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1、第五节第五节 地震地震 地下深处的岩层，由于某种原因突然破裂、塌陷以及火山爆发等而产生振动，并以弹性波的形式传递到地表，这种现象称为地震。地震相关术语定义地震相关术语定义1)震源震源：地球内部发生地震的地方。2)震中震中：震源在地球表面上的投影点。3)震源深度震源深度：从震源到地面的垂直距离。4)震中距震中距：地面上任何一个地方或地震观测台（站）到震中的直线距离。5)震中区震中区：震中附近破坏最严重的地区。强烈地震时的震中区称为极震区。6)等震线等震线：在同一次地震 影响下，地面上破坏程 度相同各点的连线。名称名称震源深度（震源深度（km）浅源地震浅源地震中源地震中源地震深源地震深源地震070
2、70300300地震按震源深度分类地震按震源深度分类全球地震分布图全球地震分布图中国地震分布图地震的成因类型地震的成因类型地震名称地震名称成因及主要特征成因及主要特征构造地震构造地震由地壳断裂构造运动引起，是最普遍的一种地震由地壳断裂构造运动引起，是最普遍的一种地震火山地震火山地震是由火山爆发所引起的局部地方的地震，影响范围是由火山爆发所引起的局部地方的地震，影响范围不大，发生数量较少不大，发生数量较少陷落地震陷落地震是石灰岩地区和矿山采空区等处由地块陷落所引起是石灰岩地区和矿山采空区等处由地块陷落所引起的小范围的地震，发生数量少，影响范围更小的小范围的地震，发生数量少，影响范围更小人工诱发地
3、人工诱发地震震是由于水库蓄水或向地下大量灌水、注水，润滑和是由于水库蓄水或向地下大量灌水、注水，润滑和压缩地下可能存在的构造破碎带，或地下大爆炸对压缩地下可能存在的构造破碎带，或地下大爆炸对地壳产生强烈冲击、诱发构造应力释放引起的地震，地壳产生强烈冲击、诱发构造应力释放引起的地震，这类地震多发生在水库和爆炸点地区，多为小震，这类地震多发生在水库和爆炸点地区，多为小震，震源浅震源浅火山地震陷落地震人工诱发地震广东新丰江水库广东新丰江水库 地震发生时，震源处产生剧烈振动，以地震发生时，震源处产生剧烈振动，以弹弹性波性波方式向四周传播，此弹性波称为方式向四周传播，此弹性波称为地震波地震波。体波体波面
4、波面波纵波（压缩波、纵波（压缩波、P P波）波）引起地面上下颠簸引起地面上下颠簸横波（剪切波、横波（剪切波、S S波）波）使地面水平摇摆使地面水平摇摆地地震震波波瑞利波瑞利波乐甫波乐甫波 体波体波：是通过地球体内传播的一种地震波，又分为：纵波（纵波（P）：又称压缩波，质点的振动方又称压缩波，质点的振动方向与波的传播方向一致向与波的传播方向一致，靠介质的扩张与收缩而传递，其传播速度约713kms，振振动的摧毁力较小。动的摧毁力较小。横波（横波（S）：又称剪切波，质点的振动方又称剪切波，质点的振动方向垂直于波的传播方向向垂直于波的传播方向，为各质点间发生的周期性的剪切振动，其传播速度47kms，振
5、动摧毁力较强。振动摧毁力较强。面波面波：沿地表面传播的地震波沿地表面传播的地震波。面波的传播速度最小，每秒只有3km多，但振幅大，故对地面的破坏最大。面波又分为瑞利波面波又分为瑞利波（R）和勒夫波（）和勒夫波（Q）。）。瑞利波（瑞利波（R）：波的传播是质点在波的波的传播是质点在波的传播方向和地表面法向组成的平面内作椭传播方向和地表面法向组成的平面内作椭圆运动圆运动，与该平面垂直的水平方向没有振动，似在地面上滚动。似在地面上滚动。勒夫波（勒夫波（Q）：波传播时，质点在与传波传播时，质点在与传播方向相垂直的水平方向运动播方向相垂直的水平方向运动，即呈地面即呈地面水平运动或者在地面上呈蛇形运动。水平
