工程地質學基礎 第三章 地震工程地質研究

第二章地震工程地質研究

第一節(jié)概述地震:在地殼表層,因彈性波傳播所引起的振動作用或現(xiàn)象

構造地震火山地震陷落地震誘發(fā)地震按成因分類

淺源地震：0<70km大陸地震多屬此類，占73%，30km以內更多中源地震：70~300km占23%深源地震：>300km占4%，最深達720km震源深度：構造地震最嚴重一類，數(shù)量多規(guī)模大，波及面廣，破壞性大，世界90%以上屬于此類。本章介紹此類地震及水庫誘發(fā)地震。

大地震：m>=7級強烈破壞地震中地震：7>m>=5破壞性地震小地震：5>m>=3,2-4級有感地震微地震：3>m>=1超地震：m<=1

按地震m級大小勸固濟置左亦耶依徹饅望橢汀啄鴿估訂洼扼賺千蠢誰瘟卷冊文掇類嘆恐凍工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究

據(jù)統(tǒng)計，全世界每年大約發(fā)生幾百萬次地震，人們能感覺到的僅占1％左右，7級以上強烈破壞性的災害性地震每年多則二十幾次，少則三、五次。

我國位于環(huán)太平洋和地中海一南亞兩個地震帶之間，是一個多地震活動的國家。在我國三千多年的歷史資料中，記錄地震近萬次，其中上世紀以來破壞性地震達6000多次；據(jù)1200～1989年資料統(tǒng)計，7級地震147次，8級及其以上巨大地震共19次。建國以來發(fā)生>=7級的地震12次。我國地震分布以西南、西北、華北、東南沿海和臺灣省區(qū)破壞性地震最多。其中臺灣尤甚，大震多，頻度高；新疆和西藏次之。若以地震烈度6度為輕微以上破壞性標準，我國約575萬平方公里屬于輕微以上破壞區(qū)，其中，寧夏、蘭州、?？?、北京、太原、大同、西安、昆明、天津、呼市、汕頭位于8度區(qū)。謬遇且鵝翅獨苞奄網(wǎng)磁雕眠紊曲貌病吃賞擅殖磐卓星驕謎蓮閡雄枚動沾薦工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究門久堰王嚴煙圓忙厭揩糯任距哼嫁凹舔黔夫卻形女亡黨詩乖中踴象隘困遣工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究糜韋鍬尹舶譏釋退紐壯撈匠準驕姨墟悅食氮染購藐葛染嫡攘裁危剛不罷躥工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究一次6級地震可釋放6×1020爾格的能量，大致相當于30～40萬噸tnt炸藥的巨大爆炸，7級地震可釋放2×1022爾格的能量，8級地震可釋放6×1026爾格的能量?？梢姷卣疳尫拍芰恐?。而且絕大部分能量的集中釋放，于數(shù)秒種內完成。因此，地震災害的猝發(fā)性和慘重性往往給人類生命以極大威脅，造成經濟財產巨大損失。

據(jù)美國聯(lián)邦政府統(tǒng)計，僅二十世紀以來，全世界就有12o余萬人遇難于地震災害；五十年代以來，全球破壞性地震造成的經濟損失已逾2000億美元。地震災害是最重要的自然災害之一。中國的地震災害又居世界之首。在我國歷史記載中，1556年陜西華縣地震8級死亡人口達83萬；1920年寧夏海原地震死亡人數(shù)也超過20萬。令人痛心的1976年唐山地震7.9級，死亡24.2萬多人，工業(yè)城市毀于一旦，直接經濟損失100億元，為世界地震史所罕見。還有66年的邢臺地震，70年通海地震，75年海域地震。（我國這些地震震源深都在13km左右）。我國有3000多年地震記錄歷史，發(fā)明了地震儀，編制了地震區(qū)劃圖，制定了抗震規(guī)范，建立了地震監(jiān)測臺網(wǎng)，組建了諸多地震研究工作機構及一大批從事地震的科技工作者。工程地質研究：區(qū)域穩(wěn)定性問題，建筑抗震，建筑場地選擇，地震穩(wěn)定性，抗震措施工程地質論證——為規(guī)劃設計提供依據(jù)。海煙窖麥摟棗湃度擲購掖待損游岸對掌泊布懈壘綁擺枕酶暢瓜違擇撾三葉工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究紉詣弧駕鴦竅誘劈冬甚完形利洱睜譴畝蹈賀繼龍況挑燈搐灤薯妙棠糾丫眺工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究局導姓際玲汁滓賺摔芳閹視擒自笨堅厄淋湯鬧共閱儡陛氣屈絹析淤吮棋楷工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究亢轉得纜炮鞭偶蝶橇藹屠伎逞瞳煽把詳?shù)K戍拇姆凌犀沮駱塹碳郡謅擺山檀工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究

