地震的基本知识

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1、地震的基本知识n引言 一、地球的构造 二、地震的类型和成因 三、地震波、震级和地震烈度 四、地震震害2010.07.151引言n灾害：凡危害动植物的各类事件通称之为灾害，灾害的发 生原因主要有二个：一是自然变异，二是人为影响。因此 ，通常把以自然变异为主因的灾害称之为自然灾害，将以 人为影响为主因的灾害称之为人为灾害。2010.07.152引言n自然灾害地震2010.07.153引言n自然灾害风暴2010.07.154引言n自然灾害海啸2010.07.155引言n人为灾害(人为引起的)火灾2010.07.156引言n人为灾害交通事故2010.07.157引言n人为灾害酸雨2010.07.158

2、引言n我们还可以说出很多种灾害，在诸多灾害中，更显著的特 点是自然灾害中掺杂着人为因素。因此，我们可以说，是 人类自己加剧了自然灾害的发生。例如泥石流，往往与人 为砍伐树木破坏植被造成的水土流失紧密相关。2010.07.159引言n在所有的自然灾害中对人类威胁 最大的无疑就是地震，全世界每 年大约发生500万次地震，这些 地震绝大多数都很小，不用灵敏 的仪器测量不到，这样的小地震 约占一年中地震总数的99%以上 ，剩下的不足1%的地震才是人们 能够感觉到的，其中能造成严重 破坏的大地震，平均每年大约发 生18次。2010.07.1510一、地球的构造n有一定地理常识的人都知道 ，地球是一个两极

3、稍扁赤道 略鼓的椭圆球体，平均半径 6400公里，地球的周长可以 计算出来2x3.1416x6400= 40212公里，所以有“坐地日 行八万里”的说法。地球表 面各点的半径不同，导致地 球上各个位置的重力加速度 不同，两极比赤道略大。2010.07.1511一、地球的构造n地球由性质不同的三层 物质构成，最表面一层 很薄的地壳，平均厚度 为30公里，中间很厚的 一层是地幔，厚度约为 2900公里，最里面的叫 地核，其平均半径约为 3500公里。2010.07.1512一、地球的构造n由于地球内部放射性物 质不断释放热量，地球 内部的温度也随着深度 的增加而升高。地幔中 存在着一个厚约几百公

4、里的软流层。2010.07.1513一、地球的构造n另外地球内部 的压力是不均 衡的，地幔内 部物质就是在 这样的热状态 下和不均衡压 力作用下缓慢 运动着，这可 能是地壳运动 的根源。2010.07.1514二、地震的类型和成因n地震按照其成 因可以分为： 火山地震、陷 落地震和构造 地震。2010.07.1515二、地震的类型和成因n由于火山爆发 而引起的地震 叫火山地震；2010.07.1516二、地震的类型和成因n由于地表或者 地下岩层突然 大规模陷落和 崩塌而造成的 地震叫陷落地 震；2010.07.1517二、地震的类型和成因n由于地壳运动，推挤 地壳岩层使其薄弱部 位发生断裂错动

5、而引 起的地震叫构造地震 。前面两种地震的影 响范围和破坏程度相 对较小，而后面一种 地震的破坏作用大， 影响范围广，是我们 研究工程抗震的重点 。2010.07.1518二、地震的类型和成因n构造地震的成因是：地球内部在不停 运动，运动过程中始终存在着巨大的 能量，组成地壳的岩层在巨大的能量 作用下，也不停地连续变动，不断地 发生褶皱、断裂和错动，使地壳的某 些部位产生相当大的应力，当弹性应 力的积聚超过岩石的强度极限时，岩 石会发生突然断裂和猛烈错动，从而 引起振动。振动以波的形式传到地面 ，形成地震。由于岩石的破裂往往不 是沿着一个平面发展，而是形成由一 系列裂缝组成的破碎地带，沿整个破

6、 碎地带的岩层不可能同时达到平衡， 因此，在一次强烈地震（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。2010.07.1519二、地震的类型和成因n地层构造运动中，在断层形成的地方 大量地释放能量，产生剧烈振动，此 处就叫做震源。震源正上方的地面位 置叫做震中。比如这次四川发生的地 震，其震中就在汶川。 按照震源的深浅，地震又可以分为浅 源地震、中源地震和深源地震。浅源 地震是指震源深度在70公里以内的地 震，一年中全世界所有地震释放能量 的约85%来自浅源地震。中源地震的震 源深度为70-300公里，一年中全世界 所有地震释放能量的约12%来自中源地 震。深源地震的震

