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1、第七章第七章 活断层和地震工程地质研究活断层和地震工程地质研究地形变化监测结果 汶川地震烈度分布汶川地震烈度分布简易烈度表 烈度 破坏性 主 要 判 据 震级 I 微震 只有仪器记录 3.5 II 轻震 极少人数敏感之人有感 3.5 III 小震 少数休息之人有感，震动如大车使过 4 IV 弱震 行动中人亦有感，吊物摇动 4.5 V 强震 人人有感，睡者震醒 5 VI 损坏 树木摇动，架上东西掉落，老朽的劣质房屋损坏 5.5 VII 轻破坏 人惊逃，房屋普遍掉土，壁面裂，不好的房屋有倾倒 6 VIII 破坏 砖砌房屋裂缝，烟囱倒；一般建筑物严重破坏 6.5 IX 重破坏 地裂，喷水带泥沙；水管
3、辉等人指出，通中国地质科学院地质力学研究所秦向辉等人指出，通过对比分析过对比分析2003年、年、2008年和年和2010年在宝兴、康定地区年在宝兴、康定地区4个钻孔的水压致裂应力测量资料，结果表明：个钻孔的水压致裂应力测量资料，结果表明：龙门山断裂龙门山断裂西南段，尤其是断裂西南端部的西南段，尤其是断裂西南端部的康定康定地区，地震后仍然积地区，地震后仍然积累有较高的地应力。累有较高的地应力。龙门山断裂西南端的最大水平主应力龙门山断裂西南端的最大水平主应力已经达到断层活动应力临界下限值，断裂活动进入临界状已经达到断层活动应力临界下限值，断裂活动进入临界状态，未来具有发生逆断层活动的可能性。态，未
4、来具有发生逆断层活动的可能性。结合地应力测量结合地应力测量结果、地震地质等资料认为，龙门山断裂西南端具有潜在结果、地震地质等资料认为，龙门山断裂西南端具有潜在大震危险性，值得重点关注和研究。大震危险性，值得重点关注和研究。从秦向辉等人的研究结论来看，他们明确指出了龙门从秦向辉等人的研究结论来看，他们明确指出了龙门山断裂山断裂西南段西南段特别是特别是西南端部西南端部有大震风险。有大震风险。 与此次雅安芦山地震的结果对比，他们只是更强调了与此次雅安芦山地震的结果对比，他们只是更强调了同处西南端部的同处西南端部的康定地区康定地区，而没有重点强调相距不远的，而没有重点强调相距不远的宝宝兴、芦山地区。兴
5、、芦山地区。导致断层沿岸的丰原、导致断层沿岸的丰原、大境、务峰、中兴新大境、务峰、中兴新村、南投和名间、竹村、南投和名间、竹川等市县村镇地区的川等市县村镇地区的灾难性破坏，大部分灾难性破坏，大部分地段已被夷为平地。地段已被夷为平地。整个灾区死亡整个灾区死亡2329人人，伤，伤8722人，失踪人，失踪39人，倒塌各种建筑人，倒塌各种建筑9909栋，严重破坏栋，严重破坏7575栋，受灾人口栋，受灾人口250万，灾民万，灾民32万，万，财产损失财产损失92亿美元。亿美元。 1999年年9月月21日凌晨日凌晨1时时47分，台湾省分，台湾省南投县集集地区南投县集集地区发生发生7.6级大地级大地震，震源深
7、上的地震是由于断层活动断层活动引起的引起的粘滑断层粘滑断层与蠕滑（稳滑）断层与蠕滑（稳滑）断层 第一节第一节 概述概述1. 稳（蠕）滑稳（蠕）滑持续、持续、平稳地错动。平稳地错动。仅伴有小仅伴有小震或无地震活动。震或无地震活动。2. 粘滑粘滑间断性、突然间断性、突然性发生错动性发生错动。弹性应变。弹性应变能突然释放而发生能突然释放而发生较强较强地震地震。错动为间断地、。错动为间断地、周期性地发生。周期性地发生。3. 有些断层则有些断层则兼有稳滑与兼有稳滑与粘滑的特点粘滑的特点。断层的活动方式断层的活动方式第二节第二节 活断层活断层p活断层活断层(active fault) 一般理解为一般理解为
8、目前目前还在还在持续持续活动活动的断层，或的断层，或在历在历史时期史时期或或近期地质时期活动过近期地质时期活动过、极可能在、极可能在不久的不久的将来将来重新活动的重新活动的断层断层。后一种情况也可称为。后一种情况也可称为潜在潜在活断层活断层(potentially active fault)(potentially active fault)。 一、活断层的概念及研究意义一、活断层的概念及研究意义 断层在断层在目前持续活动目前持续活动，是判定活断层的无可争议，是判定活断层的无可争议的证据。人类历史时期有过活动记录的是潜在活的证据。人类历史时期有过活动记录的是潜在活断层。断层。对对“近期地质时期