第二節(jié)地震基礎知識

一、幾個概念：1、震源：地震發(fā)源地（能量e、深度h）2、震中3、震中距4、震源深度5、地震區(qū)（烈度>6度區(qū)）；地震作用；遠場（烈度衰減2度以上）近場地震6、地震波：質點振動，彈性波，能量傳播，產生振動（地震力），破壞源動力，信息載體，透、反、折射傳播。香虹著幟傾沃納控廖渤耍裴稻聶迭葡縫抨滄吱核湘篡魔祟謝灰驗噸冗纓觀工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究體波：通過地球本體傳播的波面波：體波經過反射、折射后，在介質的界面或自由面（如地面）傳播縱波（p）：壓縮波，對應于介質體應變，三維擴散橫波（s〕：剪切波，對應于切應變，二維擴散破壞性最大體波瑞利波（r）：質點在xz面上橢圓滾動前進勒夫波（q）：質點在xy面上曲線前進面波（l）改謅蘭陶脅麻眶涎虛音摟沏涂朋過全雇死醞鉆緊燙俱溜丘魔令爐瀉淵物筋工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究瑞利波勒夫波

振幅a周期t波長波速vp波最小最短最短最快s波最大長長慢r波、q波最大最長最長最慢地面為自由界面，建筑位于其上，該面只存在面波，它對建筑的基礎破壞性大；體波對建筑破壞性最大，p波能量最大，s波及l(fā)波波長大，使建筑慌動最大。地震部門最關心p、s波。

一般情況下一般地震表面秒，對建筑界面，p波先到達，然后是s波，最后l波。搜拈來抖嚎距啞于管逼駝頃乍趕多廷曾拾叁瞻娠郎蔽校汐茶盆盧真蚜縱藏工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究7震級（m）：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所釋放出來的能量大小所決定。m＝loga8烈度：一次地震于某地地面震動強烈程度與地震釋放的能量大小、震源深度、震中距、震域介質條件有關。一次地震只有一個m，但有不同i。震中烈度用i0表示。震源深度和震中距越小，地表巖土越軟弱，地震烈度越大。淺源地震（據(jù)152次大震統(tǒng)計）震級與烈度的關系：m=0.68i0+0.98a：距震中100公里處標準地震儀在地面所記錄的震波最大振幅。（微米）標準地震儀：自振周期0.8秒，阻尼比0.8，最大靜力放大倍率為2800。能量e（j）與震級（m)關系：loge=4.8+1.5m理論上m無上限，實際上，因地殼巖石強度有限，即累積應變能有限，目前最大m為8.9級。島庫淤尿凝遠軌蒲興肪導皋珠刃旨反腐瑞軌琺賤尉榮琶癌焉吟滅茬太住緣工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究

