地震工程学讲义VIP免费

第一章绪论§1、1地震与地震动地震是一种自然现象，每年平均发生500万次左右的地震，绝大多数很小，不可以用灵敏仪器测量的约占99%；可以感觉到地为1%，其中，5级以上的强烈地震约1000次左右，能造成严重破坏的大地震（>7%），平均每年大约发生18次。地震给人类带来灾难，给人类社会造成不同程度的伤亡事故及经济损失。如在20世纪，前80年（1900—1980）全球因地震造成的死亡人数高达105万人，平均每年死亡1.3万人。1990年伊朗鲁德巴尔地震造成5万多人丧生。1995年日本阪神地震紧急损失高达960亿美元就是例证。为了抗御与减轻地震灾害，有必要进行建筑工程结构的抗震分析与抗震设计。1、1、1地震类型与成因对于构造地震，可以从宏观背景和局部机制两个层次上揭示其具体成因。宏观背景：地球的构造：R=6371Km约6400Km包括：地壳、地幔与地核。地壳有各种不均匀的岩石组成，出地面的沉积层外，陆地下面的地壳主要为：上不是花岗岩层，下部为玄武岩层；海洋下面的地壳一般只有玄武岩层，革除厚薄不一。世界上大部分地震都发生在这一薄薄的地壳内。地幔主要有质地坚硬的橄榄眼组成，它具有粘弹性，由于地球内部放射性物质不断释放能量，从地下20Km~700Km，地球内部温度有大约600℃~2000℃，在这一范围内的地幔中存在着厚约几百公里的软流层，物质对流，地球内部的压力也不均衡，900Mpa~370000Mpa，地幔内部物质在热状态和不均衡压力作用下缓慢的运动着，即可能为地壳运动的根源。地核是地球的核心部分，分为外核（厚2100Km）和内核，其主要构成物质是镍和铁。据推测，外和可能处于液态而内核可能是固态。通常认为，地球最外层是有一些巨大的板块组成，（六大板块和若干小板块），六大板块即欧亚板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块和南极板块。板块向下延伸的深度大约为70~100Km，由于地幔物质的对流，板块也相互运动，板块的构造运动，是构成地震产生的根本原因。地震诱发地震：主要用于人工爆破、矿山开采及工程活动（如兴建水库）所引发的地震，一般不太强烈，仅有个别情况（如水库地震）会造成严重的地震灾害。天然地震构造地震：由地壳构造运动所产生，次数多，占地震发生总数约90%，释放的能量大，影响范围广，造成的危害严重。火山地震：由火山爆发所引起。陷落地震：由于地下空洞突然坍塌而引起。强度低，影响范围小。地震工程研究的主要对象是构造地震。局部机制：地球板块在运动过程中，板块之间的相互作用力会是地壳中的岩层发生变形，当这种变形积聚到超过岩石所能承受的程度时，该处岩体就会发生突然断裂或错动，从而引起地震。由于岩层的破裂往往不是演一个平面发展，而是形成有一系列裂缝组成的破碎地带，沿整个破碎地带的岩层不可能同时达到平衡，因此，再一次强力地震（即主震）之后，岩层的变形还有不断的零星调整，从而形成一系列余震。地震往往发生在地应力比较集中，构造比较脆弱的地段，即原有断层的断点或转折点处，不同断层的交汇处。震源：地球内部断层错动并引起周围介质震动的部位。震中：震源正上方的地面位置。震中距：地面某处至震中的水平距离。浅源地震（<70Km）85%中源地震（70~300Km）12%深源地震（>300Km）3%1、1、2地震波地震波：地震引起的震动以波的形势从震源向各个方向传播并释放能量。体波：在地球内部传播的波。面波：沿地球表面传播的波。纵波（P波）：介质质点震动的方向与波的前进方向一致。（压缩波或疏密波、初级波）横波（S波）：介质质点震动方向与波的前进方向垂直。（剪切波或次级波）纵波：一般周期较短振幅较小，在地面上引起上下颠覆运动。横波：一般周期较长振幅较大，引起地面水平方向的运动。地震波的传播速度，以纵波（体波）最快，横波次之，面波最慢。所以，在地震发生的中心地区人们的感觉是，县上下颠簸，后左右摇晃。当横波或面波到达时，地面震动最为猛烈，产生的破坏作用也大，在离震中较远的地方，由于地震波在传播过程中逐渐衰减，地面震动减弱，破坏作用逐渐减轻。1、1、3地震动地震动：由地震波传播所引发起的地面振动，震中区附近的地震动称为近场地震动，一般通过记录地面运动的加速度来了解地震...