土木地質(zhì)第4章5課件

1(3)環(huán)太平洋地震帶：太平洋周邊地區(qū)，包括南美洲的智利、秘魯，北美洲的危地馬拉、墨西哥、美國等國家的西海岸，阿留申群島、千島群島、日本列島、琉球群島以及菲律賓、印度尼西亞和新西蘭等國家和地區(qū)。是地震活動最強(qiáng)烈的地帶，全球約80%的地震都發(fā)生于此。第五節(jié)地震1(3)環(huán)太平洋地震帶：太平洋周邊地區(qū)，包括南美洲的智利、秘12第五節(jié)地震2第五節(jié)地震232、我國地震分布我國的地震活動主要分布在五個地區(qū)的23條地震帶上。①臺灣省及其附近海域；②西南地區(qū)：西藏、四川西部和云南中西部；③西北地區(qū)：甘肅河西走廊、青海、寧夏、天山南北麓；④華北地區(qū)：太行山兩側(cè)、汾渭河谷、陰山-燕山一帶、山東中部和渤海灣；⑤東南沿海：廣東、福建。第五節(jié)地震一、概述32、我國地震分布第五節(jié)地震一、概述34445我國歷史上死亡人數(shù)較多的幾次地震2008年四川汶川8級6.92萬

第五節(jié)地震5我國歷史上死亡人數(shù)較多的幾次地震2008年四川563、地震術(shù)語震源：指地球深處因巖石破裂產(chǎn)生地殼振動的發(fā)源地。震中：震源正對著的地面位置。震中距離（簡稱震中距）：震中到地面任一點(diǎn)的距離。震源深度：震源至地面的垂直距離。第五節(jié)地震一、概述63、地震術(shù)語震源：指地球深處因巖石破裂產(chǎn)生地殼振動的發(fā)源地6地震示意圖地震示意圖78地震可分為三個階段：

前震：地震發(fā)生前的若干微小地振動。

主震：前震之后的激烈大地震。

余震：主震之后的殘余地振動。余震具有成群發(fā)生、初始頻度高，持續(xù)時間長短不一等特點(diǎn)。有的大地震之后余震很少；有的則持續(xù)數(shù)月乃至數(shù)年之久。4、地震的一般特點(diǎn)第五節(jié)地震8地震可分為三個階段：4、地震的一般特點(diǎn)第五節(jié)地89（1）地震按震源深度分類：淺源地震：震源深度70km以內(nèi)中源地震：震源深度70～300km；深源地震：震源深度300～700km。（2）地震按震中距大小分類：

地方震：震中距在100公里以內(nèi)；

近震：震中距在1000公里以內(nèi)；

遠(yuǎn)震：震中距大于1000公里。第五節(jié)地震5、地震分類一、概述9（1）地震按震源深度分類：第五節(jié)地震5、地震分910（3）地震按其成因分類：1）構(gòu)造地震：由于地殼運(yùn)動而引起的地震。構(gòu)造地震是地球上分布最廣、數(shù)量最多、危害最為嚴(yán)重的地震。世界上90％以上的地震和所有的強(qiáng)烈地震均屬構(gòu)造地震。構(gòu)造地震產(chǎn)生于板塊邊緣和板塊內(nèi)部的活動構(gòu)造帶，當(dāng)?shù)貧ず蜕系蒯r石在地球內(nèi)力作用下，構(gòu)造變形能達(dá)到巖體的強(qiáng)度極限，便會導(dǎo)致巖體發(fā)生突然的剪切破裂或沿已有破裂面產(chǎn)生突然錯動。第五節(jié)地震5、地震分類一、概述10（3）地震按其成因分類：1）構(gòu)造地震：由于地殼運(yùn)動而引起1011

2）火山地震

因火山活動而引起的地震，其影響范圍和強(qiáng)度不大、地震前有火山發(fā)作為預(yù)兆，火山地震占世界總地震次數(shù)7％左右3）陷落地震因山崩或地面陷落而引起的地震，其影響范圍很小，強(qiáng)度微弱，約占世界總地震次數(shù)3％左右。4）人工觸發(fā)地震因人類工程活動引起地震，如修建水庫等引起的地震。第五節(jié)地震5、地震分類一、概述112）火山地震第五節(jié)地震5、地震分類一、概述1112