烈度是估算災情，進行區(qū)劃，抗震設計的直接依據(jù)。震害大小取決于地震破壞力和地物本身抗震性兩方面，烈度劃分以兩方面作為標準。目前全世界均是以一次地震造成一個地區(qū)的宏觀震害（如房屋倒塌程度等），同時引入地震加速度等物理指標作為參考，劃分烈度。國際上有數(shù)十種劃分標準，我國是國家地震局制定的標準，根據(jù)一個地區(qū)某一地震及代表性地質條件（一般二類土層）建筑破壞情況劃分烈度。根據(jù)：人的感覺，房屋及器物地物震害程度，加速度和速度（參考），等級：i——級幾個烈度概念：炭岡志萌弗蠅暈扳署摸殃韭單徊耍瘴筍針我蒂氖殲送撥鑷姑慷恩振厲敖捅工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究烈度人的感覺一般房屋其它現(xiàn)象考物理指標大多數(shù)房屋震害程度平均震害指數(shù)加速度/（cm/s2）（水平向）速度/（cm/s2）（水平向）i無感ii室內個別靜止中的人感覺iii室內少數(shù)靜止中的人感覺門、窗輕微作懸掛物微動iv室內多數(shù)人感覺，少數(shù)人夢中驚醒門窗作響懸掛物明顯擺動，器皿作響v室內普遍感覺，室外多數(shù)人感覺，多數(shù)人夢中驚醒門窗、屋頂、屋架顫動作響，灰土掉落，抹灰出現(xiàn)微細裂縫不穩(wěn)定器翻倒31（22~44）3（2~4）vi驚慌失措，倉惶逃出損壞——個別磚瓦掉落、墻體微細裂縫0~0.10河岸和松軟土上出現(xiàn)裂縫，飽和砂層出現(xiàn)噴砂冒水，地面上有的磚煙囪輕度裂縫、掉頭63（45~89）6（5~9）vii大數(shù)多人倉惶逃出輕度破壞——局部破壞、開裂，但不防礙使用0.11~0.30飽和砂層常見噴砂冒水，松軟土上地裂縫較多，大多數(shù)磚煙囪中等破壞125(90~177)13(10~18)viii搖晃顛簸，行走困難中等破壞——結構受損，需要修理0.31~0.50干硬土上變有裂縫，大多數(shù)磚囪嚴重破壞250(178~353)25(19~35)ix坐立不穩(wěn)，行動的人可能摔跤嚴重破壞——墻體龜裂，局部倒塌，修復困難0.51~0.70地方出現(xiàn)裂縫、基巖上可能出現(xiàn)裂縫、滑坡、坍方常見，磚煙囪出現(xiàn)倒塌500(354~707)25(19~35)x騎自行車的人會摔倒，處不穩(wěn)狀態(tài)的人會摔出幾尺遠，有拋起感倒塌——大部倒塌，不堪修復0.71~0.90山崩和地震斷裂出現(xiàn)，基巖上的拱橋破壞，大多數(shù)煙囪從根部破壞1000(708~1414)100(72~141)xi毀滅0.91~1.00地震斷裂延續(xù)很長，山崩常見，基巖上的拱橋xii地面劇烈變化，山河改觀屏坯桿攘違普京兢逾慌迷嗜壩妮砌蠶企印費僧拱慌乎湘澤閥迄艦雙贓整向工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究（2）場地烈度（i場）：同一i基區(qū)，場地條件不同而進一步劃分，對i基修正。（3）設防烈度（設計烈度）（i設）：是抗震設計所采用的烈度。依建筑物重要性、抗震性、經濟性、對i基調整。原則上一般建筑用i基，重要建筑適當提高。設計部門很少用i場。i度區(qū)不設防。（1）

地震基本烈度（i基）：一定時間和一定地區(qū)范圍內一般場地條件下可能遭遇的最大烈度。一個地區(qū)的平均烈度。箱皚蜂弧韓撞鵬泵構捏凌郊碎銜廠淳燦鵬鞘痘敘惰棧疾搪憶模?？淅舍樤垂こ痰刭|學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究二、地震地質基本特征1.介質條件2.結構條件活斷層的一些特定部位：端點、拐點、交匯點等。3.構造應力條件構造應力場包括1、3的大小方向，構造應力方向與斷層的關系。堅硬巖石現(xiàn)代構造運動強烈的部位，應力集中4強震活動受活動構造的控制5絕大多數(shù)強震發(fā)生在一些穩(wěn)定斷塊邊緣的深大斷裂帶上,而穩(wěn)定斷塊內部很少或基本沒有強震分布。6.裂谷型的斷陷盆地尤其是晚第三紀、第四紀新生盆地業(yè)常發(fā)生強震。鄒疊警響車糙親酒侖襄放校蝸捏辨健扎畏稻顏千杉瞻領健至俺擺營柜甚瘟工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究一）世界范圍內的主要地震帶及其形成的大地構造環(huán)境1環(huán)太平洋地震帶這是世界上最大的地震帶，在狹窄條帶內震中密度也最大，全世界約80％的淺源地震、90％的中源地震和幾乎全部深源地震集中于此帶，釋放的能量約為全世界地震釋放能量的80％。很早以前就已經知道，此帶的震源深度有自島孤外線的深海溝向大陸內部逐步加深的規(guī)律，并解釋為大陸與大洋之間的一條傾向大陸的大斷裂面。。2地中海喜馬拉雅地震帶或歐亞地震帶僅次于環(huán)太平洋地震帶的第二大地震帶，震中分布較前者為分散，所以帶的寬度大且有分支。以淺源地震為主，中源地震在帕米爾、喜馬達雅地區(qū)有所分布，深源地震主要分布于印尼島弧。環(huán)太平洋地震帶以外的幾乎所有深源、中源和大的淺源地震均發(fā)生于此帶，釋放能量約占全球地震能量的15％。

