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1.3地震的基本概念地震:当地下某处岩层突然破裂,或因局部岩层塌陷、火山喷发等发生了振动,并以波的形式传到地表引起地面的颠簸和摇摆,这种地面运动就叫做地震。世界上每年发生数百万次地震,其中三级左右的有感地震约五万次(无危害),能造成严重破坏的地震,每年平均约18次。地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播,即地震波。地震波是一种弹性波,它包括体波(通过地球本体传播)和面波(仅在地面附近传播)。体波包括纵波(压缩波,质点震动方向与波的前进方向一致。周期短,振幅小)和横波(剪切波,-破坏性,质点震动方向与波的前进方向相垂直。周期长,振幅大)。纵波(在气体-声波,液体,固体中传播)先于横波(仅在固体中传播)到达(地震仪记录)。Providesearlywarningbydetectinganearthquake'ssoundwavebeforetheearthquake'sdestructiveshearwavestrikesyourarea.地震警报器地震震级(magnitude):表征地震大小或强弱的指标,是地震释放能量多少的尺度,其数值根据地震仪记录的地震波图确定。震级越高,表明地震释放的能量越多。一次地震只有一个震级。各国和各地区的地震分级标准不尽相同,震级有三种定义:里氏震级或地方震级ML;面波震级MS;体波震级MB。国际上通用里氏震级,其定义为1935年美国地震学家里克特(C.F.Richter)给出。震级根据地震仪记录的地震波图表来确定。M=lgA(△)–lgA0(△)A-待定震级的地震记录的最大振幅;A0-标准地震在同一震中距上的最大振幅;lgA0(△)-震中距的函数。里克特规定:用标准地震仪,在震中距(△)为100km处,记录的最大振幅的地动位移为10-3mm时相应的震级为零。震级(M)直接与震源释放能量(E)有关:lgE=11.8+1.5M一个七级地震的能量相当于近三十个两万吨TNT的原子弹所具有的能量里氏震级小于2级—微震,无感觉(6.3×107焦耳)2-4级—有感地震5级以上—破坏地震(2万吨级原子弹爆炸的能量)7级以上—强烈地震8级以上—特大地震(1960.5.22智利大地震8.9级,释放能量1.4×1018焦耳)震源:地球内部发生地震的地方(地震能量和地震波大量释放的源头)。震中:震源在地球表面的投影(地面距震源最近的点)。地震破坏最强的地区.震源深度:震源至地面的垂直距离。地震术语震中距:各地到震中的距离(震中距愈大,受地震的影响愈小)。震中距大于1000公里称远震。100-1000公里称近震。小于100公里称地方震。极震区:震中及其附近区域,震动最为强烈,受破坏最为严重。浅源地震:震源深度在70公里之内(世界上绝大多数地震属浅源地震,一般为5-20公里)。中源地震:震源深度在70-300公里。深源地震:震源深度在300公里以上。世界上记录到的最深地震是1934.6.29.印尼6.9级地震。震源深度达720公里。地震烈度EarthquakeIntensity某一地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响和破坏的强弱程度。表示一次地震大小的震级只有一个,烈度则各地不同。距震中愈远,地震影响愈小,烈度就越低(烈度的大小与震级、震源深度、震中距离、地质构造等有关)。震中烈度:震中处的地震烈度。烈度的大小是根据人的感觉、室内物体设施的反应、建筑物的破坏程度以及地面的破坏现象等综合评定的。用来划分地震烈度的标准是地震烈度表。最新的《中国地震烈度表》(GB/T17742-1999)于1999年4月颁布施行,该表把地震烈度分为十二个等级,从I度到XII度依次反映地面震动及其破坏从弱到强的程度。地震烈度与震源深度、地震传播介质、表土性质、建筑物动力特征、施工质量等许多因素有关。由于对烈度影响轻重的分段不同,在宏观现象和定量指标确定方面有差异,以及各国建筑情况及地表条件的不同,各国的烈度表有所不同。