地震波：震源釋放的能量以波動的形式向四面八方傳播，這種波稱為地震波。地震波在地殼內(nèi)部以體波（縱波和橫波）的形式向外傳播。地震波是一種彈性波。其能量與振幅的平方成正比。地震波的能量和振幅隨傳播過程而逐步衰減，屬于阻尼振動。離震源愈遠(yuǎn)，振動愈小，在地面出現(xiàn)距震中愈遠(yuǎn)，震動強(qiáng)度愈小的等震線。6、地震波及其傳播第五節(jié)地震一、概述12地震波：震源釋放的能量以波動的形式向四面八方傳播1213地震P波(縱波)和S波(橫波)運(yùn)動形態(tài)地震波的傳播方式第五節(jié)地震13地震P波(縱波)和S波(橫波)運(yùn)動形態(tài)地震波的傳播方式第1314地震波記錄T-周期；A-全振幅；P-縱波；S-橫波；L-波面第五節(jié)地震14地震波記錄T-周期；A-全振幅；P-縱波；S-橫波；L-1415二、地震震級與地震烈度1、震級劃分依據(jù)：地震能量。能量越多，震級越大。地震能量根據(jù)地震儀記錄的地震波來測定。國際通用震級：李希特-古登堡震級——用離開震中100Km的標(biāo)準(zhǔn)地震儀記錄的最大振幅（單位：um）對數(shù)值表示。

第五節(jié)地震15二、地震震級與地震烈度1、震級劃分依據(jù)：地震能量。第五節(jié)1516例題：離震中100km處的地震儀，記錄所得最大振幅為10mm（即10000um），其對數(shù)值等于4，則此次地震的震級為4級。標(biāo)準(zhǔn)地震儀：周期為0.8s，衰減常數(shù)約等于1，放大倍數(shù)為2800倍的地震儀。地震能量(E)與地震震級(M)之間存在如下關(guān)系：

lgE=11.8+5M

第五節(jié)地震1、震級16例題：離震中100km處的地震儀，記錄所得最大振幅為101617地震震級與能量的關(guān)系第五節(jié)地震17地震震級與能量的關(guān)系第五節(jié)地震17182、地震烈度地震烈度：表明地震對具體地點(diǎn)的實(shí)際影響。它取決于地震能量、震源深度、震中距離以及地震波的傳播介質(zhì)和地表土層性質(zhì)等條件。地震烈度判定：根據(jù)地震時人的感覺、器物動態(tài)、建筑物毀壞及自然現(xiàn)象等（地震裂度共分12級，具體參見地震烈度表）。第五節(jié)地震震級是地震能量的大小，烈度是地震造成的破壞程度。182、地震烈度地震烈度：表明地震對具體地點(diǎn)的實(shí)際影響。它取1819（1）地震烈度表現(xiàn)：V度及以下地區(qū)：建筑物足夠安全穩(wěn)定，不會引起破壞；VI度地區(qū)：建筑物可能受影響，但不需要采取加固措施；VII～I(xiàn)X度地區(qū)：地震會引起建筑物的損壞，必須采取防震措施保證建筑物的安全穩(wěn)定和耐久性；X度以上地區(qū)：建筑物將產(chǎn)生毀滅性災(zāi)害，選擇建筑場地時應(yīng)予以回避。第五節(jié)地震2、地震烈度19（1）地震烈度表現(xiàn)：第五節(jié)地震2、地震烈度1920基本烈度：指代表一個地區(qū)的最大地震烈度。它表示從震源發(fā)出的能量在較大區(qū)域內(nèi)的影響程度。建筑場地烈度：指建筑場地內(nèi)因地質(zhì)條件、地貌地形條件和水文地質(zhì)條件的不同而引起基本烈度的降低或提高的烈度。一般地，建筑場地烈度比基本烈度提高或降低半度至一度。（2）地震烈度分類：第五節(jié)地震2、地震烈度20基本烈度：指代表一個地區(qū)的最大地震烈度。它表示從震源發(fā)出2021設(shè)計烈度：指抗震設(shè)計所采用的烈度，它是根據(jù)建筑物的重要性、永久性、抗震性以及工程的經(jīng)濟(jì)性等條件對基本烈度的調(diào)整。設(shè)計烈度一般可采用國家批準(zhǔn)的基本烈度。但遇到不良地質(zhì)條件或有特殊重要意義建筑物時，經(jīng)主管部門批準(zhǔn)，可對基本烈度加以調(diào)整作為設(shè)計烈度。

