一、工作任务
（1）理解地震的类型、地理分布及其危害。
（2）掌握震级、烈度等基本概念。
（3）掌握防震抗震原则及设防措施。
二、相关配套知识
（一）地震概述
1.地震及其危害
地壳发生颤动称地震。海底发生的地震称海震或海啸。地震是由于地球内部应力（能量）突然释放而产生的。全世界每年大约发生500万次地震，其中能使人感觉到的地震约5万多次，造成严重灾害损失的有10次左右。
一次强烈地震，会造成种种灾害，一般我们将其分为直接的灾害和次生的灾害。直接灾害是指地震发生时直接造成的灾害损失。强烈地震产生的巨大震波，在局部地区内引起地表开裂、错动、隆起、喷水冒砂、山崩、滑坡、泥石流等地质现象，并引起工程建筑的变形、断裂、倒塌，造成人畜伤亡、财产损失、生产中断，这种损失在大城市、大工矿等人口集中、建筑物密集的地区尤为突出。
2.地震波及其传播
地面以下地震波发源（释放能量）的地方称震源。震源在地面上的垂直投影称震中。震中到震源的距离称震源深度。震源深度小于 70 km 的称浅源地震，震源深度为 70～300 km的称中源地震，震源深度大于300 km的称深源地震。
地震发生时，震源处产生剧烈振动，以弹性波方式向四周传播，此弹性波称地震波。地震波分体波和面波。在地球内部传播的称体波，体波包括纵波和横波。纵波又称压缩波或 P波，传播介质为固体、液体或气体，质点振动的方向与传播方向一致，传播速度最快，平均为7～13 km/s，纵波引起地面上、下颠簸；横波又称剪切波或S波，传播介质为固体，质点振动方向与传播方向垂直，传播速度比纵波慢，平均为4～7 km/s，横波使地面水平摇摆。体波到达地表面后，引起沿地表面传播的波称面波。面波只限于沿地表面传播，一般可以说它是体波经地层界面多次反射形成的次生波，面波波长较长，振幅大，传播速度最慢，平均速度一般为 3～4 km/s，引起地面波状起伏。由于横波、面波振动更剧烈，造成的破坏也更大。随着与震中距离的增加，振动逐渐减弱，破坏逐渐减小，直至消失。
（二）地震的类型
地震按其成因可分为构造地震、火山地震、陷落地震和人工触发地震四类。
1.构造地震
构造地震是由于地壳运动，岩层在发生褶皱、错动和断裂的同时伴随巨大能量的突然释放而造成的地壳颤动。世界上90% 的地震都属于此类。
2.火山地震
火山地震是由于火山活动时岩浆喷发冲击或热力作用引起的地震。这种地震的震级一般较小，造成的破坏也小，只占地震总数的7% 左右。
3.陷落地震
陷落地震是由于地层塌陷、洞穴崩塌和巨大滑坡、山崩等原因，使地面受到物体的突然冲击而引起的地震。这种地震能量较小，影响范围小。此类地震约占地震总数的3% 左右。
4.人工触发地震
人工触发地震是指由人类活动引起的地震，如大型水库的修建、大规模的人工爆破、大量深井注水及地下核爆炸试验等都能引起此类地震。由于近几十年来人类工程活动规模愈来愈多、愈来愈大，人工触发地震问题已日益引起人们的关注。
（三）地震的地理分布
构造地震的地理分布受一定的地质条件控制，具有一定的规律。地震大多分布在地壳不稳定的部位，如大陆板块和大洋板块的接触处及板块断裂破碎的地带。全球地震主要分布在两大区带上：
该带西部边缘包括日本、马利亚纳群岛、我国台湾、菲律宾、印度尼西亚，直至新西兰。它的东部边缘是南、北美洲的西海岸，包括美国、墨西哥、秘鲁、智利等国。该带地震占全世界地震总数的80% 以上，是地球上最活跃的地震带。
该地震带大致呈东西走向，与山脉延伸方向一致，从亚速尔群岛经过地中海、喜马拉雅地区，至我国云南、四川西部和缅甸等地，与环太平洋带相接。此带地震占全世界地震总数的15% 左右。
我国处在世界两大地震带之间，是一个多震国家。我国地震区主要分布在台湾地区、西南地区（云南中部、四川西部、西藏东部）、西北地区（甘肃河西走廊、宁夏和天山南北）、华北地区（京津地区、河北平原、渤海湾、山东中部、山西北部，以及太行山、吕梁山之间）、东南沿海地区（福建和广东沿海地区）。
（四）震级和烈度
1.地震震级
地震的震级是表示地震强度大小的度量，它与地震所释放的能量有关。震级是根据地震仪记录到的最大振幅，并考虑到地震波随着距离和深度的衰减情况而得来的。一次地震只有一个震级。地震震级与震源释放能量的关系见表3-5。
从表3-5中可见，震级相差一级，能量相差约32倍。一次大地震释放出的能量是十分惊人的。到目前为止，世界上发生的最大震级地震是1960年智利8.9级大地震，其释放的能量转化为电能，相当于一个122.5万千瓦的电站36年的总发电量。
表3-5 震级与能量关系
一般称小于2～2.5级的地震为微震，2～4级为有感地震，5～6级以上地震为破坏性地震，7级以上地震为强烈地震或大地震。可见地震越大，震级越高，释放的能量越多。
2.地震烈度(www.xing528.com)
地震烈度是指某地区地表面和建筑物受地震影响和破坏的强烈程度。一次地震只有一个震级，而地震烈度却在不同地区有不同烈度。震中烈度最大；震中距愈大，烈度愈小。地震烈度的大小除与地震震级、震中距、震源深浅有关外，还与当地地质构造、地形、岩土性质等因素有关。此外，地震对建筑物的破坏作用，还与振动周期有关。如果建筑物振动周期与地震振动周期相近，则引起共振，使建筑物更易被破坏。
