|
6月17日22時55分，四川省宜賓市長寧縣發(fā)生6.0級地震。 6月22日22點29分，四川宜賓珙縣珙泉鎮(zhèn)發(fā)生5.4級地震。 7月04日10時17分，四川省宜賓市珙縣發(fā)生5.6級地震。 7月4日、5日(當?shù)貢r間)，美國加利福尼亞州南部地區(qū)相繼發(fā)生6.4級和7.1級強震。     地震又一次進入我們的視野，今天小編將帶領大家認識一下地震的工程地質研究，了解一下在地質工程領域人類如何采取措施減少地震帶來災害，包括地震的基本知識、地震區(qū)域劃分、地震效應、地震小區(qū)劃、建筑抗震原則及措施。   一：地震的形成、類型和基本概念 地殼和上地幔巖石在地球內力的作用下，產生構造運動積蓄了應變能，一旦達到巖體的強度極限，就會發(fā)生突然的剪切破裂（脆性破壞）或沿已有破裂面產生突然錯動（粘滑）。積蓄的應變能就會以彈性波的形式突然釋放出來，使地殼震動而形成地震。我們一般所說的地震，多指天然地震，它是一種經常發(fā)生的自然現(xiàn)象，是地殼運動的一種特殊表現(xiàn)形式(見下圖)。目前世界上發(fā)生的地震主要屬于構造地震。據(jù)統(tǒng)計，構造地震約占世界地震總數(shù)的90%以上。    地殼巖層受力前呈水平 狀態(tài) 地殼巖層受力發(fā)生彎曲 地殼巖層斷裂發(fā)生錯動 地震 地震類型 按震源深度可以將地震分為： 淺源地震：震源深度為0—70Km，占地震總數(shù)的72.5%，震源淺，地表破壞嚴重； 中源地震：震源深度為70—300Km，占地震總數(shù)32.5%； 深源地震：震源深度為300—700Km，占地震總數(shù)的４％，一般不具破壞性。 按地震成因分類有：構造地震、火山地震、沖擊地震、塌陷地震、水庫誘發(fā)地震、地下核爆破誘發(fā)地震等 基本概念 震級：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所釋放出來的能量大小所決定。釋放出的能量愈大則震級愈大，因為一次地震釋放的能量是固定的，所以無論在任何地方測定只有一個震級。震級（M）是距震中100公里處標準地震儀所記錄的以微米表示的最大振幅（A）的對數(shù)值。 M=lgA 理論上震級無上限，實際上，因地殼巖石強度有限，所以巖石中積累的能量有限，目前最大的震級為8.9級。所以當聽到新聞報道某地發(fā)生震級10級地震肯定是騙人的了。每增大一級能量約增加30倍，一個七級地震相當于近30個兩萬噸級原子彈的能量。 烈度：地震烈度是地震時一定地點的地面震動強弱的尺度，是指該地點范圍的平均水平而言。 一次地震的震級是固定的，但隨著距震中距的加大，地震所引起的地表震動的強烈程度卻是遞減的，對建筑物的影響也是遞減的，所以有必要引用另一個概念——地震烈度，來表征地震時震動強度隨震中距加大產生的變化與震中距一定距離點的震動強烈程度。  目前已經有了從地表最大加速度，地面運動的最大速度以及地震反應譜等方面研究以確定出烈度的定量標準。我國目前使用的1980年地震烈度是以宏觀烈度為主并列出各級烈度的參考物理指標。 中國地震烈度表（1980）  二：如何減輕地震災害 減輕地震災害有兩種途徑： 一種是地震預報，它是以地震發(fā)生前應變能積累過程中地球物理場的變化而出現(xiàn)的前兆和歷史地震活動規(guī)律為依據(jù)，以短期內準確預報出地震發(fā)生的時間、地點、強度為主要目標，以便人員及時撤離或采取其他防范措施。其優(yōu)點是可以避免重大人員傷亡，但缺點為即使預報準確，如果建筑物沒有進行防震設計或采取抗震措施，仍然會造成局部或全部毀壞。 另一種是地震工程途徑，它是以地震地質和地震活動規(guī)律研究所做出的地震發(fā)生時間、地點、強度、頻度的長期預報為依據(jù)，經濟、安全而又合理地規(guī)定新建工程的抗震設防技術措施，使所興建的工程能抗御未來發(fā)生的地震，即 “小震不壞，中震可修，大震不倒”，從而大大減輕人民生命財產在地震中的損失。按其工程階段可以分為地震危險性分析與地震區(qū)劃、抗震規(guī)范、抗震設計、抗震鑒定和加固、抗震救災五個部分。 01 地震區(qū)域劃分和地震危險性評價 1）地震區(qū)劃：是根據(jù)地震烈度來進行區(qū)域劃分，即地震區(qū)劃圖。 目標：確定抗震設防標準，對工程使用期間內可能遭遇到的最大地震作出合理估計。根據(jù)地震危險性的大小，以地震動參數(shù)或地震烈度為指標，劃分出危險程度不同的區(qū)域，以便在不同的區(qū)域采取不同的抗震設防標準和措施。 