地震的初步知识

1.1 地震的初步知识

1.1.1 地球的构造

地球的构造可以想象成一枚鸡蛋,其中外层是“蛋壳”,名为地壳,厚度约为5~60公里;中间的“蛋清”是地幔;中心层的“蛋黄”是地核,其中又包括了内核与外核。

地球上90%以上的地震起源于地球不停地运动变化而产生的地球内部的巨大应力,即地应力。在地应力长期缓慢的积累和作用下,地壳的岩层发生弯曲变形,当地应力超过岩石本身能承受的强度时,岩层产生断裂错动,其巨大的能量突然释放,迅速传到地面,这就是构造地震。构造地震多发生在构造带边缘、不同板块的接合处(俯冲带,碰撞带)、大洋中脊,这是由于这些地方活动断层多,是释放地球能量理想的通道。其中最著名的是环太平洋地震活动带。

历史上,地震给我们带来了非常大的危害,下面是一些典型的地震灾害场景:

1.1.2 地震的成因和类型

地震成因:火山地震、陷落地震、构造地震和诱发地震

地震工程的主要对象为构造地震:地球内部岩层构造活动在某些阶段发生急剧变化引起的。发生的次数最多(约为全球地震总数的90%),涉及范围最广,释放能量最大,造成危害也最大。

构造地震的成因:由于地应力在某一地区逐渐增加,岩石变形也不断增加,到一定时候,在岩石比较薄弱的地方突然发生断裂错动,部分应变能突然释放,其中一部分能量以波的形式在地层中传播,引起地面振动,就产生了地震。

构造地震与地质构造密切相关,往往发生在地应力比较集中、构造比较脆弱的地段,即原有断层的端点或转折处、不同断层的交汇处。

地震的分类:

地震的形成过程:地幔物质对流→板块构造运动(根部原因)→地震

地震形成的局部机制:地球板块运动→板块之间的相互作用力→地壳中的岩层变形→变形积聚超过岩石所能承受的程度→岩体突然发生断裂或错动→地震

地应力的产生(板块构造说):地球表面的岩石层由六大板块和若干小块组成,板块之间处于拉伸、挤压和剪切状态,从而产生地应力。地球上的主要地震带就在这些大板块的交界地区

根据上述地震产生的原因和特点,工程中考虑结构抗震设防,主要研究的就是浅源构造地震的影响。

1.1.3 几个基本概念

震源:地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位

震中:震源正上方的地面位置

震源深度:从震中到震源的距离

  • 震源深度在70公里以内的地震为浅源地震
  • 震源深度超过300公里的地震叫深源地震
  • 震源深度介于70-300公里之间的地震为中源地震

震中距:地面某处至震中的水平距离

  • 震中距小于100公里称为地方震
  • 震中距在100公里-1000公里的称为近震
  • 震中距超过1000公里的称为远震

 

长河

工学博士,桥梁与隧道工程专业,黑龙江科技大学讲师,博客:www.10kN.com

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