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...