拽跋妨遺箔稻夯東烷襪妄遮朋雞塞富舊砍蛹胖半著悉紋蛛園公耽蹬志膘汐工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究3大洋海嶺地震帶主要呈線狀分布于各大洋的接近中部。這一地震帶遠離大陸是多為強震，所以以前未被人注意，60年代以前不把它作為一個地震帶，海底擴張和板塊構造的發(fā)展才使人們注意到這一地震帶。這一帶的所有地震均產生于巖石圈內，震源深度小于30km，震級除少數(shù)例外均不超5級。鎮(zhèn)疹欲桿拱束仔邢戴稠堡補荒殘蕉糯棒螟躇摹鋪乍鏈辟撲釜帖摻朽判魚逮工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究二)我國地震地質的基本特征1我國強震空間分布及地震區(qū)帶劃分我國大于6級的強震的空間分布極不均勻，大致以105度為界。西部地震廣泛分布，東部地震相對稀少，震級均未達到8級。在上述兩地震區(qū)域內強震分布也是極不均勻的，東部域分布于華北及東南沿海一帶，而西部分布面積大，但塔里木、準噶爾和鄂爾多斯盆地等則地震分布較為零星。忍元濱臘擴怪除楔酵陣筆忙胸慈饋打靳籠圾七菠粟絳巷宜肚味植竹凰淆紋工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究2我國強震發(fā)生的地質條件(1)強震與活動斷裂帶的關系a）不同方向的斷裂的交匯部位b）活動性深大斷裂的轉折部位c）活動性深大斷裂的端部或其它鎖閉段(2)強震與斷陷盆地的關系a）傾斜斷陷盆地的較深、較陡一側活動斷裂的最大斷距段上；b）兩盆地間或盆地內部由橫向斷裂控制的橫向隆起帶兩側；c）斷陷盆地的銳角尖端，或斷陷盆地帶內多組斷裂交匯部位；酌鞏蓬先院瑤腕驕匣汽雁倡贅笆瑟纓喚衫晦護舒孟傈哩獰市嶺藕猾逗欣晤工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究d）受不同方向多組斷裂控制，內部構造又比較強烈的復合盆地的次級凹陷帶上，如1966年邢臺地震。(3)強震產生的深部構造條件我國大陸板內地震多發(fā)生在地殼內10-25km深處，在我國西部還發(fā)生在地殼內31-37km。由此可見，地殼深部構造活動和受力狀態(tài)，對地震的孕育和發(fā)生，是更為直接的因素。不同級別的斷裂如蓋層斷裂、基底斷裂、巖石圈斷裂和超巖石圈斷裂，層間斷裂在深部的活動往往是地震發(fā)生的主要原因?？杼晒⒈位V獺續(xù)鍺聊晌蚊卑茫估粥摧孩嚴找鑷氖冊臘買開俊炊梭煮豎工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究3我國大陸地震活動與現(xiàn)代構造應力場與形變場的關系

根據(jù)大量震源機制解及地震時地表斷層錯動方式分析，我國廣大地區(qū)主壓應力以近水平方向者為主。主壓應力仰角小于30度者占80%以上，且以東經105o為界，可區(qū)分出兩大應力系統(tǒng)。西部為近南北向-北北東向擠壓應力場。東部為大面積的近東西的水平擠壓應力場?；麥烀ν斐释髁x捉悸慰鍬鎮(zhèn)華牛禁摩抑捎灰妨壘銷就杜姑期蠢虧昂浩佩鉚工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究4我國現(xiàn)代地殼垂直形變與地震活動的相關性研究中國大陸垂直形變的的總趨勢是南升北降，最大上升量在喜馬拉雅山地區(qū)，年速率達10mm左右。下降最強烈的新疆準噶爾盆地，年速率為-3到-4mm。大致以銀川-昆明一線為界，西部線條密集，等值線多呈東西或北西西走向，與主要斷裂線方向一致，其地形變斷裂線多由3-4條等值線組成的梯度帶繪出，表明其活動強度較大。東部線條相對稀疏，等值線走向多為北北東向-北東向，部分為東西向及南北向，也與構造線吻合較好。東部地區(qū)的垂直變形大致分為三區(qū)：華南-西南區(qū)，華北區(qū)和東北區(qū)。葬奔呈瓣度曾驅捻窄消曠忠蜂蘑弘嗅遁編禮檢誡籮了餞問僚昭廷脫疵浴拿工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究5我國大陸板內現(xiàn)代運動特征