7、源深度超过300公里 ，一年中全世界所有地震释放能量的 约3%来自深源地震。2010.07.1520三、地震波、震级和地震烈度n1、地震波地震引起 的振动以波的形 式从震源向各个 方向传播并释放 能量，这就是地 震波。它包含在 地球内部传播的 体波和只限于在 地面附近传播的 面波。2010.07.1521三、地震波、震级和地震烈度n 体波又包括纵波（P波）和横波（S波）两种形式的波。在纵波的传播过程中，其介质质点的振动方向与波的前进方 向一致，故又称为压缩波，声波在空气中传播就是一种纵波。纵波的 特点是周期短、振幅小。在横波的传播过程中，其介质质点的振动方 向与波的前进方向垂直，故又称为剪切波

8、。横波的周期较长、振幅较 大。纵波的传播速度比横波快。面波是体波经地层界面多次反射形成的次生波，它包括两种 形式的波：瑞雷波（R波）和洛夫波（L波）。一般的地震，首先到达的是纵波（P波），继而是横波（S波 ），面波到达最晚。一般情况是，当横波和面波到达时，其振幅大， 地面振动最猛烈，造成的危害也最大。 释放能量，这就是地震波。它包含在地球内部传播的体波和只限于在 地面附近传播的面波。2010.07.1522三、地震波、震级和地震烈度n2、震级 震级是表示地震本身大小的尺度，目前我们说的也是国际上比较通用 的是里氏震级，是美国地震学家里克特（Richter)1935年提出的，计 算公式很简单：M

9、=lgAM就是震级，A是标准地震仪在距离震中100公里处记录的以微 米为单位的最大水平地动位移（单振幅）。例如：在距离震中100公里处地震仪记录的振幅是1毫米，也 就是1000微米，其对数是3，根据里氏震级的定义这次地震的震级就 是3级。震级与震源释放能量的大小有关，震级每差一级，地震释放 的能量将差32倍。2010.07.1523三、地震波、震级和地震烈度n2、震级 一般认为，小于2级的地震 人们感觉不到，只有仪器 才能记录下来，称为微震 ；2-4级地震人们会有感觉 ，称为有感地震；5级以上 的地震能引起不同程度的 破坏，称为破坏性地震；7 级以上的地震，则称为强 烈地震或大震；8级以上的

10、地震称为特大地震。2010.07.1524三、地震波、震级和地震烈度n2、震级 剧1935年后提出的震级测 算方法计算，1960年5月发 生在智利的8.5级地震，是 记录到的世界最大地震， 它所释放出来的能量之大 是空前的，海啸规模巨大 ，地面形态变化非常显著 ，其破坏性之大，在世界 上是罕见的。2010.07.1525三、地震波、震级和地震烈度n3、地震烈度定性地讲，地震烈度是指某一地区 的地面和各类建筑物遭受到一次地震 影响的强烈程度。 对于一次地震，表示地震大小的震级 只有一个，但它对不同地点的影响是 不一样的。一般说，随距离震中的远 近不同，烈度就有差异，距离震中愈 远，地震影响愈小，

11、或者说烈度就愈 低；反之，距离震中愈近，烈度就愈 高。此外，地震烈度除了与震中距离 有关以外还与地震大小（震级）、震 源深度、地震传播介质、表土（场地 土）性质、建筑物自身的动力特性、 施工质量等许多因素有关。2010.07.1526三、地震波、震级和地震烈度n3、地震烈度为评定地震烈度，就需要建立一个 标准，这个标准就称为地震烈度表。为了方便掌握，它是以描述震 害宏观现象为主的，即根据建筑物的 损害程度、地震时人的感觉、家具动 作反应等方面加以区分。由于对烈度 影响轻重的分段不同，以及在宏观现 象和定量指标确定方面有差异，加之 各国建筑情况和地表条件的不同，各 国制定的烈度表也不同。现在除了