第五節(jié)地震（2）地震烈度分類：21設(shè)計烈度：指抗震設(shè)計所采用的烈度，它是根據(jù)建筑物的重要性2122第五節(jié)地震3、震級與烈度的關(guān)系一般認(rèn)為當(dāng)環(huán)境條件相同時，震級愈高,震源愈淺，震中距愈小，地震烈度愈高。22第五節(jié)地震3、震級與烈度的關(guān)系一般認(rèn)為當(dāng)環(huán)境22234、地震效應(yīng)（1）地震力效應(yīng)地震作用屬強(qiáng)迫振動。對于承受均勻不變水平加速度剛性建筑物，地震力相當(dāng)于地震時建筑物自身的慣性力。設(shè)建筑物自重為Q，則作用在建筑物上的地震力P為：式中：g——重力加速度；

——地面最大加速度。

K——地震系數(shù)，地面最大加速度與重力加速度比值。第五節(jié)地震234、地震效應(yīng)（1）地震力效應(yīng)第五節(jié)地2324

對于建筑物，特別是高層建（構(gòu)）筑物，水平向剛度相比垂直向剛度小得多。因此，建（構(gòu)）筑物的損毀主要由水平力造成，故在抗震設(shè)計中，都必須考慮水平向地震力的影響。地震加速度方向烈

度78910水

平

向0.0750.150.300.60垂

直

向0.0380.0750.150.30地震系數(shù)K取值表第五節(jié)地震地震對地表造成的破壞可歸納為地面斷裂、斜坡破壞和地基效應(yīng)三種基本類型。24對于建筑物，特別是高層建（構(gòu)）筑物，水平向剛度相2425（2）地震破裂效應(yīng)

地震波在巖土介質(zhì)中傳播時，將對巖土介質(zhì)產(chǎn)生動態(tài)作用力，當(dāng)這種作用力超過巖土體的強(qiáng)度時，巖土體將發(fā)生突然破裂和位移，形成地裂縫和斷層，引發(fā)建筑物變形和破壞，這種現(xiàn)象稱為地震破裂效應(yīng)。（a）地震斷層

地震強(qiáng)度愈大，發(fā)生地震斷層的可能性愈大。當(dāng)震級M≥7時，地震斷層可能出現(xiàn)；當(dāng)震級M≥8時，地震斷層一定出現(xiàn)。第五節(jié)地震25（2）地震破裂效應(yīng)（a）地震斷層地震強(qiáng)度愈大，發(fā)生地震2526（b）地裂縫指巖土層因受地震構(gòu)造應(yīng)力作用而產(chǎn)生的破裂現(xiàn)象。地裂縫是地震區(qū)常見的地震效應(yīng)現(xiàn)象，對建構(gòu)筑物危害甚大。

刑臺地震裂縫

唐山地震裂縫第五節(jié)地震26（b）地裂縫指巖土層因受地震構(gòu)造應(yīng)力作用而產(chǎn)生的破裂現(xiàn)象2627地裂縫的影響因素：（ⅰ）地層活動斷裂帶分布狀況：此類地裂縫方位排列組合以及方向性十分明顯，主要裂縫帶的延伸完全不受地形、地貌控制。造成的地裂縫密集，呈帶狀分布。（ⅱ）地震波的作用特征：此類地裂縫與地震波的傳播方向及能量有關(guān)，受地形、地貌條件影響較大。

第五節(jié)地震27地裂縫的影響因素：第五節(jié)地震2728飽和粉細(xì)砂土層，在地震動作用下孔隙水壓力驟然上升，短時間內(nèi)來不及消散，導(dǎo)致砂粒間有效應(yīng)力減小，直至完全消失，砂土層完全喪失其抗剪強(qiáng)度和承載能力，變成液態(tài)流體的現(xiàn)象。（3）地震液化效應(yīng)第五節(jié)地震28飽和粉細(xì)砂土層，在地震動作用下孔隙水壓力驟然上升，短時間2829地震液化效應(yīng)的宏觀表現(xiàn)：（a）噴水冒砂：土體中剩余孔隙壓力區(qū)產(chǎn)生的管涌，導(dǎo)致水、砂從地面噴出的現(xiàn)象。（b）砂層液化：地下飽和水砂層發(fā)生液化的現(xiàn)象。刑臺地震冒砂孔