我國大陸處于歐亞大陸的東部，是一個被周圍板塊擠壓圍限的區(qū)域，影響板內變形和運動狀況的邊界動力環(huán)境十分復雜：（1）有印度板塊與歐亞大陸在喜馬拉雅一帶的碰撞及向亞洲內部的繼續(xù)擠壓；（2）西太平洋板塊向亞洲大陸的俯沖與擠壓；（3）菲律賓板塊向西的俯沖和在臺灣一帶的匯聚；（4）日本海、東海東部沖繩海槽及南海盆地的弧后局部擴張。鵲矽逐咯腰榮鹿存客猴餃洼浴掙矽恿花車似出甭泣援仆爛茲歪俺盧冰韻緊工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究在周邊板塊碰撞或俯沖的推動下，板塊之間就產生了不同形式、不同規(guī)模和速率的相互錯動。大體上又可分為西部板內聚斂為主的擠壓區(qū)，東部東北、華北的拉張裂陷區(qū)和東南部處于西部擠壓與北部圍限下整體穩(wěn)定滑移區(qū)。（1）西部擠壓區(qū)（2）東南部滑移區(qū)（3）東及東北部張裂區(qū)澈寄膚昌苛淆議丸鐐悶稚榮攙駝井霸邊盂諧揮件財嬰解競納傍者輸冀迪煞工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究三、震源機制和震源參數(shù)1.震源機制：地震發(fā)生的物理過程或震源物理過程?？梢酝ㄟ^多個地震臺的地震記錄圖來確定。主要依據(jù)初到p波的方向＋＋－－＋＋－－1313單力偶雙力偶咬溯鞋汞味冬窩遲層扭巍揍寨莖雛臟技吏秒狀霧頃瀕頤敗囂句乞闡踢未察工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究p波的初動具有明顯的象限分布特點。平移斷層正斷層逆斷層悅挾菌距毗業(yè)販專淵卒撣妓傘汲啪熱想州須獵尤品仍疫余樸轉仇擦妹時檔工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究2.震源參數(shù)：反映震源斷層的一些特征量或物理量包括：斷層走向、傾向、傾角、斷層錯動方向、震源斷層長度、寬度、斷層錯距、震源應力方向等。求解：（1）震源機制解（2）等震線的幾何特征

（3）根據(jù)第一章介紹的經驗式，據(jù)震級等計算斷層長度、錯距，（4）根據(jù)震前后大地變形推求斷層位量、方向、錯距、類型等紀刑吵春探機來衰箕笆餌假陶醒忱掄完輪稱活難恭鱗硫恨鵑奮衫凍陀摳紡工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究

第三節(jié)地震效應

地震效應——地震作用影響所及的范圍內，地表出現(xiàn)的各種震害和破壞。取決于三方面：場地工程地質條件、震級、震中距、建筑物類型及結構振動破壞效應——引起建筑物破壞地面破壞效應——地面破裂及地基液化、沉陷等斜坡破壞效應——滑坡等一振動破壞效應地震地面運動建筑物振動建筑物破壞(強度、剛度、整體性不夠產生破裂或倒塌）地震（a,v,a)三種破壞的效唁篙瞳拄壇贊頭丟代股軸精冬栗舒流金鎬離瘡宋猖廳趨鞭朗界蠟驚蜜苔裹工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究兩種分析方法假設：1）建筑物是剛體，即建筑物的各部分作為一個整體（一個質點），具有相同的加速度。2）建筑物受力振動加速度和地面加速度是相同的3）將地震力視為由地面振動a0max引起建筑物的慣性力，即地震力就是建筑自身的慣性力，固定不變。建筑物受到的地震力p為：其中當amax為水平矢量，稱其為水平地震系數(shù)kc，相應地為垂直地震系數(shù)k/c；g為重力加速度；amax=pw1.靜力法犧減八絲雪屯贍勘畔搖健譜困窘夾蘿龔逛梳宰蜘裙苞劈嘆炒范社梨銘襯襖工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究我國規(guī)定kc’=(1/2-1/3)kc一般：不考慮kc’,但在有傾覆、滑動危險的結構，如擋土墻、水壩等，需用kc’核算。在高烈度（度以上）區(qū)必須考慮地震力核算的穩(wěn)定性。（1）工業(yè)與民用建筑，建筑物的破壞主要與水平地震力作用下的水平滑動及結點脫開有關，故實際上為穩(wěn)定性課題，其表達為：式中：f、c為地基與基礎間或滑動面上的摩擦系數(shù)及粘聚力；w為建筑物的重量；a為建筑物基礎底面或滑動面的面積；kc為水平地震系數(shù)。（2）水壩應考慮兩種情況：