除日本采用从0度到7度分成8等的烈度表、少数国家(如欧洲一些国家)用10度划分的地震烈度表外,绝大多数国家包括我国都采用分成12度的地震烈度表。1999年我国地震烈度表烈度地面上人的感觉房屋震害程度其他现象物理含量震害现象平均震害指数峰值加速度(m/s2)峰值速度(m/s2)I无感觉II室内个别静止中人有感觉III室内少数静止中人有感觉门、窗轻微作响悬挂物微动IV室内多数人、室外少数人有感觉,少数人梦中惊醒门、窗作响悬挂物明显摆动,器皿作响V室内普遍、室外多数人有感觉。多数人梦中惊醒门窗、屋顶、屋架颤动作响,灰土掉落、抹灰出现微细裂缝。有檐瓦掉落,个别屋顶烟囱掉砖不稳定器物摇动或翻到0.31(0.22~0.44)0.03(0.02~0.04)VI多数人站立不稳,少数人惊逃户外损坏-场地出现裂缝,檐瓦掉落、少数屋顶烟囱裂缝、掉落0~0.1河岸和松软土出现裂缝,饱和砂层出现喷砂冒水;有的独立砖烟囱轻度裂缝0.63(0.45~0.89)0.06(0.05~0.09)VII大多数人惊逃户外,骑自行车的人有感觉。行驶中的汽车驾乘人员有感觉轻度破坏—局部破坏、开裂,小修或不需要修理可继续使用0.11~0.30河岸出现塌方;饱和砂层常见喷砂冒水,松软土地上地裂缝较多;大多数独立砖烟囱中等破坏1.25(0.90~1.77)0.13(0.10~0.18)VIII多数人摇晃颠簸,行走困难中等破坏—结构破坏,需要修复才能使用0.31~0.50干硬土上亦有裂缝;大多数独立砖烟囱严重破坏;树梢折断;房屋破坏导致人畜伤亡2.50(1.78~3.53)0.25(0.19~0.35)IX行动的人摔倒严重破坏—结构严重破坏,局部倒塌,修复困难0.51~0.70干硬土上许多地方出现裂缝。基岩可能出现裂缝、错动、滑坡塌方常见;独立砖烟囱出现倒塌5.00(3.54~7.07)0.50(0.36~0.71)X骑自行车的人会摔倒,处在不稳状态的人会摔离原地,有抛起感.大多数倒塌0.71~0.90山崩和地震断裂出现;基岩上拱桥破坏;大多数独立砖烟囱从根部破坏或倒毁10.00(7.08~14.14)1.00(0.72~1.41)XI普遍倒塌0.91~1.00地震断裂延续很长;大量山崩滑坡XII地面剧烈变化,山河改观注:①表中数量词表示:个别—10%以下;少数—10%~50%;多数—50%~70%;大多数—70%~90%;普遍—90%以上。②表中的震害指数是从各类房屋的震害调查和统计中得出的,反映破坏程度的数字指标,0表示无震害,1表示倒塌。震中烈度与震级的大致对应关系震级(M)23456788以上震中烈度(I)1-234-56-77-89-1010-11121.4地震的类型与成因(1)地球的构造:内部情况十分复杂,平均半径为6400公里的椭圆形球体,分三层:地核(3500公里)、地幔(2900公里)、地壳(17公里)地壳:岩石为主,厚薄分布不匀,大陆处33公里,大洋处5.8公里。地幔:地幔由质地坚硬、密度较大的黑色橄榄岩组成。据推测,它占地球全部体积的5/6。从地下20~700km,其温度由约600℃上升到2000℃。在这一范围内,存在一个厚约几百km的软流层。由于温度分布不均匀,发生了地慢内部物质的对流;此外,地球内部的压力也不均匀。因此,地幔内部物质在这样的热状态下和不均衡压力作用下缓慢地运动着。这可能是地壳运动的根源。此外,岩石圈以下,由于放射性元素蜕变,大量释放能量。其主要构成的物质是镍和铁。据推测,外核可能处于液态,厚度约为2100km;内核可能处于固态,半径约为1400km。地核:由液态外核和固态内核组成。地球断面与地壳断面地壳、地幔、地核三部分的重力密度分别为27~30N/m3,33~55N/m3,97~123N/cm3,地球内部的温度随距地表面深度增加而递增,深度每增加1km温度约升高30℃。经推算,在地下20km深处的温度约为600℃,100km处为1000~1500℃;700km处约为2000t,地球内部的压力随距地表面的深度增加而增加,有资料表明,地幔外部的压力约为90kN/cm2(相当于9t/cm2),地核外部的压力约为14000kN/cm2,地核中的压力约为37000kN/cm2。