6、运动或者在地面上呈蛇形运动。地地震震波波传传播播示示意意图图地震震级与地震烈度地震震级与地震烈度 1.地震震级地震震级（M）它是地震震源释放出的能量大小的一种它是地震震源释放出的能量大小的一种量度，可表示地震本身强度大小的等级量度，可表示地震本身强度大小的等级。它的最初定义（李希特）是：距震中100km处用标准地震仪（周期0.8s，阻尼系数0.8，放大倍数2 800）实测的以m表示的最大水平地动位移的对数来确定。地震按震级分类地震按震级分类名称名称震级震级大地震大地震中地震或强震中地震或强震小地震或弱震小地震或弱震微震微震超微震超微震M77M 55M 33M 1 M 1 2.地震烈度地震烈度
7、地震烈度地震烈度是对地震时地表和地表建筑物遭受影响是对地震时地表和地表建筑物遭受影响和破坏的强烈程度的一种量度和破坏的强烈程度的一种量度。烈度的大小除与地震震级、震中距、震源深浅有关外，还与当地地质构造、地形、岩土性质等因素有关。(1)基本烈度基本烈度：指一个地区在今后一定时期内，在指一个地区在今后一定时期内，在一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度，即现行中国地震烈度区划图规定的地震烈度。国家地震局所编制的1400万中国地震烈度区划图（1990）上标示的地震烈度值是指在是指在50年年期限内一般场地条件下可能遭受超越概率为期限内一般场地条件下可能遭受超越概率为
8、10的烈度值。的烈度值。(2)场地烈度场地烈度：是指建筑物场地因地质、地貌、地形和水文地质条件等的不同而引起的地震基本烈度的降低或提高的烈度。一般比基本烈度提高或降低半度至一度。(3)设计烈度设计烈度：根据建筑物的重要性、永久性、抗震性以及国民经济的条件，对不同建筑物将建筑场地烈度按国家批准权限审定加以调整后的抗震设防烈度。震害现象（地震效应）震害现象（地震效应）直接的震害（地震效应）包括：直接的震害（地震效应）包括：大地抖动对建筑物的直接破坏，如房屋倒大地抖动对建筑物的直接破坏，如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等。塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等。地基效应，如饱和砂土和粉土的振动液
9、化、地基效应，如饱和砂土和粉土的振动液化、塌陷、喷水冒砂等。塌陷、喷水冒砂等。地面破坏，如大地的错断和裂开、地倾斜地面破坏，如大地的错断和裂开、地倾斜等。等。地震滑坡、海啸等地震滑坡、海啸等。1.大地抖动对建筑物的直接破坏是地震大地抖动对建筑物的直接破坏是地震产生的最普遍灾害。产生的最普遍灾害。破坏的程度与地震的振动强度及持续破坏的程度与地震的振动强度及持续时间、地基的性质及建筑结构有关。时间、地基的性质及建筑结构有关。近来近来的许多地震破坏实例表明，施工质量也应的许多地震破坏实例表明，施工质量也应该为地震伤亡及损失负很大的责任。该为地震伤亡及损失负很大的责任。唐山大地震所造成的毁灭性破坏唐山