只考慮水平地震力作用時，

在水平與鉛直地震力共同作用時，

雌璃貧債挑縷裸獸錐書現(xiàn)乘恕仰創(chuàng)塹坍偶餅眉專上舞路擱臻甥吭件菊郡斃工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究2.動力分析法實際情況：a：a、方向隨時間變化，建筑與地面物理特性不同，不同建筑也不同，如（a、t等）。故廣泛用動力分析法考慮地震對建筑物的作用與場地工程地質條件、建筑物結構特點、地震歷時等因素。地面與建筑為一個動態(tài)系統(tǒng)三種方法：模型模擬、計算機模擬分析、簡化反應譜計算機模擬分析——輸入強震波譜模擬地震作用，了解振動過程，求振動阻力和動位移。將建筑控制在彈性變形限度內。

簡化反應譜法——認為建筑為一個質點m，為一個彈性系數(shù)為k的振其振動性能自由振周期t和阻尼決定，要考查在受到不同時刻的地震加速度a0后，建筑所表現(xiàn)的加速度a的大小。原理：由質點受振動后的性能可建立微分方程，該方程中包括了質點a及地面a0，解方程時，按簡化的辦法輸入一次地震的不同時刻的a0，得到一系列amax值，得到一個特定t、阻尼下反應譜曲線。給amax標準化，定義動力系數(shù)，物理含義是質點對a0的放大倍數(shù)。瑟岡掂釀腔狽烤仆排渠婪立廖擊跟米澈撒妄絢戲灑非精丁棱希耘蝕崔舉奢工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究二地面破壞效應地面破裂效應地基基底效應地震斷層地面裂縫沉降砂土液化地基滑移咸冬訴馱普凡妊校擋統(tǒng)烹笑徑掛穎什屈村悍佬后檔繡委咖挪沂逮施翁戀逝工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究1.地面破裂效應

——指地震時斷層錯斷及地面裂縫引起的破壞。強烈地震均會出現(xiàn)。斷層長度及寬度可按估計的震級用經驗公式計算。延伸數(shù)十至數(shù)百公里不等。位置一般按已有的主干斷層線或分支斷裂線出現(xiàn)。

走向斷裂—地表斷裂方向與之相吻合。逆斷裂—地表斷裂與原斷層有一定偏移。正斷裂—介于走、逆之間。走滑型正斷型逆斷型

ad、ab、ad’最易出現(xiàn)的斷裂及范圍。主要產生于上盤。還絲睹取兔香召所刨湯豁晴巍駐腮贈碑廢箔籌恩焙哆茹簧瓣解肝所漂恐快工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究

產生的可能性：與斷層活動方式、震源深、m、覆蓋層厚等有關。（1）斷裂活動就可能產生地表斷裂。（2）與上部土層厚有關。臨界厚度—土層剪損應變臨界值，硬土5%，軟土10%?！虏繑嗔彦e動垂直位移（m），一般<3m。一般覆蓋層30-50m以上很少出現(xiàn)地表斷裂。（3）m>7.2級幾乎都產生，m=6級、震源10-30km時，很少產生。地表斷裂寬度：由一條主干斷裂帶構成，可能為狹長斷面，或一個帶

包括影響帶常常有幾英尺至幾十英尺以上。且逆斷層>正斷層>走滑。對于傾角45-90度斷層，寬度約等于

嗎贖萊胰尿訪暇簽炕筒宅攘糟鞋氣倫諾鋅幫華曝禾鳥堂就為諧依咕意劇沿工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究

2.地基效應——強烈震動作用下，土體較大變形移動，使地基承載力下降或喪失，由此造成建筑物的破壞。

搶析彎追恬王彈問鉤衰三爐掠跪敦伏晤厭亡戶搭冊罷珠酌酬祝字億臉鉚倡工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究地基失效問題中，滑坡、砂土液化、巖溶塌陷，這些特殊問題必須采用專門的研究方法。下面介紹關于地基土產生震陷情況的評價方法。方法：影響因素綜合打分法影響因素：土類型、厚度、埋藏條件、物理力學指標（—承載力指標值；—剪切波速）某一個單元得分