9、近期地质时期”却有不同的理解与限定。却有不同的理解与限定。l 将之限于将之限于全新世全新世Q( (即最近即最近1.11.1万年以内万年以内) )；l 将之限于最近将之限于最近3.53.5万年万年 ( (以以1414C C确定绝对年龄的可靠上限确定绝对年龄的可靠上限) )之内；之内；l 将之限于将之限于晚更新世晚更新世Q3( (最近最近1010万年或万年或1212万年万年) )之内；之内；l 第四纪以来（第四纪以来（200200万年）有重复活动。万年）有重复活动。不久的将来：不久的将来：工程的使用年限内。工程的使用年限内。行业规范行业规范活断层定义活断层定义岩土工程勘岩土工程勘察规范察规范在地质
10、历史时期形成的断裂在地质历史时期形成的断裂,在在全新世全新世Q以来有过活以来有过活动动,在未来工程使用期间在未来工程使用期间(50-100年年)可能再次活动的断裂可能再次活动的断裂.水电工程规水电工程规范范把把晚更新世晚更新世Q3以来活动过的断层定为以来活动过的断层定为活断层活断层核电站勘测核电站勘测技术规程技术规程以以Q3以来活动断层作为能动断层以来活动断层作为能动断层(活断层活断层)的重的重要的评定标准要的评定标准 铁路勘察规铁路勘察规范范在地质历史时期形成的断裂在地质历史时期形成的断裂,在在全新世全新世Q以来有过活以来有过活动动,在未来工程使用期间在未来工程使用期间(50-100年年)可
14、受到损害。内的建筑物受到损害。彰化县员林镇邦富贵名门大楼座落在中山路惠明街口，为彰化县员林镇邦富贵名门大楼座落在中山路惠明街口，为16层钢筋混凝土住宅大楼。地震时其中一栋倾倒靠在呈层钢筋混凝土住宅大楼。地震时其中一栋倾倒靠在呈L型型平面大楼上平面大楼上汶川地震后的北川县城汶川地震后的北川县城汶川地震前的美丽北川汶川地震前的美丽北川震后震后震前震前（1 1）活断层是深大断裂复活运动的产物）活断层是深大断裂复活运动的产物（2 2）活断层的继承性和反复性）活断层的继承性和反复性（3 3）活断层的活动方式）活断层的活动方式 粘滑（突然性）和蠕滑（缓慢性）粘滑（突然性）和蠕滑（缓慢性）二、活断层的基本特
15、征二、活断层的基本特征 P P9191四四川川省省活活动动断断层层分分布布图图鲜水河断裂带强震破裂时空分布鲜水河断裂带强震破裂时空分布分段复发分段复发行为相对行为相对简单简单道孚段：准周期复发。道孚段：准周期复发。断断裂裂带带整整体体的的复复发发行行为为较较复复杂杂鲜水河断裂带强震破裂时空分布鲜水河断裂带强震破裂时空分布（1）活断层的产状）活断层的产状（2）活断层的长度与断距）活断层的长度与断距 三、活断层参数的定量研究三、活断层参数的定量研究 （3）活断层的错动速率和错动周期）活断层的错动速率和错动周期（4）活断层的年龄判据）活断层的年龄判据这些参数是在活断层区进行地震预报和设防的重要资料，
16、有助于把握活动断裂的活动规律性，也是评价建设场地区域地壳稳定性的重要依据。即断层面的走向、倾向和倾角即断层面的走向、倾向和倾角 （1 1）活断层的产状）活断层的产状研究方法：研究方法： 遥感影像判读遥感影像判读宏观地质调查宏观地质调查大地测量资料大地测量资料震源机制断层面解震源机制断层面解 P P9999 活断层的活断层的长度长度和和断距断距是表征活断层是表征活断层规模规模的重要数据。的重要数据。 活断层的活断层的长度：长度：通常用强震导致的地面破裂通常用强震导致的地面破裂( (或或地表错断地表错断) )的长度的长度(L)(L)； 活断层的活断层的断距：断距：地震时断层的最大位移值地震时断层的
22、错断就愈长。大于震源深度愈浅，则地表错断就愈长。大于7.07.0级的浅源地级的浅源地震均伴有地表错断，而小于震均伴有地表错断，而小于5.55.5级的地震则除个别特例外级的地震则除个别特例外均无地表错断。均无地表错断。 地震震源断层长度与震级大小是正相关的。地震震源断层长度与震级大小是正相关的。所以各国所以各国学者又开展了地震震级与地表破裂长度及地表断层位移的学者又开展了地震震级与地表破裂长度及地表断层位移的统计关系分析，力图建立它们之间的相关关系式，以便据统计关系分析，力图建立它们之间的相关关系式，以便据已知断裂估计可能地震震级，或据已知震级估计工程场地已知断裂估计可能地震震级，或据已知震级估
23、计工程场地可能出现的位错的大小。可能出现的位错的大小。 我国我国地震学家据统计于地震学家据统计于19651965年提出：年提出： M3.3+2.1lgL M表示地震震级，表示地震震级，L表示断裂长度（表示断裂长度（km）。）。 日本日本松田时彦得出的关系式为：松田时彦得出的关系式为： M=M=（1/0.61/0.6）lgL+4.85lgL+4.85 lgD lgD=0.55M-3.71 =0.55M-3.71 D D为断距为断距 博尼拉博尼拉通过统计、回归分析，获得如下关系式：通过统计、回归分析，获得如下关系式： Ms(L)=6.04+0.708lgLMs(L)=6.04+0.708lgL 活