12、日 本采用从0到7度分成8等的烈度表，少 数国家用10度划分的地震烈度表以外 ，多数国家包括我国都采用分成12度 的地震烈度表。2010.07.1527三、地震波、震级和地震烈度n3、地震烈度定量地表征地震烈度是通 过地震最大加速度来实现的 。例如6度、7度、8度、9度 的地面运动最大加速度分别 是0.05g、0.1g、0.2g、 0.4g，g 就是重力加速度， 一般取9.8米/秒2（随着纬 度提高，重力加速度g的数 值略有增大，如赤道附近 g=9.780米秒2，北极地 区g=9.832米秒2)。质点 受到的地震力就等于加速度 乘以质点自身的质量，由此 可见，地震烈度每增加一度 ，地震力就增加

13、一倍。2010.07.1528三、地震波、震级和地震烈度n4、震中烈度与震级的关系一般来说，震中烈度与地震 大小和震源深度有关，是两者的函 数。但是，对于人民生命财产安全 影响最大的、发生最多的地震的震 源深度一般在10-30公里，所以我们 近似认为震源深度不变，来进行震 中烈度I0和震级M之间关系的研究。 有一个经验公式：M=0.58I0+1.5必要时根据地震影响面积的 大小作适当调整。大致的对应关系 是6级7-8度，7级9-10度，8级11度 。例如唐山地震的震级是7.8级，其 震中最大地震烈度是11度。2010.07.1529四、地震震害n1、世界的地震活动剧统计，地球上平 均每年发生震

14、级为8级以上 、震中烈度11度以上的毁灭 性地震2次；震级7级以上、 震中烈度在9度以上的大地 震不到20次；震级在2.5级 以上的有感地震在15万次以 上；通常在地震台上仪器能 够记录到的地震至少在100 万次以上；用高灵敏度地震 仪才能记录下来的微弱振动 更是数不胜数。2010.07.1530四、地震震害n1、世界的地震活动科学家们在遍访 各大洲、进行了大量地 震资料调查的基础上， 编制了世界地震活动分 布图，从这些图上可以 清楚地看到世界主要有 四组地震带：环太平洋 地震带、欧亚地震带、 沿北冰洋、大西洋和印 度洋中主要山脉的狭窄 浅震活动带、地震相当 活跃的断裂谷（如东非 和夏威夷群岛

15、等）。2010.07.1531四、地震震害n2、我国的地震 活动我国东 临环太平洋地震 带，南接欧亚地 震带，地震区分 布很广。我国的 地震分布大致可 分为两个地震带 ：南北地震带、 东西地震带。2010.07.1532四、地震震害n2、我国的地震活动具体地讲，中 国位于世界两大地震 带环太平洋地震 带与欧亚地震带之间 ，受太平洋板块、印 度板块和菲律宾海板 块的挤压，地震断裂 带十分发育。20世纪 以来，中国共发生6级 以上地震近800次，遍 布除贵州、浙江两省 和香港特别行政区以 外所有的省、自治区 、直辖市。2010.07.1533四、地震震害n2、我国的地震活动中国地震活动频度高、强

16、度大、震源浅，分布广，是一个 震灾严重的国家。1900年以来， 中国死于地震的人数达55万之多 ，占全球地震死亡人数的53%； 1949年以来，100多次破坏性地 震袭击了22个省(自治区、直辖 市)，其中涉及东部地区14个省 份，造成27万余人丧生，占全国 各类灾害死亡人数的54%，地震 成灾面积达30多万平方公里，房 屋倒塌达700万间。地震及其他 自然灾害的严重性构成中国的基 本国情之一。2010.07.1534四、地震震害n2、我国的地震活动我国的地震活动主要分布 在五个地区的23条地震带上。这 五个地区是： 台湾省及其附近海域； 西南地区，主要是西藏、四川 西部和云南中西部； 西北地区，主要在甘肃河西走 廊、青海、宁夏、天山南北麓； 华北地区，主要在太行山两侧 、汾渭河谷、阴山-燕山一带、山 东中部和渤海湾； 东南沿海的广东、福建等地。 我国的台湾省位于环太平洋地震 带上，西藏、新疆、云南、四川 、青海等省区位于喜马拉雅-地中 海地震带上，其他省区处于相关 的地震带上。 2010.07.1535四、地震震害n2、我国的地震活动中国地震带的分 布