【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 離。按震源深度將地震分為：淺源地震（0~70km）中源地震（70~300km） 深源地震（300~700km）我國(guó)地處兩大地震帶，是地震多發(fā)國(guó)家。 地震及地震波 地震波地震時(shí)，震源釋放的能量以彈性波的形式向四處傳播，這種彈性波就是地震波。地震波種類：體坡 P波（縱波）、S波（橫波） 面坡 R波（瑞利波）、Q波（勒夫波） 震源機(jī)制和震源參數(shù)震源機(jī)制：地震發(fā)生時(shí)震源的物理過(guò)程。震源參數(shù)：指描述震源物理過(guò)程的一組物理量。一、震源機(jī)制推拉模式單力偶模式雙力偶模式震源機(jī)制斷層面解利用赤平投影可以表達(dá)地震P波初動(dòng)最適合的象限分布特征。[實(shí)例]解水河斷裂帶震源機(jī)制解與斷裂帶變形組合的關(guān)系。二、震源參數(shù)震源實(shí)際上一個(gè)產(chǎn)生有限錯(cuò)動(dòng)的斷層面。限定一個(gè)震源需要以下七個(gè)物理是：斷層面長(zhǎng)度、寬度、走向、傾向和傾角、斷層錯(cuò)動(dòng)方向、錯(cuò)距、破裂擴(kuò)展速度。 地震的震級(jí)和烈度震級(jí)是表示地震發(fā)生時(shí)，震源釋放的能量大小。震波與釋放能量大小的關(guān)系為：lgE=+地震烈度是表示地震發(fā)生時(shí)對(duì)一個(gè)具體地點(diǎn)的實(shí)際震動(dòng)的強(qiáng)弱程度。它不僅取決于地震能量大小，還與震源深度、震中距離、傳播介質(zhì)特征等因素有關(guān)。按地震發(fā)生時(shí)對(duì)人或地面的影響程度，可分為十二度。（見表5－2）平均震害指數(shù)： i=震害指數(shù) 0≤i≤1僅相類似條件比較才能真正確定出地震烈度的相對(duì)強(qiáng)弱。有的學(xué)者想用地震力的大小來(lái)表描地震的破壞力。但統(tǒng)計(jì)也較困難?；玖叶龋褐冈诮窈笠欢〞r(shí)期內(nèi)，在一定地點(diǎn)的一般場(chǎng)地可能遭受的最大烈度。 我國(guó)地震地質(zhì)的基本特征 世界范圍內(nèi)的主要地震帶及其大地構(gòu)造環(huán)境地震并非均勻分布在地球各部分，而是集中于某些特定的條帶，稱為地震帶。世界范圍的地震帶主要為：一、環(huán)太平洋帶 集中了全世界的絕大部分地震二、地中?！柴R拉雅地震帶 以淺源地震為主三、大洋海嶺地震帶 以淺源地震為主，震級(jí)也不大上述三大地震帶均處于板塊構(gòu)造的邊緣。由于地幔物質(zhì)對(duì)流，運(yùn)載著深浮其上的剛性極塊運(yùn)移，因而造成了板塊增生帶、板塊消減帶和轉(zhuǎn)換斷層三個(gè)發(fā)震構(gòu)造帶。a. 板塊增生帶地幔軟流圖圈在海嶺兩側(cè)作相反方向流動(dòng)，使海嶺中軸承受拉應(yīng)力，產(chǎn)生正斷層面發(fā)生地震。b. 轉(zhuǎn)換斷層在海嶺間形似走滑斷層，在轉(zhuǎn)換斷層上常發(fā)生走滑斷層地震。c. 板塊消減帶兩大板塊相接觸，產(chǎn)生兩種運(yùn)動(dòng)方式：俯沖和碰撞。太平洋板塊向歐亞板塊下俯沖，在泮殼一側(cè)形成正斷型地震，陸殼一側(cè)產(chǎn)生逆斷型地震，其中洋殼可俯沖至720km深度形成深源地震。印度板塊與歐亞板塊發(fā)生碰撞，歐亞板塊以低角度仰沖起覆于印度板塊之上，形成喜馬拉雅山強(qiáng)烈隆開，并伴隨地震，以低角度逆動(dòng)型地震為主。 我國(guó)地震的基本特征我國(guó)除臺(tái)灣東部、西藏南部和吉林東部深源地震外，其余地區(qū)的地震均屬大陸板塊內(nèi)部地震。