24、断层的活断层的错动速率错动速率是反映活断层活动强弱、断层所在是反映活断层活动强弱、断层所在地区应变速率大小的重要数据。地区应变速率大小的重要数据。 活断层以活断层以粘滑式粘滑式间断性地产生突然错断，间断性地产生突然错断，错动速率错动速率以以平均平均错动速率表示。错动速率表示。 错动周期错动周期( (地震重现周期地震重现周期(earthquake recurrent (earthquake recurrent interval)interval)地震断层两次突然错动之间的时间间隔。地震断层两次突然错动之间的时间间隔。 （3 3）活断层的错动速率和错动周期）活断层的错动速率和错动周期 活断层发生大
25、地震的重现周期往往长达数百年至数千年。活断层发生大地震的重现周期往往长达数百年至数千年。 错动速率错动速率和和地震重现周期地震重现周期是长期地震预报的是长期地震预报的重要数据。重要数据。基于特征地震周期性复发模型，预计在基于特征地震周期性复发模型，预计在19871993年发生的年发生的Parkfield地震，推迟至地震，推迟至2004年才发生。年才发生。20042004 世界范围的活断层研究表明，活断层的错动速率很世界范围的活断层研究表明，活断层的错动速率很小，一般为小，一般为每年不足每年不足1mm1mm到几毫米到几毫米，最强的也仅有每年，最强的也仅有每年几十毫米。板块边缘断层最强，一般为几几
26、十毫米。板块边缘断层最强，一般为几cmcma a，如美，如美国加州圣安德烈斯断层带最大速率为国加州圣安德烈斯断层带最大速率为5cm/a5cm/a。错动速率错动速率一般通过重复、一般通过重复、精密精密地形测量和研究地形测量和研究第四纪沉积物年代及其错位量而获得。临震前第四纪沉积物年代及其错位量而获得。临震前往往加速，震后逐渐减缓。往往加速，震后逐渐减缓。 自上新世晚期以来，我国自上新世晚期以来，我国活断层活断层的错动速率的错动速率华北为每年不足华北为每年不足1mm到数到数mm(鄂尔多斯周边鄂尔多斯周边)，华南、东北则一般华南、东北则一般每年每年小小于于0.1mm。西部则达每年数西部则达每年数mm
27、至至l0mm以上，以上，具有明显具有明显的区域性。的区域性。 教材教材P93-94 在地震地质、现代构造运动和大型工程设施在地震地质、现代构造运动和大型工程设施区域稳定性研究中，确定断层区域稳定性研究中，确定断层最后一次活动时间最后一次活动时间至关重要。目前有两类确定方法：至关重要。目前有两类确定方法： 其一为确定断层活动时代区间，即活动年代其一为确定断层活动时代区间，即活动年代的上限和下限，多以被断层错断或未错断的地质的上限和下限，多以被断层错断或未错断的地质体（地层）或地貌的年代来表示；体（地层）或地貌的年代来表示； 其二为直接测定断层活动过程中产生的物质其二为直接测定断层活动过程中产生的
28、物质的年代（相对年龄测定和绝对年龄测定），即提的年代（相对年龄测定和绝对年龄测定），即提取断层活动生成的地质时期的计时信息。取断层活动生成的地质时期的计时信息。（4 4）活断层的年龄判据）活断层的年龄判据包括汶川包括汶川8级地震在内，揭露了级地震在内，揭露了3次地震事件：次地震事件： 汶川地震汶川地震 1.80.2ka BP 18.5 2.7ka BP白鹿镇中心学校探槽（冉勇康，白鹿镇中心学校探槽（冉勇康，2010） 包括汶川包括汶川8级地震在内，揭露了级地震在内，揭露了2次地震事件次地震事件: 汶川地震汶川地震 4000a BP左右左右 （发生于地层（发生于地层U2沉积之后）沉积之后）小鱼洞
29、镇罗元村探槽（冉勇康，小鱼洞镇罗元村探槽（冉勇康，2010） 地貌标志地貌标志地质标志地质标志水文地质标志水文地质标志历史地震和地表错断资料标志历史地震和地表错断资料标志地形变、地震等监测资料地形变、地震等监测资料四、活断层的鉴别标志四、活断层的鉴别标志 （1）地貌标志：）地貌标志：两种截然不同的地貌单元的分界线；两种截然不同的地貌单元的分界线；错断同一地貌单元，错断同一地貌单元，如冲沟、溪流、阶地、冲积扇如冲沟、溪流、阶地、冲积扇和山脊；和山脊；沿陡峻断层陡崖往往形成沿陡峻断层陡崖往往形成崩塌群、滑坡群、泥石流群崩塌群、滑坡群、泥石流群；伴有地震现象的活断层，地表出现伴有地震现象的活断层，地