10、大地震所造成的毁灭性破坏地震前北川地震后北川映秀雅安芦山1906年旧金山大地震1985年墨西哥城地震年墨西哥城地震大坝破坏（台中石岗）埠丰桥断裂，河床抬高8m，形成叠水一一九九九九五五年年神神户户地地震震造造成成的的破破坏坏2.地基效应地基效应 地地基基中中较较疏疏松松的的饱饱和和砂砂土土，在在周周期期性性的的地地震震荷荷载载作作用用下下，孔孔隙隙水水压压力力逐逐渐渐积积累累，甚甚至至达达到到可可以以完完全全抵抵消消有有效效应应力力时时，使使土土粒粒便便处处于于悬悬浮浮状态，而接近液体的特性。这种现象称为液化。状态，而接近液体的特性。这种现象称为液化。液液化化的的砂砂土土将将在在瞬瞬间间降降低
11、低或或完完全全丧丧失失抗抗剪剪强强度和承载能力。度和承载能力。砂土液化的砂土液化的宏观标志宏观标志是会导致：在地表裂缝中是会导致：在地表裂缝中喷水冒砂，地面沉陷变形，地基产生巨大沉降和喷水冒砂，地面沉陷变形，地基产生巨大沉降和建筑物严重倾斜，甚至失稳建筑物严重倾斜，甚至失稳。地震引起砂土液化（台中港地震引起砂土液化（台中港1-4码头）码头）地基液化导致建筑物整体倾斜地基液化导致建筑物整体倾斜1995年神户地震年神户地震海城地震冒砂现象海城地震冒砂现象唐山地震冒砂唐山地震冒砂 3.地面破坏地面破坏 较大的地震，往往在大地上形成大量裂较大的地震，往往在大地上形成大量裂缝，称为缝，称为“地裂地裂”。
12、沿有些裂缝会有较大拉开或水平位移，沿有些裂缝会有较大拉开或水平位移，从而破坏各种输送管线、铁路、桥梁、大坝从而破坏各种输送管线、铁路、桥梁、大坝及其他任何建筑设施。及其他任何建筑设施。地震形成的地震形成的错动（错动（1906旧金山地震旧金山地震导致一处围导致一处围拦错开拦错开2.5m)唐山地震形成的地裂缝带唐山地震形成的地裂缝带唐山地震形成的地裂缝唐山地震形成的地裂缝炉霍地震，压性地裂缝炉霍地震，压性地裂缝炉炉霍霍地地震震，压压性性地地裂裂缝缝海海城城地地震震地地裂裂缝缝地地震震后后的的地地表表开开裂裂（伊伊朗朗）地震引起操场隆起（台中国小）地震引起操场隆起（台中国小）地震引起稻田隆起（台中雾
13、峰）地震引起稻田隆起（台中雾峰）4.地震滑坡地震滑坡在山区，滑坡是与地震相关的一个重要灾害。5.海啸海啸 地地震震时时海海底底的的上上下下波波动动引引起起海海洋洋水水体体的的波波动，以每小时数百公里的速度向四周传播。动，以每小时数百公里的速度向四周传播。1964年阿拉斯加地震引发的海啸年阿拉斯加地震引发的海啸震害现象（地震效应）震害现象（地震效应）次要的震害（地震效应）包括：次要的震害（地震效应）包括：火灾，由震后火源失控引起。火灾，由震后火源失控引起。水灾，由水坝决口或山崩壅塞河道等引起。水灾，由水坝决口或山崩壅塞河道等引起。毒气泄漏，由建筑物或装置破坏等引起。毒气泄漏，由建筑物或装置破坏等
14、引起。瘟疫，由震后生存环境的严重破坏所引起。瘟疫，由震后生存环境的严重破坏所引起。本节作业本节作业1、什么是地震？地震的成因类型有哪些？、什么是地震？地震的成因类型有哪些？2、什么是震级与烈度？二者有什么区别？、什么是震级与烈度？二者有什么区别？第七章第七章 不同类型工程不同类型工程的工程地质问题的工程地质问题 地基地基:建筑物的荷载会引起基础以下一定深建筑物的荷载会引起基础以下一定深度内的岩、土层改变它们原始的应力状态，度内的岩、土层改变它们原始的应力状态，这部分改变了应力状态的土层或岩层称为这部分改变了应力状态的土层或岩层称为地基。地基可分为天然地基和人工地基。地基。地基可分为天然地基和人