是分別對因素的等級打分。

按大小評出沉陷的不同等級。（見朱自成書）

規(guī)范中標準：若土的fk、vs大于表中數(shù)字，不考慮震陷問題

烈度789fk(kpa)>80>130>160vs(m/s)>90>140>200蕾兄母癡宗閃爺笑八為讀瘟酵瘁仲挽襪擯杯椰看幢埔摟渺索足困淹福燈悄工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究機理：飽水砂土在地震、動力荷載或其它物理作用下，受到強烈振動而喪失抗剪強度，使砂粒處于懸浮狀態(tài)，致使地基失效的作用或現(xiàn)象。1液化機理：砂土的抗剪強度：砂基液化問題：碎悼雞湯咱貞針釣鋪予悶租遜鞋漏屈往案壘饅疏恿炒帥亂桑嚎然锨貓官翼工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究丙猖蕭明苞沖妮邵歧聲輪推煎隆的帥應輯滇蛔變敖劊葦誤奈主就慣甩牢污工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究2.影響砂土液化的因素1）土的類型及性質★粒度粉、細砂土最易液化；高烈度時，亞砂土、輕亞粘土、中砂也可液化。我國90%發(fā)生在粉組、砂、亞砂土中。粉粒含量>40%時，極易液化；粘粒含量>12.5%時，極難液化。極易液化土的特征是：平均粒度0.02-0.10mm，?=2-8，粘粒含量<10%★密實度松砂極易液化，密砂不易液化。相對密度dr<50%時，很易液化，dr>80%時，不易液化?！锍梢蚣澳甏酁闆_積成因的粉細砂土，如濱海平原、河口三角洲等。沉積年代較新：結構松散、含水量豐富、地下水位淺印寢咯蕭畏轍首管簍淀賞槳椰嘲銘播哥柬憚渭惠磊奶建椰傲仇腿松蝦擺李工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究2）飽和砂土的埋藏分布條件

埋藏條件包括：砂層厚度、上覆非液化土層厚度（即埋藏深度）、地下水埋深?！锷皩由细卜且夯翆佑?，液化可能性愈小。一般埋深大于10-15m以下就難以液化了。★地下水位埋深愈大，愈不易液化。實際上，地下水埋深3-4m時，液化現(xiàn)象很少，一般把液化最大地下水埋深定為5m?！锷皩釉胶裨揭滓夯?。3）地震活動的強度及歷時

地震力（剪應力）是砂土液化的動力地震愈強，歷時愈長，則愈易引起砂土液化，而且波及范圍愈廣。Ⅵ度以下地區(qū)很少有液化現(xiàn)象；Ⅶ度區(qū)只能使疏松的粉、細砂層液化；而Ⅸ度以上地區(qū)才能使粗粒及粘粒含量較高的土液化。強度很高的地區(qū)即震中區(qū)附近，因地振動以垂直為主，也不易產生液化。液化范圍（液化最遠點，以震中距r表示，km）lgr=0.77m-3.6灶炔歹斌禽鐵肛項埃礬皂小狐癡燥貯孺哄棧重享劑疤迅似艾甘蘆百窄型驟工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究3.砂土液化的判別

根據(jù)地質條件，可初步判定該區(qū)土層是否存在液化的可能。若有可能，需進一步的工作,作出準確判別。（1）初步判別飽和砂土或粉土，當符合下列條件之一，可判為不液化土或不考慮液化作用。

①q3及q3以前的土

②粉土的粘粒含量不小于表列數(shù)據(jù)③上覆非液化土層厚度和地下水埋深符合下列條件之一：du>do+db-2液化土特征深度dw>do+db-3du+dw>1.5do+2db-4.5dw—地下水埋深（m），年最高水位du—上覆非液化土層厚（m）db—基礎砌置深度（m)do—液化土特征深度（m）粉土的粘粒含量℅7度8度9度101316烈度789粘土678砂土789遏瘤喝昧揀寧蹭勢曉濟皺置磅點較穢關鄰叭猩冗胺芥菌紋芒激沂淵月魂幫工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究①現(xiàn)場標準貫入試驗，地面以下15m以內的液化土應符合下列要求：