30、表出现断层陡坎断层陡坎和和地裂缝地裂缝龙日乡北东侧龙日坝断层断错地貌龙日乡北东侧龙日坝断层断错地貌理塘断裂理塘断裂理塘盆地段的地震地表破裂带理塘盆地段的地震地表破裂带 （2）地质标志）地质标志 最新沉积物的错断最新沉积物的错断:错断第四系地层特别是错断或扰错断第四系地层特别是错断或扰动上更新统或全新统地层；动上更新统或全新统地层； 活断层带物质结构松散，未胶结；活断层带物质结构松散，未胶结； 老断层的破碎带有不同程度的胶结老断层的破碎带有不同程度的胶结 。(3)(3)水文地质标志水文地质标志 导水性和透水性较强，导水性和透水性较强， 泉水泉水（尤其是（尤其是温泉）温泉），常沿断裂带呈线状分布。
31、常沿断裂带呈线状分布。如川西活动断裂带如川西活动断裂带鲜水河断裂，沿断裂带鲜水河断裂，沿断裂带发育了发育了 3030多个温泉。多个温泉。(4) (4) 历史地震和地表错断资料标志历史地震和地表错断资料标志 地震记载地震记载: 各县志均对该县历史地震破坏情况有详各县志均对该县历史地震破坏情况有详细描述。细描述。古建筑的错断、地面变形古建筑的错断、地面变形: 宁夏石咀山红果子沟一宁夏石咀山红果子沟一带的活断层，将明代长城边墙水平错开带的活断层，将明代长城边墙水平错开1.45m(右旋右旋)，且西升东降，垂直断距约且西升东降，垂直断距约0.9m。 (5)(5)地形变、地震监测资料地形变、地震监测资料
32、重复精密水准测量和三角测量重复精密水准测量和三角测量 密集的地震台网监测密集的地震台网监测LiDAR(激光雷达）即激光雷达）即Light Detection And Ranging，大致大致分为机载和地面两大类。分为机载和地面两大类。机载机载LiDAR是一种主动式对地观测系统，其传感器发射的是一种主动式对地观测系统，其传感器发射的激光脉冲能部分地穿透树林遮挡，直接获取高精度三维地激光脉冲能部分地穿透树林遮挡，直接获取高精度三维地表地形数据。生成高精度的数字地面模型表地形数据。生成高精度的数字地面模型DTM、等高线图，、等高线图，具有传统摄影测量和地面常规测量技术无法取代的优越性。具有传统摄影测
33、量和地面常规测量技术无法取代的优越性。 利用利用LiDAR探测到的伊德里亚（探测到的伊德里亚（Idrija）断层迹线）断层迹线原始数据原始数据剔除植被后的数据剔除植被后的数据 地球物理标志地球物理标志 地热异常带；地球化学异常带；重力异常地热异常带；地球化学异常带；重力异常带；地磁异常带。带；地磁异常带。 遥感影像：遥感影像： 具有明显的线性影像具有明显的线性影像西大滩遥感影像图西大滩遥感影像图 选址以选址以避让避让为主，否则必须考虑建为主，否则必须考虑建筑类型和防抗措施。筑类型和防抗措施。 （1 1）避开活动断裂带避开活动断裂带，特别是高坝、核电站等，特别是高坝、核电站等重要工程。重要工程。
34、 （2 2）铁路、公路、运河、桥梁等跨越活断层时，）铁路、公路、运河、桥梁等跨越活断层时，应尽量使其应尽量使其与活断层大角度相交与活断层大角度相交，并避开主断层。，并避开主断层。 （3 3）采取与之适宜的）采取与之适宜的建筑型式建筑型式和和结构措施结构措施。如堆。如堆石坝、桥梁（结构措施）。石坝、桥梁（结构措施）。五、活断层区规划设计建筑物的原则五、活断层区规划设计建筑物的原则 接近地球表面的岩层中接近地球表面的岩层中弹性波传播弹性波传播所引起所引起的的震动震动称为称为地震地震。按其成因可分为。按其成因可分为构造地震构造地震、火山地震火山地震和和陷落地震陷落地震。此外，还有由于水库蓄。此外，还
35、有由于水库蓄水、采矿、核爆、深井注水引起的水、采矿、核爆、深井注水引起的诱发地震诱发地震。 其中，其中，构造地震构造地震是现代地壳运动所产生的是现代地壳运动所产生的一种突发事件，是地球上分布最广、数量最多、一种突发事件，是地球上分布最广、数量最多、危害最为严重的地震，世界上危害最为严重的地震，世界上8080以上以上的地震的地震和和所有的强烈地震所有的强烈地震均属构造地震。均属构造地震。第三节第三节 地震地震 硬脆性材料硬脆性材料介质条件介质条件 活动断裂的锁固段（端点、拐点、交汇点、活动断裂的锁固段（端点、拐点、交汇点、 分枝点、错列点）分枝点、错列点）结构条件结构条件 新构造活动强烈地段新构
