地震基础知识

地震

名词	解释
震源	发震点（地下）
震中	震源在地表的垂直投影(地面)
震中距	地面上任一点到震中的直线距离
震源深度	震源到地表的垂直距离

纵波，也称 P 波、压缩波；横波，也称 S 波、剪切波。其在岩土中波速存在差异，由此可确认震源深度。

震级 $M$ 由地面振幅定义：

$$M = \lg A$$

其中 $A$ 为标准地震仪在距离震中 100km 处记录的以 $\mu m$ 为单位的最大位移。

地震能量与震级关系：

$$\lg E = 1.5M + 11.8$$

震级差一度，能量相差 $10^{1.5}=31.6$ 倍。

烈度

由于底面建筑受影响程度与震中距等参数有关，震级不能度量地面的受灾情况。我国依据对地震的宏观感受将地震对地面影响的强烈程度划分为 12 个烈度。

烈度的确定

平均震害指数

根据受损程度的不同，将房屋的破坏划分为 5 个等级，每个等级赋予一定的震害指数 $d$。对每个房屋的震害指数取平均值即得平均震害指数：

$$D = \frac{1}{N}\sum_{i=1}^{5}d_i n_i$$

其中 $n_i$ 为同一个 $d_i$ 对应的房屋数。

根据平均震害指数查表，可以得到烈度。

烈度与震级、震中距关系

基于数理统计分析得到的烈度 $I$ 与震级 $M$ 、震中距 $R$ 之间得关系为：

$$I = \left\{ \begin{aligned} & 0.92 + 1.63M - 3.49\lg R &, R\not ={0} \\ & 0.24 + 1.29M &, R = 0 \end{aligned} \right.$$

震级与烈度的区别

基本烈度

依据概率统计方法确定基本烈度：设计基准期 50 年超越概率 10% 的烈度。大多数地区都需要进行抗震设防。

抗震设防原则

为了平衡安全与经济，提出设防的“三水准两阶段”：

• 小震不坏、中震可修、大震不倒；
• 按小震作用验算弹性变形、按大震作用验算弹塑性变形。

抗震设防级别

级别	解释	例子	处理（抗震措施、地震作用力）
甲类	特殊设防类	核电站	措施+1度，作用力特殊处理
乙类	重点设防类	生命线建筑（医院、水厂等）	措施+1度
丙类	标准设防类	教学楼
丁类	适度设防类	临时用房	措施-1度，作用力不处理