第五節(jié)地震29地震液化效應(yīng)的宏觀表現(xiàn)：刑臺地震冒砂孔第五節(jié)地2930（4）地震地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)烈地震作用所激發(fā)的斜坡巖土體松動、失穩(wěn)，發(fā)生滑坡和崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。地質(zhì)災(zāi)害可推毀房屋橋梁、道路交通等基礎(chǔ)設(shè)施。第五節(jié)地震30（4）地震地質(zhì)災(zāi)害強(qiáng)烈地震作用所激發(fā)的斜坡巖土體松動、失30土木地質(zhì)第4章5課件3132地震引起大壩破壞(臺中石崗)32地震引起大壩破壞(臺中石崗)3233地震引起埠豐橋斷裂，河床抬高8m,形成疊水(石崗)33地震引起埠豐橋斷裂，河床抬高8m,形成疊水(石崗)3334地震引起房屋倒塌(臺中石崗)34地震引起房屋倒塌(臺中石崗)3435地震引起操場隆起(臺中國小)第五節(jié)地震35地震引起操場隆起(臺中國小)第五節(jié)地震3536薩爾瓦多地震引發(fā)泥石流1200多人遇難

36薩爾瓦多地震引發(fā)泥石流1200多人遇難3637(3)環(huán)太平洋地震帶：太平洋周邊地區(qū)，包括南美洲的智利、秘魯，北美洲的危地馬拉、墨西哥、美國等國家的西海岸，阿留申群島、千島群島、日本列島、琉球群島以及菲律賓、印度尼西亞和新西蘭等國家和地區(qū)。是地震活動最強(qiáng)烈的地帶，全球約80%的地震都發(fā)生于此。第五節(jié)地震1(3)環(huán)太平洋地震帶：太平洋周邊地區(qū)，包括南美洲的智利、秘3738第五節(jié)地震2第五節(jié)地震38392、我國地震分布我國的地震活動主要分布在五個地區(qū)的23條地震帶上。①臺灣省及其附近海域；②西南地區(qū)：西藏、四川西部和云南中西部；③西北地區(qū)：甘肅河西走廊、青海、寧夏、天山南北麓；④華北地區(qū)：太行山兩側(cè)、汾渭河谷、陰山-燕山一帶、山東中部和渤海灣；⑤東南沿海：廣東、福建。第五節(jié)地震一、概述32、我國地震分布第五節(jié)地震一、概述394044041我國歷史上死亡人數(shù)較多的幾次地震2008年四川汶川8級6.92萬

第五節(jié)地震5我國歷史上死亡人數(shù)較多的幾次地震2008年四川41423、地震術(shù)語震源：指地球深處因巖石破裂產(chǎn)生地殼振動的發(fā)源地。震中：震源正對著的地面位置。震中距離（簡稱震中距）：震中到地面任一點(diǎn)的距離。震源深度：震源至地面的垂直距離。第五節(jié)地震一、概述63、地震術(shù)語震源：指地球深處因巖石破裂產(chǎn)生地殼振動的發(fā)源地42地震示意圖地震示意圖4344地震可分為三個階段：

前震：地震發(fā)生前的若干微小地振動。

主震：前震之后的激烈大地震。

余震：主震之后的殘余地振動。余震具有成群發(fā)生、初始頻度高，持續(xù)時間長短不一等特點(diǎn)。有的大地震之后余震很少；有的則持續(xù)數(shù)月乃至數(shù)年之久。4、地震的一般特點(diǎn)第五節(jié)地震8地震可分為三個階段：4、地震的一般特點(diǎn)第五節(jié)地4445（1）地震按震源深度分類：淺源地震：震源深度70km以內(nèi)中源地震：震源深度70～300km；深源地震：震源深度300～700km。（2）地震按震中距大小分類：