36、造活动强烈地段构造应力场条件构造应力场条件 一、地震地质及地震波基础一、地震地质及地震波基础 1. 1. 强震发生的地质条件强震发生的地质条件光测弹性力学模拟实验（光测弹性力学模拟实验（experiment by photoelasticexperiment by photoelastic method method）简称光简称光弹性实验、光弹性模拟实验，是采用具有特殊性质（暂时双折射现象）的弹性实验、光弹性模拟实验，是采用具有特殊性质（暂时双折射现象）的透明材料制成研究对象的模型，用仪器测出模型在相似载荷作用下光学性透明材料制成研究对象的模型，用仪器测出模型在相似载荷作用下光学性质的变化，以
37、达到分析模型中的应力分布之实验方法。其测量仪器简称质的变化，以达到分析模型中的应力分布之实验方法。其测量仪器简称光光弹仪弹仪，地质力学中常用光弹法模拟构造型式应力场和构造体系复合地区的，地质力学中常用光弹法模拟构造型式应力场和构造体系复合地区的现今构造应力场，为地震和其他地质环境灾害的预测预报提供依据。现今构造应力场，为地震和其他地质环境灾害的预测预报提供依据。地震波包括两种，在介质内部传播的地震波包括两种，在介质内部传播的体波体波和限和限于界面附近传播的于界面附近传播的面波面波。 2. 2. 地震波地震波纵波是由震源传出的纵波是由震源传出的压缩波压缩波，质点振动与波的传播方向，质点振动与波的
38、传播方向一致，一疏一密向前推进，一致，一疏一密向前推进，周期短，振幅小周期短，振幅小。横波是震源向外传播的横波是震源向外传播的剪切波剪切波，质点振动方向与波的前，质点振动方向与波的前进方向垂直，传播时介质的体积不变但形状改变，进方向垂直，传播时介质的体积不变但形状改变，周期周期长，振幅大长，振幅大。 纵波比横波的速度快纵波比横波的速度快，一般近地表处岩石中，一般近地表处岩石中V Vp p=5=56km/s6km/s，V Vs s=3=34km/s4km/s。所以仪器记录的地震谱总是振幅。所以仪器记录的地震谱总是振幅小的纵波最先到达，故纵波也叫小的纵波最先到达，故纵波也叫P P波（初波波（初波P
39、rimary Primary wavewave），横波其次到达，故也叫），横波其次到达，故也叫S S波（次波波（次波secondary secondary wavewave）。）。 体波体波包括包括纵波纵波和和横波横波注注: S波不能在液体内传播波不能在液体内传播根据弹性理论，根据弹性理论，面波面波是是体波体波到达地表后激发的到达地表后激发的次生波次生波，限于在地面运动，向地面以下迅速消失。限于在地面运动，向地面以下迅速消失。面波面波分为分为瑞利波瑞利波和和勒夫勒夫波波振幅最大，振幅最大，波长和周期波长和周期最长，最长，传播速度较传播速度较体波慢体波慢建筑物破建筑物破坏通常由坏通常由横波和面横
40、波和面波造成波造成面波面波地震波记录图地震波记录图 地震震级地震震级是衡量地震本身大小的尺度。由地震是衡量地震本身大小的尺度。由地震所释放出来的所释放出来的能量大小能量大小来衡量。释放能量越大，来衡量。释放能量越大，则震级越大。则震级越大。二、地震的震级和烈度二、地震的震级和烈度 基本定义：基本定义：距震中距震中100km100km处的处的标准地震仪标准地震仪在地面所记在地面所记录的以录的以微米微米表示的最大振幅表示的最大振幅A A的对数值。的对数值。M=lgAM=lgA（据（据C.F.C.F.李希特）李希特）(周期周期0.8s，阻尼比，阻尼比0.8，最大静力放大倍率，最大静力放大倍率2800
41、倍倍)地震所释放的能量很大，一个地震所释放的能量很大，一个7 7级级地震所释放的能量，约相当于地震所释放的能量，约相当于3030个两万吨级原子弹的能量。个两万吨级原子弹的能量。震级和能量之间不是简单的比例震级和能量之间不是简单的比例关系，而是对数关系，关系，而是对数关系，震级相差震级相差一级，能量约相差一级，能量约相差3333倍倍。 微震微震 2 2级以下级以下有感地震有感地震 2-42-4级级破坏性地震破坏性地震 5 5级以上级以上强烈地震强烈地震 7 7级以上级以上注：1erg（尔格）=10-7J 地震烈度的大小与地震烈度的大小与震级、震源深度、震中距震级、震源深度、震中距及及地地震传播介
42、质的性质震传播介质的性质等有关。一般震级越大，震源深度等有关。一般震级越大，震源深度越小，距震中越近，地震烈度越大；反之则越小。越小，距震中越近，地震烈度越大；反之则越小。 地震烈度：地震烈度：是是衡量地震所引起的地面震动强烈程衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度。度的尺度。 判断烈度大小是根据人的感觉、家具及物品的震动情判断烈度大小是根据人的感觉、家具及物品的震动情况、建筑物的破坏情况以及地面破坏现象等因素综合考虑况、建筑物的破坏情况以及地面破坏现象等因素综合考虑确定的。目前，世界各国编制的烈度表有数十种。我国使确定的。目前，世界各国编制的烈度表有数十种。我国使用的是用的是1212度度（