1956年編制了中國地震烈度區(qū)域劃分圖 1977年國家地震局編制和發(fā)表了第二代地震區(qū)劃圖 1990年完成第三張全國地震區(qū)劃圖 中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖（（50年超越概率10%） 中國地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖（50年超越概率10%） 2）地震危險性評價 地震危險性分析步驟： 潛在震源區(qū)劃分； 地震活動性參數(shù)的確定（震級上限和起算震級、b值、年平均發(fā)生率）； 地震動衰減關系； 場點地震危險性概率計算。 02 地震小區(qū)劃 由于地震區(qū)劃圖不宜采用大比例尺，因此，在區(qū)劃圖上只能提供較大地區(qū)內陸震危險度的平均估計。例如，我國現(xiàn)行地震區(qū)劃圖比例尺為1:300萬，它只能提供一定地區(qū)（不小于幾十平方千米），在今后一定時期內，在一般場地條件下可能遭遇的最大烈度。因此地震區(qū)劃圖不能用于預測地震破壞作用在小范圍的變動，而根據(jù)震害調查的經驗，地震破壞作用的大小可能在幾百米甚至在幾十米范圍內出現(xiàn)明顯的差異。在一個范圍較大的場地內，例如一個大中城市，不僅不同結構的建筑物震害不同，位于不同地點的相同結構建筑物震害也會有變化。一般認為這主要是由于場內陸形、地質、水文地質工程地質條件不同所造成的。在特定場地進行結構抗震設計時，考慮這種條件差異具有極其重要的意義。因此地震區(qū)劃和結構抗震設計之間還需要有一個橋梁，這就是地震小區(qū)劃。 我國國土約1/3以上位于基本烈度七度區(qū)，數(shù)十個大城市位于七度區(qū)。因此地震小區(qū)劃的工作是非常迫切的。地震小區(qū)劃的目的可以概括為：預測某一城市或廠礦范圍內可能遭受到的地震破壞作用的分布，包括地面破壞作用的分布和設計地震動參數(shù)的分布。 地震小區(qū)劃的具體任務有： 1、為一般工程和重大工程（大型水壩等）的抗震設計提供地震動參數(shù) 2、為城市或廠礦土地利用規(guī)劃的制定提供基礎資料 3、為震害預測和減災防災救災措施的制定提供基礎資料 地震小區(qū)劃工作的三個特點： 1、區(qū)分不同的地震破壞作用，編制針對性不同的地震小區(qū)劃圖，以便對不同類型的地震破壞作用采取不同的防災減災措施。 2、充分考慮場地地形、地質、水文工程地質條件對地震破壞作用和影響。 3、對地區(qū)性抗震設防烈度已經確定的城市進行抗震小區(qū)劃時，可以不必進行地震環(huán)境研究(地震危險性分析)，而是以設防烈度為基礎進行抗震設防區(qū)劃。 03 地震區(qū)抗震設計原則 1）選擇場地和地基 選擇對抗震設計有利的場地和地基是抗震設計中最重要的一環(huán)。最主要的有：
對抗震有利的場地條件是： 地形開闊平坦；基巖地區(qū)巖性均一堅硬或上有較薄的覆蓋層；若為較厚的覆蓋層則應較密實；地下水埋藏較深；崩塌、滑波泥石流等不發(fā)育。 2）選探適宜的持力層和基礎方案 場地如已選定，即應根據(jù)詳細查明的場地內陸質條件，為各類不同建筑物選擇適宜的持力層和基礎方案。一般說來，在地震區(qū)的松散層上進行建筑，有地下室的深基礎有利； 如采用樁基應為支撐樁而不能用摩擦樁，且樁基不能改變地基土的類別；高層建筑物以采用達到良好持力層的管樁基礎為宜，有的資料認為圓柱形薄殼基礎能大大提高地基承強力和減少基礎變形，對抗震有利；在易于產生不均勻沉降的地基上以采用鋼筋混疑土條形基礎或筏式基礎為宜。 3）建筑物合理布置和結構選型 對于工業(yè)民用建筑物選擇有利抗震的平面和立面是抗震設計的重要環(huán)節(jié)，盡量使建筑物的質量中心和剛度中心重合，平面上選擇矩形、方形、圓形或其它沒有凸出凹進的形狀，立面上各部分層數(shù)盡量一致，以避免各個部分之間振型不同，受力不同，使平面轉折或立面上層數(shù)不同的兩部分連接處受扭轉而斷裂、倒塌。減輕重量、降低重心，加強整體性使各部分、各構件之間有足夠的剛度和強度。 一般磚石承重墻抗拉或抗剪強度較低，抗震性能較差，改善砌體方式及提高灰縫強度以增強抗拉強度，是這類結構抗層的主要措施。 鋼筋混凝土框架結構抗震性能良好其主要抗震措施是增加角柱配筋和加強柱的箍筋以增加抗彎抗扭性能。 總結： 本文介紹了如何采取工程措施減少地震帶來災害，從宏觀地震區(qū)域劃分到具體工程場地的地震小區(qū)劃，最后提出地震區(qū)抗震設計原則。歡迎大家對為減少地震災害采用的工程措施留言討論。 美編：高欣欣 校對：張 崧 |
|
|