地方震：震中距在100公里以內(nèi)；

近震：震中距在1000公里以內(nèi)；

遠(yuǎn)震：震中距大于1000公里。第五節(jié)地震5、地震分類一、概述9（1）地震按震源深度分類：第五節(jié)地震5、地震分4546（3）地震按其成因分類：1）構(gòu)造地震：由于地殼運(yùn)動而引起的地震。構(gòu)造地震是地球上分布最廣、數(shù)量最多、危害最為嚴(yán)重的地震。世界上90％以上的地震和所有的強(qiáng)烈地震均屬構(gòu)造地震。構(gòu)造地震產(chǎn)生于板塊邊緣和板塊內(nèi)部的活動構(gòu)造帶，當(dāng)?shù)貧ず蜕系蒯r石在地球內(nèi)力作用下，構(gòu)造變形能達(dá)到巖體的強(qiáng)度極限，便會導(dǎo)致巖體發(fā)生突然的剪切破裂或沿已有破裂面產(chǎn)生突然錯動。第五節(jié)地震5、地震分類一、概述10（3）地震按其成因分類：1）構(gòu)造地震：由于地殼運(yùn)動而引起4647

2）火山地震

因火山活動而引起的地震，其影響范圍和強(qiáng)度不大、地震前有火山發(fā)作為預(yù)兆，火山地震占世界總地震次數(shù)7％左右3）陷落地震因山崩或地面陷落而引起的地震，其影響范圍很小，強(qiáng)度微弱，約占世界總地震次數(shù)3％左右。4）人工觸發(fā)地震因人類工程活動引起地震，如修建水庫等引起的地震。第五節(jié)地震5、地震分類一、概述112）火山地震第五節(jié)地震5、地震分類一、概述4748

地震波：震源釋放的能量以波動的形式向四面八方傳播，這種波稱為地震波。地震波在地殼內(nèi)部以體波（縱波和橫波）的形式向外傳播。地震波是一種彈性波。其能量與振幅的平方成正比。地震波的能量和振幅隨傳播過程而逐步衰減，屬于阻尼振動。離震源愈遠(yuǎn)，振動愈小，在地面出現(xiàn)距震中愈遠(yuǎn)，震動強(qiáng)度愈小的等震線。6、地震波及其傳播第五節(jié)地震一、概述12地震波：震源釋放的能量以波動的形式向四面八方傳播4849地震P波(縱波)和S波(橫波)運(yùn)動形態(tài)地震波的傳播方式第五節(jié)地震13地震P波(縱波)和S波(橫波)運(yùn)動形態(tài)地震波的傳播方式第4950地震波記錄T-周期；A-全振幅；P-縱波；S-橫波；L-波面第五節(jié)地震14地震波記錄T-周期；A-全振幅；P-縱波；S-橫波；L-5051二、地震震級與地震烈度1、震級劃分依據(jù)：地震能量。能量越多，震級越大。地震能量根據(jù)地震儀記錄的地震波來測定。國際通用震級：李希特-古登堡震級——用離開震中100Km的標(biāo)準(zhǔn)地震儀記錄的最大振幅（單位：um）對數(shù)值表示。

第五節(jié)地震15二、地震震級與地震烈度1、震級劃分依據(jù)：地震能量。第五節(jié)5152例題：離震中100km處的地震儀，記錄所得最大振幅為10mm（即10000um），其對數(shù)值等于4，則此次地震的震級為4級。標(biāo)準(zhǔn)地震儀：周期為0.8s，衰減常數(shù)約等于1，放大倍數(shù)為2800倍的地震儀。地震能量(E)與地震震級(M)之間存在如下關(guān)系：