43、）烈度表。烈度表。 一次地震只有一个一次地震只有一个震级震级，但在不同地点，烈度大，但在不同地点，烈度大小可以不同。小可以不同。烈烈度度人的感觉人的感觉一般房屋一般房屋其他现象其他现象参考物理指标参考物理指标大多数房屋震大多数房屋震害程度害程度平均震害指平均震害指数数加速度加速度(水平水平向向)cm/s2速度速度(水平水平向向)cm/s无感无感室内个别静止中的人感觉室内个别静止中的人感觉室内多数静止中的人感觉室内多数静止中的人感觉门、窗轻微作门、窗轻微作响响悬挂物微动悬挂物微动室内多数人感觉。室外少室内多数人感觉。室外少数人感觉。少数人梦中惊数人感觉。少数人梦中惊醒。醒。门、窗作响门、窗作响悬
44、挂物明显摆动，器悬挂物明显摆动，器皿作响皿作响室内普遍感觉。室外数人室内普遍感觉。室外数人感觉。多数人梦中惊醒。感觉。多数人梦中惊醒。门窗、）门窗、）屋屋顶屋架颤动作顶屋架颤动作响，灰土掉落，响，灰土掉落，抹灰出现微细抹灰出现微细裂缝裂缝不稳定器物翻倒不稳定器物翻倒31(22-44)3(2-4)惊慌失措，仓惶逃出惊慌失措，仓惶逃出损坏损坏-个别砖瓦个别砖瓦掉落、墙体微掉落、墙体微细裂缝细裂缝0-0.1河岸和松土上出现裂河岸和松土上出现裂缝。缝。饱和砂层出现。饱和砂层出现喷砂冒水。地面上有喷砂冒水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝、的砖烟囱轻度裂缝、掉头掉头63(45-89)6(5-9)大多数人仓皇逃出
45、大多数人仓皇逃出轻度破坏轻度破坏局局部破坏、开裂部破坏、开裂,但不妨碍使用但不妨碍使用0.11-0.30河岸出现坍方。饱和河岸出现坍方。饱和砂层常见喷砂冒水。砂层常见喷砂冒水。松软土著人上地裂缝松软土著人上地裂缝较多。大多数砖烟囱较多。大多数砖烟囱中等破坏中等破坏125(90-177)13(10-18)中国地震烈度表中国地震烈度表(1980) (据国家地震局工程力学研究所据国家地震局工程力学研究所)摇晃颠簸摇晃颠簸,行走行走困难困难中等破坏中等破坏-结构受损结构受损,需要修理需要修理0.31-0.50干硬土亦有裂缝。干硬土亦有裂缝。大多数砖烟囱严大多数砖烟囱严重破坏重破坏250（178-353
46、）25（19-35）坐立不稳。行动坐立不稳。行动的人可能摔跤的人可能摔跤严重破坏严重破坏墙体龟裂，墙体龟裂，局部倒塌，局部倒塌，修复困难修复困难0.51-0.70干硬土上有许多干硬土上有许多地方出现裂缝地方出现裂缝,基岩上可能出现基岩上可能出现裂缝。滑波、塌裂缝。滑波、塌方常见。砖烟囱方常见。砖烟囱出现倒塌出现倒塌500（354-707）50（36-71）骑自行车的人会骑自行车的人会摔倒。外不稳状摔倒。外不稳状态的人会摔出几态的人会摔出几尺远。有抛起感尺远。有抛起感倒塌倒塌-大部大部倒塌，不倒塌，不堪修复堪修复0.71-0.90山崩和地震断裂山崩和地震断裂出现。基岩上的出现。基岩上的拱桥破坏，
47、大多拱桥破坏，大多数砖烟囱从根部数砖烟囱从根部破坏或倒毁破坏或倒毁1000(708-1414)100(72-141)毁灭毁灭0.91-1.00地震断裂延续很地震断裂延续很长。山崩常见。长。山崩常见。基岩上拱桥毁坏基岩上拱桥毁坏地面剧烈变化，地面剧烈变化，山河改观山河改观 中国地震烈度表（中国地震烈度表（19801980）使用说用使用说用 （）烈度（）烈度VIVI度，判定地震烈度以房屋震害为主，人的感觉仅供参考；度，判定地震烈度以房屋震害为主，人的感觉仅供参考；XX度应结合建筑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；物或构筑物的破坏程度，并根据地表现象来确定；XIXI、XIIXI
48、I度的评定，需要专门研究。度的评定，需要专门研究。 （）（）“一般房屋一般房屋”在在中国地震烈度表（中国地震烈度表（19801980）中指土构架和土、石砖墙构造的旧中指土构架和土、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，烈度表中的也开始设防，烈度表中的“一般房屋一般房屋”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，可根据具体情坏程度对烈
