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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。如1923年日本关东M7.8大地震，东京市民死亡约10万人，失踪4.3万余人，房屋毁坏60万间。1976年我国唐山M7.9大地震，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。如1960年5月22日智利海边M8.9大震，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，浪高3.4－6.5m，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(据中国科学院地质研究所.1974)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物质处于塑流状