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第一章

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地震及结构抗震的基本知识

1.1 地震成因与地震类型1.2 地震波及其传播1.3 地震震级与地震烈度1.4 中国地震的特点与地震灾害1.5结构的抗震设防

全世界每年发生的地震约达五百万次。12造成灾害的强烈地震平均每年发生十几次。强烈地震会引起地震区地面剧烈摇晃和颠簸，并会危及人民生命财产安全和造成工程建筑物的破坏。地震还可能应起火灾、水灾、山崩、滑坡以及海啸。3人们能感觉到的地震叫有感地震，占地震总数的1％左右。1.1 地震成因与地震类型

1.1.1 地球构造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。从物质成分和构造特征来划分，地球可分为三大部分：地壳、地幔和地核(图1.1)。

地球断面 (b)分层结构(c)地壳剖面图1.1 地球断面与地壳剖面

地壳地壳是地球外表面的一层很薄的外壳，它由各种不均匀的岩石组成。地壳的下界称为莫霍界面，或称莫霍不连续面。地壳的厚度在全球变化很大，大陆内一般厚16～40km，高山地区厚度更大，中国西藏高原及天山地区厚达70km。海洋下面厚度最小，一般为10～15km，最薄的约5km。世界上绝大部分地震都发生在地壳内。

地幔01地壳以下到深度约2895km的古登堡界面为止的部分为地幔，约占地球体积的5／6。地幔由密度较大的黑色橄榄岩等超基性岩石组成，其中上地幔物质结构不均匀，中、下地幔部分是比较均匀的。由于地幔能传播横波(剪切波)，所以根据推算，地幔应为固体。02

地核1古登堡界面以下直到地心的部分为地核，地核半径约为3500km，又可分为外核和内核。据推测，地核的物质成分主要为镍和铁。由于至今还没有发现有地震横波通过外核，故推断外核处于液态，而内核可能是固态。地球各部分的密度随深度增加而增大，地球内部的温度随深度增加而升高。2

地震的发生过程1地震就是地球内某处岩层突然破裂，或因局部岩层塌陷、火山爆发等发生了振动，并以波的形式传到地表引起地面的颠簸和摇晃，从而引起了地面的运动。发生地震的地方叫震源。震源在地表的投影叫震中。震源至地面的垂直距离叫震源深度。震源深度、震中距、震源距2

震源：地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位震中：震源正上方的地面位置震源深度:从震中到震源的距离震中距：地面某处至震中的水平距离震中距在100公里-1000公里的称为近震震中距超过1000公里的称为远震震源震源深度震中等震线震中距震源深度在60公里以内的地震为浅源地震震源深度超过300公里的地震叫深源地震震源深度介于60-300公里之间的地震为中源地震

01世界上绝大部分地震是浅源地震，中源地震比较少，而深源地震为数更少。02一般来说，对于同样大小的地震，当震源较浅时，波及范围较小，而破坏程度较大；当震源深度较大时，波及范围则较大，而破坏程度相对较小。

1.1.3 地震的成因与类型构造地震——原因：地壳构造运动影响：发生数量大、影响范围广(占地震总数约90﹪)火山地震——原因：火山爆发工程地震的主要研究对象诱发地震——原因：人工爆破；矿山开采；工程活动影响：一般不太强烈，个别情况会造成严重的地震灾害天然地震地震类型

图1.2 断层运动的种类一般造成较大灾害的都为构造地震，尤以浅源构造地震造成的危害更大。因此，从工程抗震角度来说，主要是研究占全球地震发生总数约90％的构造地震。构造地震亦称“断层地震”。由地壳（或岩石圈，少数发生在地壳以下的岩石圈上地幔部位）发生断层而引起。正断层 (b)逆断层 (c)横向断层

岩层的原始状态01受力发生弯曲02岩层破裂发生震动03地震形成的局部机制：04地球板块运动05板块之间的相互作用力06地壳中岩层变形07变形积聚超过岩石所能承受的程度08岩体就会发生突然断裂或错动09地震10构造地震成因.avi11

1.2地震波及其传播地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播，这就是地震波。地震波是震源辐射的弹性波，一般分为体波和面波。地震波的组成：体波：在地球内部传播的波面波：沿地球表面传播的波纵波(压缩波)横波(剪切波)注：横波周期较长，振幅较大乐夫波瑞雷波注：面波周期长，振幅大；比体波衰减慢，能传到很远的地方波体波是指通过地球本体内传播的波，它包含纵波与横波两种。纵波是由震源向外传递的压缩波，质点的振动方向与波的前进方向一致，如图1.3(a)所示周期短、振幅小，在固体、液体里都能传播。横波是由震