49、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。况，对表列各烈度的震害程度和震害指数予以提高或降低。 （）（）“人的感觉人的感觉”指平房内或楼房低层内人的感觉。指平房内或楼房低层内人的感觉。 （）表中（）表中震害指数震害指数是对上述是对上述“一般房屋一般房屋”而言。而言。“完好完好”为，为，“毁灭毁灭”为，中间为，中间按表列震害程度分级。按表列震害程度分级。平均震害指数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。或抽查的方法确定之。 （）
50、使用本表时可根据地区具体情况，作出临时的补充规定。（）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。（）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：（）表中数量词的说明：个别：以下；少数：；多数：；大多数：；普遍：以上。；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（）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。，在调查中应结合设防情况进行评估。 简易烈度表 烈度 破坏性 主 要 判 据 震级 I 微震
51、 只有仪器记录 3.5 II 轻震 极少人数敏感之人有感 3.5 III 小震 少数休息之人有感，震动如大车使过 4 IV 弱震 行动中人亦有感，吊物摇动 4.5 V 强震 人人有感，睡者震醒 5 VI 损坏 树木摇动，架上东西掉落，老朽的劣质房屋损坏 5.5 VII 轻破坏 人惊逃，房屋普遍掉土，壁面裂，不好的房屋有倾倒 6 VIII 破坏 砖砌房屋裂缝，烟囱倒；一般建筑物严重破坏 6.5 IX 重破坏 地裂，喷水带泥沙；水管折裂，建筑物多倒塌 7 X 毁坏 地裂成渠，山崩滑坡，桥梁水坝损坏，铁轨轻弯 7.5 XI 毁灭 很少建筑物能保存，铁轨扭曲，地下管道破坏，水泛滥 8 XII 大灾难
52、全面破坏，地面起伏如波浪 8.5 （据中国地震 ，李善邦，1981） 汶川地震烈度分布汶川地震烈度分布基本烈度：基本烈度：指在今后一定时间（一般按指在今后一定时间（一般按100100年考虑）年考虑）和一定地区范围内，一般场地条件下可能遭遇的最和一定地区范围内，一般场地条件下可能遭遇的最大烈度。大烈度。 见见“中国地震动参数区划图中国地震动参数区划图” ” 两种类型：两种类型：基本烈度、设防烈度基本烈度、设防烈度 P P104104 设防烈度：设防烈度：也叫也叫设计设计烈度，是按国家规定的权限批烈度，是按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
53、一般情一般情况，取况，取5050年内超越概率年内超越概率10%10%的地震烈度。的地震烈度。 抗震设防烈度抗震设防烈度为为度及以上度及以上地区的建筑，必须进地区的建筑，必须进行抗震设计。行抗震设计。（建筑抗震设计规范（建筑抗震设计规范GB50011-2010GB50011-2010） 三、我国地震的分布及地震地质的三、我国地震的分布及地震地质的基本特征基本特征我国处于欧亚大陆板块与印度洋板块、太平洋板块交接部位附近，地震活动强烈，是世界上最大的一块板内地震区。我国地震构造环境我国地震构造环境中国大陆地处欧亚板块东南部，受印度板块和太平洋板块夹持中国大陆地处欧亚板块东南部，受印度板块和太平洋板块
54、夹持我国位于环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇带我国位于环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇带l分布广分布广l频度高频度高l强度大强度大l震源浅震源浅我国的地震活动特点我国的地震活动特点（1 1）强震活动一般分布于区域性活动断裂带内）强震活动一般分布于区域性活动断裂带内 例如：例如：红河断裂、小江断裂、鲜水河断裂、安宁河红河断裂、小江断裂、鲜水河断裂、安宁河断裂、龙门山断裂等断裂、龙门山断裂等（2 2）西部地区地震活动的强度和频度明显大于东部）西部地区地震活动的强度和频度明显大于东部（3 3）强震活动经常发生在断裂带应力集中的特定地段）强震活动经常发生在断裂带应力集中的特定地段（4 4）绝大多数强震