一、我國(guó)強(qiáng)震空間分布及地震帶劃分以東經(jīng)105186。為界，西部地震廣泛分布、東部?jī)H華北和東南沿海一帶有地震分布，西部地震強(qiáng)度和數(shù)量也大于東部，西部塔里木、 準(zhǔn)噶爾等盆地地震亦少發(fā)生。有的研究者將我國(guó)及鄰近區(qū)域共劃分為12個(gè)地震區(qū)見P194頁(yè)圖521。從西部看，地震以喜馬拉雅南緣、青藏高原南部最強(qiáng)，向北減弱，但天山南北地震有所增強(qiáng)。地震發(fā)震深度西部40~70km，東部20km，東南沿海僅10km。二、我國(guó)強(qiáng)震發(fā)生的地質(zhì)構(gòu)造條件已有資料表明，絕大多數(shù)強(qiáng)震都發(fā)生在穩(wěn)定地塊邊緣的深達(dá)巖石圈，基底巖層深大活動(dòng)斷裂或斷陷盆地中。a. 強(qiáng)震與活動(dòng)斷裂的關(guān)系強(qiáng)震經(jīng)常發(fā)生在活動(dòng)斷裂的應(yīng)力集中的特定部位上，如：①活動(dòng)得大斷裂的交匯部位，約占50%；②活動(dòng)性得大斷裂的轉(zhuǎn)折段，約占15%；③活動(dòng)性得大斷裂的端部或鎖固段（錯(cuò)裂段）在發(fā)震斷裂中，第四紀(jì)以來(lái)有明顯活動(dòng)的、晚第三紀(jì)以來(lái)有活動(dòng)者和新生代以來(lái)有活動(dòng)者的比例為7∶2∶1。由此看來(lái)，新近活動(dòng)的第四紀(jì)活動(dòng)斷裂活動(dòng)性最強(qiáng)。b. 強(qiáng)震與斷陷盆地的關(guān)系斷陷盆地受活動(dòng)斷裂的影響和控制，因而也是強(qiáng)震的多發(fā)地。其主要發(fā)震構(gòu)造部位為：①對(duì)于傾斜的斷陷盆地，其較深、較陡的一側(cè)的活動(dòng)斷裂易形成地震。②盆地間或盆地內(nèi)由橫向斷裂控制的隆起帶兩側(cè)。③斷陷盆地的銳角形端部。④斷陷盆地內(nèi)多組斷裂交匯部位。⑤復(fù)合盆地中的次級(jí)凹陷帶。c. 地震活動(dòng)與深部構(gòu)造的關(guān)系主要是地殼厚度的梯度異常帶或莫霍面的梯度異常帶，如青藏高原周邊，常發(fā)育深達(dá)地殼的地殼斷裂，或巖石圈斷裂，常發(fā)生強(qiáng)震。 地震區(qū)劃即根據(jù)基本烈度對(duì)地震的可能危害程度進(jìn)行分區(qū)。1977年內(nèi)國(guó)家地震局已編制了《中國(guó)地震烈火度區(qū)域劃分圖》，作為工程建設(shè)參考。其方法是首先地震區(qū)或地震帶在未來(lái)100年內(nèi)可能發(fā)生的各極地震的地點(diǎn)、地段、勾劃出各極地震活動(dòng)危險(xiǎn)區(qū)。其后，根據(jù)地震活動(dòng)危險(xiǎn)區(qū)，以及我國(guó)歷史地震的震級(jí)與震中烈度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，將各級(jí)地震危險(xiǎn)區(qū)核算為相應(yīng)的震中烈度。地震影響烈度及其分布范圍。編制地震烈度區(qū)劃圖。目前地震區(qū)劃多采用概率模型。（略） 場(chǎng)地地震反應(yīng)及地震小區(qū)劃上述的地震區(qū)劃圖比例尺太小，是較大地區(qū)內(nèi)地震危險(xiǎn)性的平均估計(jì)。