划分具体烈度等级是根据人的感觉、家具和物品所受振动的情况，房屋、道路及地面的破坏现象等因素的综合分析而进行的。世界各国划分的地震烈度等级不完全相同，我国使用十二度地震烈度表（表3-6）。
表3-6 地震烈度划分标准（中国科学院地球物理研究所）
续表
注：kc=a/g（式中，a为地震加速度，g为重力加速度）。
表中将地震烈度根据不同地震情况分为Ⅰ～Ⅻ度，每一烈度均有相应的地震加速度和地震系数，以便烈度在工程上的应用。地震烈度小于Ⅴ度的地区，具有一般安全系数的建筑物是足够稳定的；Ⅵ度地区，一般建筑物不必采取加固措施，但应注意地震可能造成的影响；Ⅶ～Ⅸ度地区，能造成建筑物损坏，必须按工程规范规定进行工程地质勘察，并采取有效防震措施；Ⅹ度以上地区属灾害性破坏，其勘察要求需作专门研究，选择建筑物场地时应尽可能避开。
在工程实际中应用时，地震烈度又可分为基本烈度、建筑场地烈度和设计烈度。
基本烈度是指该地区在今后一定时期（50年）内可能遇到的最大地震烈度。
建筑场地烈度是指在建筑场地范围内，由于地质条件、地形地貌条件及水文地质条件不同而引起对基本烈度的提高或降低。通常可提高或降低半度至一度。但是，在新建工程的抗震设计中，不能单纯用调整烈度的方法来考虑场地的影响，而应针对不同的影响因素采用不同的抗震措施。
设计烈度是指抗震设计中实际采用的烈度，又称计算烈度或设防烈度。它是根据建筑物的重要性、永久性、抗震性及工程经济性等条件对基本烈度的调整。对于特别重要的建筑物，例如特大桥梁、长大隧道、高层建筑等，经国家批准可提高烈度一度。对于重要建筑物，如各种铁道工程建筑物、活动人数众多的公共建筑物等可按基本烈度设计。对于一般建筑物，如一般工业与民用建筑物可降低烈度一度。但是，为保证属于大量的Ⅶ度地区的建筑物都有一定抗震能力，基本烈度为Ⅶ度时，不再降低。对于临时建筑物，可不考虑设防。
3.震级与烈度的关系
一般认为当环境条件相同时，震级愈高，震源愈浅，震中距愈小，地震烈度愈高。世界上许多地震学家提出了相应的经验公式计算震中的地震烈度。我国地震工作者根据国内外各种经验公式对比，并以国内多次地震实际情况予以验证，提出了“震中烈度与震级和震源深度关系”（表3-7）。表中烈度系以干燥中等坚实土 （如粉质黏土）为准。
表3-7 震中烈度与震级和震源深度关系
（五）地震对建筑物的影响及防震抗震的主要原则
1.地震对建筑物的影响
地震对地表造成的破坏可归纳为地面断裂、斜坡破坏和地基效应三种基本类型。
1）地面断裂
地震造成的地面断裂和错动，能引起断裂附近及跨越断裂的建筑物发生位移或破坏。
2）斜坡破坏
地震使斜坡失去稳定，发生崩塌、滑坡等各种变形和破坏，引起在斜坡上或坡脚附近的建筑物位移或破坏。
3）地基效应
地震使建筑物地基的岩、土体产生振动压密、下沉、振动液化及疏松地层发生塑性流动变形，从而导致地基失效、建筑物破坏。
2.防震抗震的主要原则
1）地震预报
地震预报就是预报未来地震的大小和发生的时间、地点。根据预报性质和任务，地震预报可分为较长时间的预报、短期预报及临时预报。这项工作要由地震专业人员完成。
较长期预报的任务是查明主要地震活动带的深部构造及活动情况，圈定地震危险区，编制地质构造与强震分布图和地震烈度区划图，为防震和短期预报工作提供依据。
短期预报，特别是临震预报，是抓住震前前兆，迅速准确地预报发震地点、时间和震级，以便发出警报，力争避免和减少伤亡损失。一次大地震之前，都会出现一些异常现象，即地震前兆，如：地下水位变化大、气味异常、冒泡、水温和成分的变化；动物异常，如大牲畜不进圈，老鼠外逃，猪拱圈，鸡飞狗叫，冬眠蛇出洞等；地磁、地温出现异常现象等。
2）建筑物的抗震设防措施
在地震区修建铁路、公路及其他建筑时，应考虑到地震对建筑物的影响。
（1）正确判定建筑物场地的地震烈度。
铁路、公路建筑不能完全避开地震区，正确判定地震区的地震烈度对建筑物的稳定和长期使用具有很大意义。首先，根据国家公布的《中国地震动参数划分图》（GB 18306—2015）确定百年为限的基本烈度为建筑地区的最大地震烈度。其次，按照《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010），根据建筑物的重要性、永久性的类型（甲类、乙类、丙类或丁类），调整确定设防烈度。最后，根据局部地区地质、地形、地基土等条件的差异性，考虑场地因素对烈度的影响。力求使所设计的建筑物达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”。
（2）选择有利建筑场地。
在选择建筑场地时，应根据需要进行工程地质、水文地质和地震情况的勘察，查明对抗震有利和不利地段。一般认为：稳定的岩层、碎石类土以及密度大、湿度小的均质土对抗震有利，饱和松软土以及不稳定的岩土体对抗震不利。
主要建筑物，应尽量避免放在沼泽地区、不稳定的填土和岩堆地区、地质构造复杂（如断层、风化岩脉、裂隙破碎带等）地区、邻近悬崖陡壁和陡坡地区，以及其他危险地区。
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