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第五章 强地震动

强地震动 对工程结构有显著影响乃至造成结构破坏的地 震动称为强地震动。震害调查和研究表明强地 震动是房屋和工程结构破坏的根本原因之一， 也是工程结构地震反应分析的输入。基于强震 观测资料，研究强地震动特性和强地震动预测 是工程地震学或强震地震学的研究内容，是地 震工程的重要内容。

强地震动 强震动观测 强地震动特征和参数 强地震动衰减 强地震动预测

5.1 强震观测强震观测的目的和意义： 强震动观测是认识强地震动特征和各类工 程结构地震反应特性的主要手段。 强震观测记录还可应用于烈度速报、地震 预警、震害快速评估、地震应急及结构振 动控制、结构健康诊断等领域。

5.1 强震观测强震观测与测震观测的区别： 强震动观测关心的是可能引起工程结构损坏和 生命财产损失的强烈地震动的特性。所以，一 般来说，强震动观测要测量的是离强烈地震震 源二、三百公里范围内的地面运动过程，尤其 是强烈地震震中地区的地面运动过程。测量的 物理量主要是直接与地震力相关的加速度。由 于强地震发生几率很小，仪器一般采用触发运 行方式，强震动观测台站也普遍采用无人值守 方式。5

5.1 强震观测强震观测与测震观测的区别： 测震观测关心的是地震活动性和地震的震 源特性，尤其是地震波的精确到达时间、 震源位置和初动方向等。因此它主要测量 微小地震和较远的地震，要求仪器连续运 行、有较高的灵敏度，并以地震动的位移 过程为记录量。

5.1 强震观测我国强震动观测的现状 ： 早在1956年草拟第一个科学发展纲要时，我国地 震工程的奠基人刘恢先教授就倡议开展强震动观 测工作。在他的主持下，工程力学研究所从60年 代初就开展了有关的研究。1962年在新丰江大坝 上布设了我国第一个试验性强震动观测台。1966 年邢台地震和1976年唐山大地震后，强震动观测 台网有了一定程度的发展。7

5.1 强震观测我国强震动观测的现状 ： 经过近30年的缓慢发展，“八五”末期，我国布 设的固定强震动观测台站只有近300个(包括结 构台阵),另有数十台强震动仪用于流动观测。

5.1 强震观测我国强震动观测的现状 ： “九五”期间，中国地震局加大了对强震动观测的投入， 强震动观测台网有了一定程度的发展。中国地震局系共增 设固定台60个，流动台30个；在中国地震局防灾大楼布设 了有21个测点的结构地震反应遥测台阵，扩建了唐山响嘡 场地条件影响台阵，这些台阵都采用数字强震动观测仪器 和电话拨号遥测方式，在技术上达到

了国际先进水平。同 时，还在首都圈地区建立了小规模的地震动强度(烈度) 速报台网，该台网由80个电话拨号子台、72个卫星和 DDN专线传输子台、一个国家烈度速报台网中心和3个分 中心组成。 9

5.1 强震观测我国强震动观测的现状 ： 随着经济和科学技术的迅速发展，我国已经具备了加速发 展强震动观测台网的经济实力和技术条件。十五期间，国 家投入巨资建设中国数字强震动台网。我国的强震动观测 迎来了前所未有的发展机遇。中国数字强震动台网集中在 国务院批准的21个地震重点监视防御区进行建设，目标是 建设一个初具规模的有线遥测台网。2007年底，中国数字 强震动台网完成了预定建设目标，主要包括：

5.1 强震观测我国强震动观测的现状 ： (1)在21个国家地震重点监视防御区布设了1154个自由 场固定强震动遥测台。其中8个地震重点监视防御区的固 定台网密度达到约600平方公里一台，平均台距约25km; 另外13个重点监视防御区的台网密度则达到每1800平方 公里一台，平均台距约42km。 (2)在北京、天津、兰州、乌鲁木齐、昆明五个大城市 建成了分别由80或50个遥测子台和1个速报中心组成的地 震动强度(烈度)速报台网。速报子台总数为310个。11

5.1 强震观测我国强震动观测的现状 ： (3)建成了12个强震动观测专用台阵，包括活断层影响 台阵1个，地震动衰减台阵2个，场地影响台阵2个，地形 影响台阵1个，典型建筑地震反应台阵4个，大型桥梁地震 反应台阵1个，大型水坝地震反应台阵1个。 (4)建成了一个国家强震动流动观测基地和西南、西北、 东南三个区域强震动流动观测基地，总共配备200台数字 强震动仪。

5.1 强震观测我国强震动观测的现状 ： (5)建立了一个国家强震动观测中心和西南、西北、东 南三个区域强震动观测中心。主要职责是回收处理强震动 记录、并承担相应区域的流动观测任务。国家强震动观测 中心还建立了强震动观测仪器的检定系统，建立国家强震 动观测数据库并提供网上数据服务。 (6)编制了强震动台网技术规程、台网监控管理和强震 动记录处理分析等专用软件。 中国数字强震动台网除了全部采用先进的数字强震动观测仪器外，对 每个固定台站都进行了详细的场地勘测，包括钻孔、波速测量和脉动 测量等。13

5.1 强震观测

5.1 强震观测我国强震动观测的现状 ： 在2008年5月12日汶川8.0级大地震中, 中国数字 强震动台网有400多个台站获得了记录，大大丰 富了我国的强震动记录数据库,填补了我国缺乏近 场强地震记录的空白。

5.1 强震观测

强震仪 ：(一)模拟记录式强震仪 早期的强震动仪均为模拟记录式强震动仪，包括光记录式强震动仪、 机械记录式强震动仪、电流计记录式强震动仪和模拟磁带记录式强震 动仪等。机械式或光电式，将光点透射到拾振器的镜片，再反射到胶 卷或感光纸上。或用拾振器的电信号使电流计偏转，用光记录电流计 的镜片偏转角度；或用宝石笔尖在蜡纸上刻画。 这些记录方式造成很大的失真，读取数据极为不便。此后直接将电信 号记录在磁带上，又进一步将模拟信号转换为数字信号记录，为处理 记录带来方便，而且减少了信号在各种转换过程中的失真与损失。

5.1 强震观测 现在国内仍在使用的模拟记录式强震仪主要有RDZ1-12-66、SMA1和 GQⅢA等。

强震仪 ：

RDZ1-12-66型强震动加速度仪

5.1 强震观测 现在国内仍在使用的模拟记录式强震仪主要有RDZ1-12-66、SMA1和 GQⅢA等。

强震仪 ：

SMA1型强震动仪

5.1 强震观测强震仪 ：(二)数字记录式强震仪 数字磁带强震仪是将地震动自动记录在数字磁带上，优点是动态范围 大，地震记录保存和处理方便，且解决了丢头问题。 固态存储式强震仪是将地震动记录在存储器或硬盘上，比磁带记录更 方便可靠 。