lgE=11.8+5M

第五節(jié)地震1、震級16例題：離震中100km處的地震儀，記錄所得最大振幅為105253地震震級與能量的關(guān)系第五節(jié)地震17地震震級與能量的關(guān)系第五節(jié)地震53542、地震烈度地震烈度：表明地震對具體地點(diǎn)的實(shí)際影響。它取決于地震能量、震源深度、震中距離以及地震波的傳播介質(zhì)和地表土層性質(zhì)等條件。地震烈度判定：根據(jù)地震時人的感覺、器物動態(tài)、建筑物毀壞及自然現(xiàn)象等（地震裂度共分12級，具體參見地震烈度表）。第五節(jié)地震震級是地震能量的大小，烈度是地震造成的破壞程度。182、地震烈度地震烈度：表明地震對具體地點(diǎn)的實(shí)際影響。它取5455（1）地震烈度表現(xiàn)：V度及以下地區(qū)：建筑物足夠安全穩(wěn)定，不會引起破壞；VI度地區(qū)：建筑物可能受影響，但不需要采取加固措施；VII～I(xiàn)X度地區(qū)：地震會引起建筑物的損壞，必須采取防震措施保證建筑物的安全穩(wěn)定和耐久性；X度以上地區(qū)：建筑物將產(chǎn)生毀滅性災(zāi)害，選擇建筑場地時應(yīng)予以回避。第五節(jié)地震2、地震烈度19（1）地震烈度表現(xiàn)：第五節(jié)地震2、地震烈度5556基本烈度：指代表一個地區(qū)的最大地震烈度。它表示從震源發(fā)出的能量在較大區(qū)域內(nèi)的影響程度。建筑場地烈度：指建筑場地內(nèi)因地質(zhì)條件、地貌地形條件和水文地質(zhì)條件的不同而引起基本烈度的降低或提高的烈度。一般地，建筑場地烈度比基本烈度提高或降低半度至一度。（2）地震烈度分類：第五節(jié)地震2、地震烈度20基本烈度：指代表一個地區(qū)的最大地震烈度。它表示從震源發(fā)出5657設(shè)計烈度：指抗震設(shè)計所采用的烈度，它是根據(jù)建筑物的重要性、永久性、抗震性以及工程的經(jīng)濟(jì)性等條件對基本烈度的調(diào)整。設(shè)計烈度一般可采用國家批準(zhǔn)的基本烈度。但遇到不良地質(zhì)條件或有特殊重要意義建筑物時，經(jīng)主管部門批準(zhǔn)，可對基本烈度加以調(diào)整作為設(shè)計烈度。

第五節(jié)地震（2）地震烈度分類：21設(shè)計烈度：指抗震設(shè)計所采用的烈度，它是根據(jù)建筑物的重要性5758第五節(jié)地震3、震級與烈度的關(guān)系一般認(rèn)為當(dāng)環(huán)境條件相同時，震級愈高,震源愈淺，震中距愈小，地震烈度愈高。22第五節(jié)地震3、震級與烈度的關(guān)系一般認(rèn)為當(dāng)環(huán)境58594、地震效應(yīng)（1）地震力效應(yīng)地震作用屬強(qiáng)迫振動。對于承受均勻不變水平加速度剛性建筑物，地震力相當(dāng)于地震時建筑物自身的慣性力。設(shè)建筑物自重為Q，則作用在建筑物上的地震力P為：式中：g——重力加速度；

——地面最大加速度。

K——地震系數(shù)，地面最大加速度與重力加速度比值。第五節(jié)地震234、地震效應(yīng)（1）地震力效應(yīng)第五節(jié)地5960

對于建筑物，特別是高層建（構(gòu)）筑物，水平向剛度相比垂直向剛度小得多。因此，建（構(gòu)）筑物的損毀主要由水平力造成，故在抗震設(shè)計中，都必須考慮水平向地震力的影響。地震加速度方向烈

度78910水

平

向0.0750.150.300.60垂

直

向0.0380.0750.150.30地震系數(shù)K取值表第五節(jié)地震地震對地表造成的破壞可歸納為地面斷裂、斜坡破壞和地基效應(yīng)三種基本類型。24對于建筑物，特別是高層建（構(gòu)）筑物，水平向剛度相6061（2）地震破裂效應(yīng)

地震波在巖土介質(zhì)中傳播時，將對巖土介質(zhì)產(chǎn)生動態(tài)作用力，當(dāng)這種作用力超過巖土體的強(qiáng)度時，巖土體將發(fā)生突然破裂和位移，形成地裂縫和斷層，引發(fā)建筑物變形和破壞，這種現(xiàn)象稱為地震破裂效應(yīng)。（a）地震斷層

地震強(qiáng)度愈大，發(fā)生地震斷層的可能性愈大。當(dāng)震級M≥7時，地震斷層可能出現(xiàn)；當(dāng)震級M≥8時，地震斷層一定出現(xiàn)。第五節(jié)