15、工地基。地基必须满足两方面的要求：地基必须满足两方面的要求：地基应有足够的强度，在上覆荷载作用下地基应有足够的强度，在上覆荷载作用下不发生失稳破坏，并有一定的安全储备。不发生失稳破坏，并有一定的安全储备。地基的沉降量、沉降差、倾斜或局部倾斜地基的沉降量、沉降差、倾斜或局部倾斜不能大于地基变形的允许值和建筑物安全不能大于地基变形的允许值和建筑物安全的允许值。的允许值。第一节 地基工程地质问题地基承载力地基承载力:在保证地基稳在保证地基稳定的条件下，建筑物的沉降定的条件下，建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载量不超过允许值的地基承载力。力。地基极限承载力地基极限承载力:单位面积单位面积上地基能承受
16、的极限荷载。上地基能承受的极限荷载。地基允许承载力地基允许承载力:保证建筑保证建筑物安全的规定地基承载力物安全的规定地基承载力（一般在弹性变形内）。（一般在弹性变形内）。地基承载力的确定有三种方地基承载力的确定有三种方法：现场试验（原位试验）、法：现场试验（原位试验）、公式计算法、应用规范查表公式计算法、应用规范查表法。法。载荷试验载荷试验:在原位在原位条件下，向地基条件下，向地基（或基础）逐级施（或基础）逐级施加荷载，并同时观加荷载，并同时观测地基（或基础）测地基（或基础）随时间而发展的变随时间而发展的变形（沉降）的一项形（沉降）的一项原位测试方法。原位测试方法。静力触探试验：简称静探（CP
17、T），是利用静力以一恒定的贯入速率将圆锥探头通过一系列探杆压入土中，根据测得的探头贯入阻力大小来间接判定土的物理力学性质的原位试验。圆锥动力触探试验(DPT)是利用一定的锤击动能，将一定规格的圆锥探头打入土中，然后依据贯入击数或动贯入阻力判别土层的变化，确定土的工程性质，对地基土做出岩土工程评价。十字板剪切试验的原理，即在钻孔某深度的软粘土中插入规定形状和尺寸的十字板头，施加扭转力矩，将土体剪切破坏，测定土体抵抗扭损的最大力矩，通过换算得到土体不排水抗剪强度。旁压仪试验是在现场钻孔中进行的一种水平向荷载试验。具体试验方法是将一个圆柱形的旁压器放到钻孔内设计标高，加压使得旁压器横向膨胀，根据试验
18、的读数可以得到钻孔横向扩张的体积-压力或应力-应变关系曲线，据此可用来估计地基承载力，测定土的强度参数、变形参数、基床系数，估算基础沉降、单桩承载力与沉降。第二节 边坡工程地质问题 边坡受边坡受岩性、构造等地质条件和风化、岩性、构造等地质条件和风化、水的渗入和冲刷水的渗入和冲刷等自然地质作用以及人等自然地质作用以及人工开挖等工程活动的影响，常出现坡面工开挖等工程活动的影响，常出现坡面变形和整体失稳破坏两类工程病害。变形和整体失稳破坏两类工程病害。坡面变形坡面变形:坡面变形是指路堑（或路堤）边坡坡面的坡面变形是指路堑（或路堤）边坡坡面的局部破坏，包括局部破坏，包括风化剥落、落石、冲刷和表层滑塌风化剥落、落石、冲刷和表层滑塌等等类型。类型。整体失稳整体失稳:是指边坡的是指边坡的整体塌滑和滑坡整体塌滑和滑坡。岩质边坡的岩质边坡的破坏失稳与岩体中发育的各种结构面有很大关系。破坏失稳与岩体中发育的各种结构面有很大关系。岩质边坡风化剥落岩质边坡风化剥落唐家山堰塞湖唐家山堰塞湖岩质边坡滑坡岩质边坡滑坡