顯然，對(duì)于某一特定的場(chǎng)地或工程建設(shè)項(xiàng)目，由于具體的工程地質(zhì)條件不同，（包括地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)條件等），因而地震震害的影響也就不同，因而有必要根據(jù)具體場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，編制適合于工程建設(shè)和土地規(guī)劃利用的地震小區(qū)劃圖。地震的小區(qū)劃圖的編制需要結(jié)構(gòu)場(chǎng)地的具體工程地質(zhì)條件，根據(jù)地震破壞效應(yīng)來(lái)進(jìn)行。地震破壞效應(yīng)：在地震波的作用下，場(chǎng)地會(huì)出現(xiàn)的各種破壞作用。它包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：場(chǎng)地破壞效應(yīng)和強(qiáng)烈震動(dòng)效應(yīng)。 場(chǎng)地破壞效應(yīng)一、地面破裂效應(yīng)分兩種情況：其一，活動(dòng)斷裂錯(cuò)動(dòng)，直接將地面錯(cuò)裂。其二，地震力超過(guò)地面質(zhì)點(diǎn)的彈性極限，從而形成地面破裂。二、地基失效松散土體震動(dòng)變形造成沉降或不均勻沉降。如地震砂土液化引起地基失效。三、斜坡破壞效應(yīng)包括地震誘發(fā)的崩塌、滑坡、地震水體潰決等，引起的附加破壞效應(yīng)。 強(qiáng)烈地震動(dòng)強(qiáng)烈地震動(dòng)造成的地震力是造成人員傷亡的直接原因，地震力的大小為：F=ma==k?mK：地震系數(shù)：垂直、水平描述地震強(qiáng)烈程度的參數(shù)為：振幅、頻譜和地震持續(xù)時(shí)間。一、振幅由地震加速度： A即為振幅，是質(zhì)點(diǎn)的最大位移。二、頻譜地震波是由不同振幅、不同頻率的諧波合成的，不同振幅、不同相位的諧波隨頻率的變化規(guī)律稱為頻譜。由于地震波頻譜復(fù)雜，因而地基對(duì)某些頻率的波有選擇性放大的作用。當(dāng)震動(dòng)的頻率與地基的固有頻率（特征周期、卓越周期）相同（相近）時(shí)，地基發(fā)生共振，震達(dá)到最大值。建筑物與地基也有共振的問(wèn)題。三、持續(xù)時(shí)間震動(dòng)持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)，對(duì)建筑物的危害也愈大。 場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)的影響一、基巖基巖在地震動(dòng)時(shí)振幅小，持續(xù)時(shí)間短，因基巖地基一般震害小。圖538和表58（P220）二、深厚松散覆蓋層松散覆蓋層自振周期長(zhǎng)，震動(dòng)持續(xù)時(shí)間也較長(zhǎng)，因一般震害較重。沉積物的厚度對(duì)建筑物的危害影響較大，一般厚度大的覆蓋層（160m以上），對(duì)高層建筑影響大；中等厚度覆蓋層對(duì)中等高度建筑物影響較大。表59 （P221）隨沉積層厚度的增大，木結(jié)構(gòu)房屋破壞嚴(yán)重。一般卓越周期 T=H：沉積層厚 Vs：剪切波速因此抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)避開地基的卓越周期。三、局部地形對(duì)震害一般突出、孤立地形對(duì)震害有加強(qiáng)作用，而低洼地帶對(duì)震害有減弱的作用。此外，巖、土體不穩(wěn)定地形有加重震害的作用。四、砂土液化a. 砂土液化機(jī)理砂土液化按形成機(jī)制可分為振動(dòng)液化和滲流液化。b. 