斜方向滑动（倾向）为主时，则称为倾（向）滑（动）断层。 在倾滑断层中，若断层的上盘块体相对下盘作向下滑动时，为正断层；反之为逆断层。 在走滑断层中，从空中向下看地表，若相对滑动时顺时针转时，为右旋；反之，为左旋。 若断层两侧相对位移既有走向滑动又有倾向滑动，则斜向滑动断层。 地震动方向性效应 在近断层区域地震动幅值分布受断裂的几何形态影响很强烈。对于竖直的走滑断裂，破裂方向性效应对于给定的至断裂最近距离处地震动引起很强的空间变化。对于倾滑断裂，有两个主要的效应：破裂方向性效应和上盘效应。上盘效应主要是由断裂对上盘场地的更近引起的。从上盘一侧断裂的顶部边缘向更远处发生。破裂方向性效应是由于破裂传播和幅射模式效应引起的。 上盘效应 一个倾斜断裂上盘的场地在总体上比下盘上最近距离相同的场地更靠近断裂面。这引起了上盘短周期地震动比下盘相同最近距离处更大。上盘对逆冲地震引起的短周期地震动增加了断裂因子的形式，一般比走滑地震的大1.3-1.4倍。 Abrahamson和Somerville发展了上盘效应经验型模型将上盘场地的地震动与下盘的远离断层破裂端部的区分开来。上盘效应在最近距离8-18千米处、周期范围0-0.6秒是最大的（达到1.45），在5秒降为1.0。 在断层近场地区，影响地震动特征的一个重要因素是断层的破裂方向。根据场地与断层的相对位置，方向性效应可以分为向前效应（forward）、向后效应（reverse）和中性效应（neutral），如果断层的破裂方向朝向场地或破裂方向与震源（hypocenter）和场地连线的夹角较小的话，场地的效应称为向前方向性效应；如果断层的破裂方向背离场地或破裂方向与震源和场地连线的夹角较小的话，称为向后方向性效应；如果场地与震源的连线几乎垂直于断层的破裂方向，称为中性效应。通常所说的“方向性效应”是指向前方向性效应，因为向前方向性效应产生的地震动对工程结构来说更为不利。 断层破裂所产生的能量波在传播介质中以几乎等于介质剪切波速的速度向场地传播，使得断层产生的能量以非常短的时间到达场地，这样，在场地的地震动中将产生一个大的速度脉冲（通常发生在地震动的开始阶段）。 断裂上剪切位错的幅射模式使这个地震动的大脉冲朝向垂直于断裂方向，引起垂直于断层分量的峰值速度比平行于断层分量的峰值速度要大。近断层运动巨大破坏性在1994年北岭地震、1995年板神地震以及1999年集集地震中清楚地表现出来。在这两个地震中，记录到了大到175cm/秒，记录到的近断层脉冲的周期为1-2秒，大体相当于桥梁和中高层建筑物的结构自振周期，而许多这类结构在地震中破坏强烈。 3、强震仪的原理： 绝对静止参考系 摆的原理 强震仪组成：1.拾振系统2.记录系统3.触发-起动控制系统4.预存储系统5.时标系统6.电源系统 4、震级： 记录一次地震的大小。 地方震级ML所根据的是周期为0.1~0.5s地震动，面波震级Ms是3~20s的面波地震动，而体波震级Mb是1s左右的体波地震动。另外，不论采用什么震级，其精度都不太高，由于地震波传播途径的差异，同一地震在不同地点确定的震级常常不同，差别常达0.5左右，有时甚至超过1.0。 上述这些震级都会饱和，地球已发生的最大震级接近9.0。 震级饱和的原因有二： 第一，地壳的强度是有限的，地壳内的应力分布是不均匀的，一次断裂只是一小部分地壳，所以一次释放的能量是有限的； 第二，震级定义是根据某一频率内的能量，这一能量不一定会随断裂长度的增加而一直增加。 而矩震级不会发生震级饱和现象。 地震动饱和： 地震动加速度是由地震动高频分量决定的，而高频地震动在传播图中容易被衰减，所以高频震动不能传播很远，虽然在传播图中的反射折射又可以产生高频震动，但它与震源发射出来的高频振动毫无关系。对于进断层面的来说，高频振动主要是由靠近该点的断层破裂面上释放的能量引起的，更远的断裂面上释放出来的高频能量会迅速衰减，而且在几秒钟以后才能到达。 5、地震烈度 地震烈度（intensity）是地震时一定地点的地面震动强烈程度的尺度；是指该地点周围一定范围内平均水平而言。 在同一地震的影响下，各地烈度不同；地震烈度不仅取决于地震本身的大小，同时还受震源处岩层错动的方式、震源深度、震中距离、地震波的传播介质、表土性质、地下水埋藏深度，以及建筑物的动力特性、建筑材料