55、发生在稳定断块边缘的深大断裂带上）绝大多数强震发生在稳定断块边缘的深大断裂带上（5 5）裂谷型断陷盆地控制强震的发生）裂谷型断陷盆地控制强震的发生 例如：例如：银川地堑、汾渭地堑银川地堑、汾渭地堑我国地震地质的基本特征我国地震地质的基本特征（2323个地震带）个地震带）我国我国大于大于6级级的地震的空的地震的空间分布极不间分布极不均匀，大致均匀，大致以东经以东经105为界。为界。西部地震广西部地震广泛分布，东泛分布，东部地震相对部地震相对稀少，震级稀少，震级均未达到均未达到8级。级。1900年以来我国年以来我国5级以上地震活动级以上地震活动95级级6级级7级级8级级空间格局：西强东弱空间格局：
56、西强东弱（1 1）振动破坏效应）振动破坏效应（2 2）地面破坏效应）地面破坏效应（3 3）斜坡破坏效应）斜坡破坏效应四、地震效应四、地震效应 在地震影响范围内，场地会出现各在地震影响范围内，场地会出现各种破坏作用，通称为地震效应。种破坏作用，通称为地震效应。 （1 1）振动破坏效应：）振动破坏效应：由于地震力作用由于地震力作用直接直接引起的建筑物破坏。引起的建筑物破坏。原因：承重原因：承重结构的强度不够、结构刚度或整体性不足。结构的强度不够、结构刚度或整体性不足。 特征周期（卓越周期）特征周期（卓越周期）: 地表岩土体对基岩传来的不同周期的地震波有地表岩土体对基岩传来的不同周期的地震波有选择放
57、大选择放大作用，某种岩土体总是以某种周期的波选择放大得尤为明作用，某种岩土体总是以某种周期的波选择放大得尤为明显和突出，这样就会使地震记录图上的这种波记录得多而显和突出，这样就会使地震记录图上的这种波记录得多而好，这种周期就是该表层岩土体的特征周期好，这种周期就是该表层岩土体的特征周期（卓越周期）（卓越周期）。 特征周期的实质：是波的共振，即当地壳深部传来的特征周期的实质：是波的共振，即当地壳深部传来的地地震波周期震波周期与与地表岩土体的自振周期地表岩土体的自振周期相同时，由于共振作相同时，由于共振作用而使地表振动加强。用而使地表振动加强。 表层岩土体的卓越周期表层岩土体的卓越周期T T可由剪
58、切振动微分方程导出可由剪切振动微分方程导出: : T=4H/VT=4H/VS S式中：式中：H H为岩土层厚度，为岩土层厚度，V VS S为剪切波速度，为剪切波速度，显然层厚越大，剪显然层厚越大，剪切波速度越低（岩土越松软），卓越周期就越长。切波速度越低（岩土越松软），卓越周期就越长。基岩的卓越周期约为基岩的卓越周期约为0.15s，更新统坚实土层为更新统坚实土层为0.2-0.5s，全新统较松散软土层为全新统较松散软土层为0.3-0.8s，巨厚松散软土层为巨厚松散软土层为0.5-1.1s。巨厚层松软土的巨厚层松软土的卓越周期卓越周期显著显著偏长偏长，可能引起木结构及高，可能引起木结构及高层建筑（
59、层建筑（自振周期自振周期较长较长）共振而破坏。）共振而破坏。19231923年，日本关东年，日本关东7.97.9级大地震：冲积层越厚，木结构房级大地震：冲积层越厚，木结构房屋的震害越严重；屋的震害越严重；19671967年，委内瑞拉加拉加斯年，委内瑞拉加拉加斯6.46.4级地震：该市东部记录到级地震：该市东部记录到的最大水平加速度仅为的最大水平加速度仅为0.06-0.08g0.06-0.08g，西部为，西部为0.1-0.13g0.1-0.13g，但东部高层建筑破坏率明显大于西部，主要原因：东部全但东部高层建筑破坏率明显大于西部，主要原因：东部全新统冲积层厚新统冲积层厚40-30040-300米
60、，西部厚米，西部厚45-9045-90米。米。（2 2）地面破坏效应：）地面破坏效应：（a）破裂效应：破裂效应：破坏性地震如果震源较浅，断层破坏性地震如果震源较浅，断层错动可以直达地表造成地表错断，对建于其上的房屋、错动可以直达地表造成地表错断，对建于其上的房屋、大坝、道路、管线等造成直接破坏。大坝、道路、管线等造成直接破坏。（b）地基效应：地基效应：如果建筑物地基强度很低或地震如果建筑物地基强度很低或地震动加速度很大，就会导致地基承载力的下降、丧失，动加速度很大，就会导致地基承载力的下降、丧失，由此造成的建筑物破坏即属由此造成的建筑物破坏即属地基失效地基失效造成的破坏。例造成的破坏。例如软土
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