地震震级和烈度-工程地质与水文地质

地震有大有小，对地面的影响或破坏程度有强有弱。地震大小的量度指标有地震震级和地震烈度。

（一）地震震级

震级是表示地震本身能量大小的一种量度。这一概念是1935 年由美国地震学家C·F·里克特提出的。震级是根据地震仪记录的最大振幅值取对数而得，即

式中M——地震的震级，又称里氏震级；

f——地震仪记录的最大振幅值，μm。

例如某次地震测得的振幅为10mm，即10000μm时，它的对数值为4，即这次地震为4级。目前记录到的最大地震是1960 年5 月22 日在智利发生的8.9 级地震。这次地震从5 月21 日开始，时震时停，先后发生了225 次大小不一的地震，使震中方园600km以内成为一片废墟，有14 万人死亡。

震源释放出的能量越大，震级就越大。震级每增加一级，能量增大约32 倍。1956 年古登堡给出震级M与释放能量E两者之间的关系式为

式中E为震源释放的总能量，J（焦耳）。

地震按释放能量的大小来划分等级，震级从1 级到8.9 级划分为10 级（表2-5）。一般说来，7 级以上的浅源地震，可以引起大的灾害，7 级以下至6 级的地震，可以造成一定的灾害，但影响的面积较小；小于5 级的地震，多不会造成灾害。所以，对于5 级以上地震，国家通过监测、分析确认后将向社会发布。地震按震级可进一步分类，见表2-6。

表2-5　地震震级及其能量表

表2-6　地震按震级分类

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（二）地震烈度

烈度是指地震对地面和地表建筑物的影响和破坏的强烈程度。1883 年罗西一佛瑞尔最早提出了地震烈度表，将烈度分为ⅩⅡ度。我国和世界上大多数国家一样，采用ⅩⅡ度烈度表（表2-8）。

一次地震只有一个震级，然而烈度却不同，它因地而异。一般说来，离震中越近，震级越大，震源越浅，地震烈度就越大。浅源地震震级与震中烈度的关系式为

式中I0 为震中烈度。震级与震中烈度及震源深度的关系如表2-7 所示。

表2-7　震级与震中烈度及震源深度的关系

从中国地震烈度表可以看出，Ⅵ度以下的地震一般对建筑物不会造成破坏，无需设防。Ⅹ度以上的地震过于强烈，又难以有效预防。因此，建筑物抗震设防的重点是Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度地震。我国需抗Ⅵ度以上地震烈度的区域占国土面积的61%，全国40%以上的国土和60%～70%以上的大中城市处于地震基本烈度Ⅶ度以上区域。在这些地区从事工程活动，建筑物必须进行抗震设计。工程设计时，经常用的地震烈度有基本烈度和设计烈度。

（1）基本烈度是指一个地区今后在50 年内，在一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度，即国家地震局《中国地震烈度区划图》（1／300 万，1990 年）规定的地震烈度。

（2）设计烈度是指建筑物在进行抗震设计时采用的烈度。它是根据建筑物的重要性，同时综合考虑场地地质条件和工程结构特征，在基本烈度基础上调整确定的，一般情况下取基本烈度。设计烈度须经过国家授权的主管部门审定。水工建筑物已有专门的抗震设计规范，设计部门应根据此规范确定设计烈度。

表2-8　中国地震烈度表（1980年）

地震造成生命财产损失的原因，来自建筑物的破坏和与之伴生的灾害。建筑物破坏主要是地震波猛烈冲击地表产生的水平地震力（推拉）和竖向地震力（颠簸）共同作用造成的。因此，建筑物地基不牢固，建筑物结构不合理，建筑材料不佳，施工质量不高等，是建筑物遭受地震破坏的重要原因。