振動(dòng)液化松散砂體飽水，由于砂粒振動(dòng)擠密排水，當(dāng)排水不暢時(shí)將形成孔隙水壓力增高，以致于抵削了有效應(yīng)力，砂粒處于無(wú)聯(lián)接狀態(tài)而液化。b. 滲流液化①滲流液化產(chǎn)生條件滲流段微元左端作用的水壓力為：F1=右 F2=合力為： F=F1F2= F1=當(dāng)水石流動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于土體微元固體積水作用于滲流方向上地分力。（重力分力）因此，水流動(dòng)時(shí)，作用于土體微元上地動(dòng)水壓力合力FW=FF0 =定義：將作用于單位體積土骨架上的力稱為動(dòng)水壓力（fd）則 fd = =J J為水力坡度顆粒流動(dòng)條件為：動(dòng)水壓力要克服土粒的有效重度（水下重度）即： fd =由此得： 稱臨界水力坡度。②滲流液化對(duì)于砂土滲流液化來(lái)說(shuō)，除原有的靜水壓力Pwo外，還有因振動(dòng)所產(chǎn)生的超孔隙水壓力Pwe。（內(nèi)骨架轉(zhuǎn)化而來(lái)）總孔隙水壓力PW = Pwo + Pwe而 Pwo = Pwe = 則 Pw = Pwo + Pwe = 即起孔隙水壓力隨深度的增加而增大。將向壓力小的方向消散。在深度Z1和Z2上，水頭差h為：? h =（w）Z2（w）Z1=（w）? 則水力坡度 ③地震砂土液化的評(píng)價(jià)相對(duì)象度判別 地面最大加速度不發(fā)生流化的相對(duì)密度Dr53Dr64Dr78Dr90砂土的粒度和級(jí)配中、粗砂，排水條件好，不易形成超孔隙水壓力，不易液化。粘粒，具有較大的粒間粘結(jié)力，對(duì)液化有抵卸作用。因此，當(dāng)粉、細(xì)砂、粘土中粉粒含量少時(shí)，有可能液化。對(duì)于粉土不液化條件：地震烈度789粘粒含量（%）101316不發(fā)生液化原位試驗(yàn)判別（粉、細(xì)砂、粉土）Ncr = No [ + ( dsdw) ] N0：基準(zhǔn)標(biāo)貫擊數(shù)； ds：標(biāo)貫深度 dw：地下水位 ：粉粒含量百分比 烈 度789近 震61016遠(yuǎn) 震812—當(dāng)NNcr時(shí)，不易液化。埋藏條件根據(jù)砂土液化機(jī)理，只有當(dāng)孔隙水壓力大于砂粒間的有效應(yīng)力時(shí)，才能產(chǎn)生液化，而有效應(yīng)力取決于固結(jié)壓力的大小和固結(jié)時(shí)間。從固結(jié)壓力來(lái)講，埋藏愈深，自重壓力愈大，有利于產(chǎn)生較大的有效應(yīng)力。如果飽水砂層埋藏很深，則由上覆自重建以抑制砂土液化，則砂土液化將不會(huì)產(chǎn)生。工程上，當(dāng)上覆土層厚度和地下水深度符合下列條件之一，則不考慮液化。dudp+db2dwdo+db3du+dw+du：上覆非液化土層厚度（m）do：基礎(chǔ)深度dw：地下水位深度db：液化土層特征深度，按下表取值烈 度789粉 土678砂 土789飽水砂層的成因和時(shí)代時(shí)代古老的土、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、固結(jié)程度高、密實(shí)，不易產(chǎn)生液化。故，一般晚更新世（Q3）以前的土可判定為不液化。砂土液化前若上覆土層能保持一定的強(qiáng)度從而使地基不失效的話，則下伏的液化層能起到阻止地震剪切波的作用進(jìn)而免除建筑物遭受震害威脅。