这些差别必将引起地壳的局部变形,变形积累到一定的程度,将引发突变——爆发地震。(2)地震成因⑴地壳运动:地壳自形成以来,地表形态、物质组成和内部结构在不断变化(水平、垂直运动)。例:夏威夷群岛与美洲之间的距离平均每年以51毫米速度靠近。喜马拉雅山由海转变而来,至今仍以每年3.3-12.7毫米的速度升高。长江入海口原在江阴,现已距江阴255公里。⑵岩浆运动:岩浆在地下深处生成,温度高达1300℃,具有极大的活动能量。当岩层上出现破裂带时,岩浆就产生流动。地壳运动和岩浆活动使地壳局部地区积聚能量,当长期积聚的能量急剧释放并以地震波形式传播引起地面震动时,成为地震。(3)地震类型:陷落地震:地表或地下岩层因洞穴大规模陷落和崩塌而引起的地震称为陷落地震。洞穴主要有石灰岩溶洞和矿山采空区。在石灰岩发育地区,由于地下水沿着石灰岩的裂隙渗透和流动,并溶蚀着石灰岩,裂隙就会逐渐扩大成暗沟、溶洞。当有些溶洞承受不了它上面岩石的重量时,溶洞顶板就会塌落下来,巨大的岩石块体的突然塌落,对下面的岩石产生强烈的冲击,因而引起周围岩石和地面的振动,产生小范围的地震。由于火山爆发,岩浆猛烈冲击地面时引起的地面振动称为火山地震。地球内部的温度很高,在地下100km深处的地温达到1200~1300℃。因此,在高温下岩石呈熔融状态的岩浆,如果地壳中有断裂等薄弱地带,岩浆在强大压力作用下,将沿这些断裂通道喷出地表,这就是火山爆发。岩浆向上喷出的冲力很猛烈,能激起地面的振动,这便产生了火山地震。火山地震的影响范围较小,不会造成大面积的破坏和人畜伤亡。主要分布在日本、印度尼西亚、南美等太平洋沿岸国家,在我国很少见。火山地震约占地震总数的7%。火山地震:构造地震:由地壳运动产生的自然力推挤地壳岩层使其薄弱部位突然发生断裂错动而引起的构造变动。由于地球自身的运动以及其他天体(如太阳、月亮等)对地球的引力作用。地球内部存在着大量的能量,这些能量使得地壳承受着巨大的作用力并处于虽然缓慢但连续不断的变动之中。地壳中的岩层在这种巨大的力的作用下,将偏离其原始的平行状态,发生褶皱变形,当岩层中某些脆弱部位的岩石强度承受不了这种力的作用时,岩层便发生突然的断裂和错动,形成断层,引发剧烈的振动,并以弹性波的形式将振动能量向地面传播,导致地面运动,即构造地震。淡路岛震中附近的断层延伸30公里(航片)(4)人类活动对地震的影响:石油开采、核爆炸(美1968年核试验引起1万次地震)、水库地震(坝高超过100米,1967年印度柯依纳水库6.5级地震)。(5)地震序列:在一定时间内相继发生在相近地区的一系列大小地震称为地震序列。(新疆伽师县1997.1.21-4.15.共发生3371次地震;1976.5.29云南龙陵7.3级地震,15次前震;唐山和邢台地震余震活动20多年)主震:最强烈的那一次。前震:大地震前数日或数小时,数分钟发生的较小地震。余震:大地震后陆续发生的小地震。地震序列的三种基本类型:主震型:主震释放的能量占全地震序列能量的90%以上,为破坏性地震的常见类型。常表现为前震-主震-余震型和主震-余震型(占80%)。震群型:无主震,最大地震在全序列中释放的能量不大于80%(占15%)。单发型:前震、余震少,主震释放能量占99%以上。1.5世界地震带与板块学说大地震往往发生在某些特定的地区,因此将地震活动频繁而强烈的区域称为地震区,几乎很少发生地震的稳定地区称为少震弱震区,许多大地震成群集中分布的狭长地带称地震带。在地震带内,震中密集,地震活动相对平静与显著活动时间交替出现,在地震带外,震中分布零散。并且地震带与一定的地质构造相联系。在世界范围内,地震主要集中分布在两个地震带,即环太平洋地震带和地中海、喜马拉雅地震带。(1)太平洋沿岸地震带(3.5万多公里):阿留申群岛—南北美洲西海岸(阿拉斯加-加拿大-美国-墨西哥
本文标题:清华大学防灾减灾及其对策-第一章c-地震的基本概念
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