第十一章 地震区的地基基础
11.1 复习笔记
【知识框架】
【重点难点归纳】
一、地震概述
地震是指由内力地质作用和外力地质作用引起的地壳振动现象的总称。
1．地震的成因类型（见表11-1-1）
表11-1-1 地震的成因类型
类型 | 定义 | 特点 |
构造地震 | 由地壳的构造运动，使岩层移动和断裂，积累的大量能量释放出来，引起地壳振动，称为构造地震 | 震动强烈，时间长，具有突发性与灾害性，影响范围广，世界上有90％的地震属于此类地震 |
火山地震 | 指由火山活动引起的地震 | 高温的岩浆与炽热的气体从火山口喷发出来时引起的地壳振动。这类地震占世界地震次数的7％左右 |
陷落地震 | 指由地下溶洞塌陷、崩塌或大滑坡等冲击力引起的地震 | 这类地震次数少，只占世界地震次数的3％左右。陷落地震强度微弱，影响范围只有几千米 |
激发地震 | 指由于人类活动破坏了地层原来的相对稳定性引起的地震 | 由人类活动诱发的地震，如修大型水库蓄水等 |
2．地震的分布
（1）全世界的地震分布很不均衡，主要集中在环太平洋地震带和地中海南亚地震带两个大地震带上。
（2）我国位于上述两大地震带之间，地震在我国的主要活动区为：①东北地区：辽宁南部和部分山区。②华北地区：汾渭河谷、山西东北、河北平原、山东中部到渤海地区。③西北地区：甘肃河西走廊、宁夏、天山南北麓。④西南地区：云南中部和西部、四川西部、西藏东南部。⑤东南地区：台湾及其附近的海域，福建、广东的沿海地区。
3．震源、震中与地震波
（1）震源与震中
①震源：地壳内部发生地震处称为震源。
②震中：震源在地表的投影称为震中，这是地震影响最大的区域，又称为极震区。
③震源深度：震源至震中的距离为震源深度h。当h≤60km时，称为浅源地震。全世界95％以上的地震都是浅源地震。
（2）地震波
震源的振动，以弹性波的形式传播，称为地震波。地震波可分以下两类：
①体波：在地球体内传播的震波，包括：
a．纵波：又称为压力波或P波，这种波的传播速度最快，约5～6km/s，破坏力较小；
b．横波：又称为剪切波或S波，这种波的传播速度较小，约3～4km/s，破坏力较大。
②面波：只限在地面附近传播。这种波的传播速度最慢，约3km/s；但振幅很大，破坏力也最大。主要为：a．瑞利波，又称R波；b．乐夫波，又称L波。
4．地震震级
地震震级是表示地震本身强度大小的等级，作为衡量震源释放出能量大小的一种量度。每一次地震，具有一个震级。地震震级与能量的关系和地震大小分类，见表11-1-2。
表11-1-2 地震震级、能量与分类
地震震级M | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 8.5 |
能量/J | 2×106 | 6.3×107 | 2×109 | 6.3×1010 | 2×1012 | 6.3×1013 | 2×1015 | 6.3×1016 | 3.6×1017 |
分类 | 微小地震 | 小地震 | 中地震 | 大地震 |
由上表可知：震级每增加一级，能量约增加32倍。
5．地震烈度、地震烈度表
（1）地震烈度
①地震烈度指受震地区地面影响和破坏的强烈程度。地震烈度与震级为两个不同的含义。
②地震烈度取决于震源释放能量的大小，并与震源深度、距震中的远近、震波传播的介质性质以及场地岩土情况等因素有关。
6．地震基本烈度、地震烈度区划图
一个地区的基本烈度是指该地区在今后50年期限内，在一般场地条件下可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。
二、建筑抗震设防分类、设防标准和目标
1．建筑抗震设防分类
根据新版国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》（GB 50223—2008）（以下简称《抗震分类标准》）规定，建筑抗震设防类别划分，应根据下列因素综合分析确定：
（1）建筑破坏造成的人员伤亡、直接和间接经济损失及社会影响大小。
（2）城镇的大小、行业的特点、工矿企业的规模。
（3）建筑使用功能失效后，对全局的影响范围大小、抗震救灾影响及恢复的难易程度。
（4）建筑各区段的重要性显著不同时，可按区段划分抗震设防类别。
（5）不同行业的相同建筑，当所处地位及地震破坏所产生的后果和影响不同时，其抗震设防类别可不相同。
《抗震分类标准》规定，建筑工程应根据其使用功能的重要性和地震灾害后果的严重性分为以下四个抗震设防类别：
（1）特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类；
（2）重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类；
（3）标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑，简称丙类；
（4）适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑，简称丁类。
划分不同的抗震设防分类并采取不同的设计要求，一些行业的建筑具有设防标准，例如，教育建筑中，幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂的抗震设防类别不应低于乙类。
2．建筑抗震设防标准和目标
（1）建筑抗震设防标准
建筑抗震设防标准是衡量建筑抗震设防要求的尺度，由建筑设防烈度和建筑使用功能的重要性确定。
抗震设防烈度是指，按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震烈度区划图的基本烈度。
（2）建筑抗震设防目标
“三水准”抗震设防目标是：
①第一水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇的地震（简称小震）影响时，主体结构一般不受损坏或不需修理可继续使用。
②第二水准：当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震（简称中震）影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。
③第三水准：当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震（简称大震）影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
在进行建筑抗震设计，原则上应满足“三水准”抗震设防目标的要求，在具体做法上，为了简化计算，《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2001）采取了二阶段设计法，即：
①第一阶段设计：按小震作用效应和其他荷载效应的基本组合验算构件的承载能力，以及在小震作用下验算结构的弹性变形，以满足第一水准抗震设防目标的要求。
②第二阶段设计：按大震作用下验算结构的弹塑性变形，以满足第三水准抗震设防目标的要求。
“三水准、二阶段”抗震设防目标的通俗说法是：“小震不坏，中震可修，大震不倒”。