第六章 水庫(kù)誘發(fā)地震活動(dòng)的工程地質(zhì)分析61 基本概念及研究意義n 在一定條件下，人類的工程活動(dòng)可以誘發(fā)地震，諸如修建水庫(kù)，城市或油田的抽水或注水，礦山坑道的崩塌，以及人工爆破或地下核爆炸等都能引起當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)異常的地震活動(dòng)，這類地震活動(dòng)統(tǒng)稱為誘發(fā)地震。其形成一方面依賴于該區(qū)的地質(zhì)條件、地應(yīng)力狀態(tài)和有待釋放的應(yīng)變能積累程度等因素；另一方面也與工程行為是否改變了一定范圍內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)的平衡狀態(tài)密切相關(guān)。 水庫(kù)誘發(fā)地震活動(dòng)性變化的幾種典型情況 蓄水后地震活動(dòng)性增強(qiáng) 卡里巴—科列馬斯塔型n 地震活動(dòng)性的主要變化主要發(fā)生在1963年6月水庫(kù)蓄水位超出正常高水位之后，此時(shí)水頭增值僅為2％，以此作為地震活動(dòng)性強(qiáng)烈變化的誘因是缺乏說(shuō)服力的?？墒窃谡８咚桓浇?，水位波動(dòng)幾米庫(kù)容變化卻很大，顯然庫(kù)底巖石所承受的水庫(kù)附加荷載以及附加荷載的影響深度都隨之產(chǎn)生較大變化，水庫(kù)底部承受附加應(yīng)力超出一定值的巖石的體積也會(huì)產(chǎn)生很大變化。 科因納—新豐江型科因納水庫(kù)誘發(fā)地震n 科因納水庫(kù)誘發(fā)地震之所以具有典型意義，就在于它是迄今為止最強(qiáng)的水庫(kù)誘發(fā)地震(，)，而又是產(chǎn)生在構(gòu)造跡象最不明顯、巖層產(chǎn)狀基本水平、近200 a附近沒(méi)有明顯地層活動(dòng)的印度地盾德干高原之上。n 庫(kù)、壩區(qū)均位于厚達(dá)1500m、產(chǎn)狀水平、自古至始新世噴發(fā)的玄武巖層之上，由致密塊狀玄武巖與凝灰?guī)r及氣孔狀玄武巖互層，凝灰?guī)r中央有紅色粘土，滲透性不良(圖6—7)。 蓄水后地震活動(dòng)性減弱 水庫(kù)誘發(fā)地震的共同特點(diǎn) 從以上典型實(shí)例描述可知，水庫(kù)誘發(fā)地震不同類型雖各有其特性，但概括起來(lái)它們卻有很多共性。這主要是這類地層的產(chǎn)生空間和地震活動(dòng)隨時(shí)間的變化與水庫(kù)所在空間和水庫(kù)水位或荷載隨時(shí)間的變化密切相關(guān)，表示介質(zhì)品質(zhì)的地震序列有其固有特點(diǎn)和震源機(jī)制解得出的應(yīng)力場(chǎng)與同一地區(qū)產(chǎn)生天然地震的應(yīng)力場(chǎng)基本相同。n 震中密集于庫(kù)壩附近n通常主要是密集分布于水庫(kù)邊岸幾km到十幾km范圍之內(nèi)。n或是密集于水庫(kù)最大水深處及其附近(卡里巴、科因納)，n或是位于水庫(kù)主體兩側(cè)的峽谷區(qū)(新豐江見圖6—12，丹江口如圖6—25)。n如庫(kù)區(qū)及附近有斷裂，則精確定位的震中往往沿?cái)嗔逊植?。n有的水庫(kù)誘發(fā)地層初期距水庫(kù)較遠(yuǎn)而隨后逐漸向水庫(kù)集中(丹江口、蘇聯(lián)的努列克)。n 震源極淺、震源體小n 水庫(kù)誘發(fā)地震主要發(fā)生在庫(kù)水或水庫(kù)荷載影響范圍之內(nèi)，所以震源深度很淺。一般多在地表之下10km之內(nèi)，以4—7km范圍內(nèi)為最多，且有初期淺隨后逐步加深的趨勢(shì)。例如我國(guó)新豐江水庫(kù)誘發(fā)地震1962年至1965年5月震源深度分布有如圖6—26所示。n 由于震源淺，所以面波強(qiáng)烈，震中烈度一般較天然地層高，零點(diǎn)幾級(jí)就有感