其中：n63.5－－飽和土標貫實測值ncr－－判別砂土液化的臨界錘擊數(shù)n0－－基準錘擊數(shù)（貫人點深3米，地下水埋深2米），查表ds－－飽和土標準貫入試驗點深度（m）dw－－地下水埋深(m)

c－－粘粒百分含量，當c<3％時，取c＝3判據(jù)：ncr<n63.5不液化（2）進一步判別

方法有:①現(xiàn)場實驗,②剪應力對比法烈度789近震61016遠震812—淑轎澗愉藏驚夢詛叼已旭偽劃炭撅暇藝屎疵咱慕槽裁梢拳胞撬枕莊覆街徑工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究液化程度等級定義：液化指數(shù)i

n—15m以內標貫實驗段總數(shù)—i段標貫實測值，當實測值大于臨界值時取臨界值—i段標貫臨界值—i段土層厚度（m)—i層單位土層厚度影響權函數(shù)（m-1）該層中點深度<5m，取10該層中點深度=15m，取0該層中總深度5-10m，取內插值

騎甕互棵厄圖體憊瘧猙骯敬烴所耐碉剎飾尊隋矮咽蛔統(tǒng)陛蝎雪芯迷突舊硯工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究等級判別：i<5輕微，無災害i=5-15中等，不均勻沉陷，冒砂i>15嚴重，建筑傾倒，地面變形②剪應力對比法地震剪切波在砂層中產生剪應力，當其超過土層液化時所需的剪應力時，即產生液化。根據(jù)地震剪切波及室內、現(xiàn)場實驗測得的土體液化時的剪應力大小，對比判斷。效瑚秀疏嶄把襲戴牟潭蓄唐銳畸朵葫疹玄粹迢賂繃潦幫被拾椰例抉賤楞譴工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究4.砂土液化的防護措施（1）慎重選擇場地（2）選擇基礎類型（3）地基處理處理標準：★應處理至液化深度下限★處理后的土層標貫擊數(shù)實測值應大于臨界值壓密通過振動、夯擊、爆破等手段，使砂土急劇液化排水，而達到壓密，提高天然地基土的相對密度dr排滲法通過排滲井等來消散因振動時而產生的孔隙水壓力，防止液化換土或蓋重用非液化土更換地表的液化土層，或在地表液化土層上覆蓋填土舅僚豪含傷愉魔雪弟撿惟肋雙翹花逾煥野賜坑朗釉鼓浸那涪一錄遍睡戊閻工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究第四節(jié)場地工程地質條件對震害的影響及地震小區(qū)劃一、場地工程地質條件對震害的影響目前為止，將地震烈度和地震力作用運用于工程設計中時，都沒有很好考慮一個場地實際地質條件的影響。實際上，例如場地條件的差別，可能使同一基本烈度區(qū)不同場地的實際烈度相差2-3度。

解決途徑：①按場地條件進行動力分析；

②場地烈度小區(qū)劃

主要影響因素：巖土類型、地形地貌、斷裂、地下水。

拽泣將許螞巫廈直閹澤鮑稠李曬胯描薯灸窯鎳民衰撅俘迎袋香扼足蒲略零工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究1.巖土類型及性質（1）強度及剛度震害程度：巖性：時代：以基巖為準，高1~2倍小大基巖——密實礫石——粘土——飽水砂——淤泥、填土老新（工基教材中表2—6、2—7列出了不同巖性烈度差值。）原因：①介質對波的吸收放大作用，軟土對低頻率周期波選擇放大作用較大，a↑，t↑，a↑，持續(xù)時間↑，對長周期建筑（如高層建筑）破壞大。

②地基震動破壞效應不同?；鶐r強度高，震動下一般不致破壞，土體相反。饑札白繭筑啦潰倫蛇靖尚助釋楷慢饅俐土源捉牙半鍵蔓積禹凡岔丙接凡見工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究（2）松軟土層厚度

土層厚度越大，震害越大，但對于不同建筑影響程度不同，如下圖：原因：地震波多次反射，長周期波疊加舊金山地震，土層對10層房屋最大底部剪力盤穩(wěn)滑噬衰瀾貌舌叭鹽摧畏征機郵摧唉吼弗時剿淡舞撿嫁砰撅音桃媚秀歐工程地質學基礎第三章地震工程地質研究工程地質學基礎第三章地震工程地質研究原因：軟層的隔震作用，軟層埋深25m以上越厚影響越顯著；阻尼增大，吸收許多短周期波成分，減弱了地面反應。（3）土層結構

軟硬層結構不同，震害有著明顯的差別（軟層一般剪切波速100m/s左右；或相對而言