第三章地震与砂土液化工程地质研究

工程地质学中砂土体液化的研究和分析

第三章地震与砂土液化工程地质研究地震与地震波地震活动性地震震害(砂土液化)结构的抗震设防

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一、地震与地震波1.地震及其成因地震：在地壳表层因弹性波传播所引起的振动作用或现象按成因：(1)构造地震：由于地壳运动，推挤地壳岩层使其薄弱部位发生断裂而引起的地震。构造地震破坏性大，影响范围广。

(2)火山地震：由于火山爆发，岩浆猛烈冲出地面而引起的地震。这类地震在我国很少见。

(3)陷落地震：由于地表或地下岩层突然大规模陷落或崩塌而造成的地震。这类地震的震级很小，造成的破坏也很小。

(4)诱发地震：由于水库蓄水或深井注水等引起的地震。

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构造地震的发生与发展

地震序列：在一定时间内(一般是几十天至数月)相继发生在相邻地区的一系列大小地震称为地震序列。

主震：在某一地震序列中，其中最大的一次地震叫主震。前震：在主震之前发生的地震。余震：在主震之后发生的地震。

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按主震震级是否突出：(1)主震型地震：在一个地震序列中，若主震震级很突出，其释放的能量占全序列中的绝大部分的叫主震型。

(2)群震型或多发型地震：在一个地震序列中，若主震震级不突出，主要地震能量是由多个震级相近地震释放出来的叫群震型。

(3)孤立型或单发型地震：在一个地震序列中，若前震和余震都很少，甚至没有，绝大部分地震能量都是通过主震一次释放出来的叫孤立型。

据统计，上述三种类型地震中主震型地震占60%,群震型地震占30%,单发型地震占10%。

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按震源的深浅不同：(1)浅源地震：震源深度在 70 km以内，一年中全世界所有地震释放能量的约85%来自浅源地震。

(2)中源地震：震源深度在 70-300km,一年中全世界所有地震释放能量的约 12%来自中源地震。

(3)深源地震：震源深度超过 300km,一年中全世界所有地震释放能量的约 3%来自深源地震。

震源：断层形成的地方，即大量释放能量的地方。震源不是一个点，而有一定的范围和深度。

震中：震源正上方的地面位置。

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2.地震波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。

体波

(1)纵波：由震源向外传播的疏密波，其介质质点的振动方向与波的前进方向一致。特点：周期短，振幅小，速度快。

(2)横波：由震源向外传播的剪切波，其介质质点的振动方向与波的前进方向垂直。特点：周期较长，振幅较大。

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根据弹性理论，纵波的传播速度大约为横波的1.67倍，说明纵波的传播速度快，因此也把纵波叫初波，横波叫次波。

面波：只限于在地面附近传播的波，也就是体波经过地层

界面多次反射形成的次生波。周期长，振幅大，比体波衰减慢，能传播到很远的地方。

面波包括：瑞利波和勒夫波

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地震波记录图从实际地震时记录到的地震波可以看出，首先达到的是纵波(初波、P波),接着是横波(次波、S波),面波到达的最晚。一般情况下，当横波或面波达到时，振幅增大，地面振动最猛烈，造成的危害也最大。

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3.地震强度(通常用震级和烈度反映)震级：表示一次地震本身强弱程度的大小。里氏震级：

M= log A

式中 A是标准地震仪(周期0.8s,阻尼系数0.8,放大倍数2800倍的地震仪)在距震中100km处记录的以微米为单位的最大水平地动位移 (单振幅)。震级与地震释放能量E之间存在关系： lg E

= 4.8+ 1.5M

即震级每差一级，地震释放的能量相差32倍。地震按震级大小分为：微震有感地震 4级破坏性地震大震特大地震 5级 7级 8级

2级

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地震烈度指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。烈度主要与震中距离、地震大小、震源深度、地震的传播介质、表土性质、建筑物的动力特性和施工质量等许多因素有关。

地震烈度表为评定地震烈度，需要建立一个标准，这个标准就是地震烈度表。它以描述震害宏观现象为主，即根据建筑物的破坏程度、地貌变化特征、地震时人的感觉、家具的动作反应等进行区分。日本采用8个等级的地震烈度表。一些欧洲国家采用10度划分的地震烈度表。我国和世界上大多数国家都采用12度划分的地震烈度表。见P102表7-3。

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4.地震区划与地震影响地震烈度区划图 (地震危险性分析概率方法)

地震基本烈度：在50年期限内，一般场地条件下可能遭遇超越概率为10%的地震烈度值。一般情况下，抗震设防烈度可采用我国地震烈度区划图的地震基本烈度或与《抗震规范》设计基本地震加速度对应的烈度值。常用术语： (1)震源深度 (2)震中距 (3)震源距 (4)极震区 (5)等震线

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二、地震活动性1.世界地震活动性地球上的4个主要地震带： (1)环太平洋地震带 (2)欧亚地震带全球约80%浅源地震和90%的中深源地震，以及几乎所有的深源地震都集中在这一地带。除分布在环太平洋地震带的中深源地震外，几乎所有的其他中深源地震和一些大的浅源地震都发生在这一地震活动带。 (3)沿北冰洋、大西洋和印度洋中主要山脉的狭窄浅震活动带 (4)地震活跃的断裂谷

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世界地震震中分布略图

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2.我国地震活动性我国的2条主要地震带： (1)南北地震带 (2)东西地震带我国大致可划分为6个地震活动区： (1)台湾及其附近海域 (2)喜马拉雅山脉活动区 (3)南北地震带 (4)天

山地震活动区 (5)华北地震活动区 (6)东南沿海地震活动区

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我国境内震级大于或等于6的强震震中分布

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3.近期世界地震活动性时间 1999.8 1999.11 1999.9.21 2001.1.26 2001.2 2003.2.24 2003.5.21 2003.12.26地点土耳其西北部土耳其台湾省中部印度西部萨尔瓦多中国新疆阿尔及利亚北部伊朗东南部克尔曼省巴姆地区摩洛哥北部日本新潟县印度尼西亚苏门答腊岛附近海域震级 7.4 7.2 7.3 7.9 6.6 6.8 6.2 6.3 15000多人死亡近1000人死亡，5000多人受伤 2000多人死亡超过两万人死亡， 16万人受伤 827人死亡 268人死亡近2300人死亡，1万余人受伤至少3万人死亡，5万多人受伤，巴姆古城70%的住宅被夷为平地，有2500多年历史的著名砖体建筑巴姆古城堡基本坍塌 628人死亡、926人受伤，15万余人无家可归至少35人死亡、2000多人受伤引发的海啸波及东南亚和南亚数个国家，造成17.4万多人死亡，10.6万人下落不明，11个国家的150多万人流离失所震害

2004.2.24 2004.10.23 2004.12.26

6.5 6.8 9

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1999年9月21日，台湾省中部地震

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2001年1月26日，印度大地震

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