三、地震作用
(一)概述
地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动。
地震会引起地面破坏,如地面裂缝、错动、塌陷、喷水冒砂等,引起建筑物与构筑物的破坏,如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等,还会引发次生灾害。有时,次生灾害所造成的伤亡和损失比直接灾害还要大。
地震按成因分类分为天然地震和人工地震两大类。天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震。天然地震主要是构造地震,它是由于地下深处岩石破裂、错动,把长期积累起来的能量急剧释放出来,以地震波的形式向四面八方传播出去,到地面引起的房摇地动。构造地震约占地震总数的90%以上。其次是由火山喷发引起的地震,称为火山地震,约占地震总数的7%。此外,某些特殊情况下也会产生地震,如岩洞崩塌(陷落地震)、大陨石冲击地面(陨石冲击地震)等。人工地震是由人为活动引起的地震。如工业爆破,地下核爆炸造成的振动;在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力,有时也会诱发地震。
地震虽然是一种随机现象,但从对已发生地震分布的统计中仍可得到其呈现某种规律性。地球上的地震主要分布在环太平洋带(活动最强,大约全球地震总数的75%发生于此地带),阿尔比斯—喜马拉雅带,大西洋中脊和印度洋中脊(大约全球地震总数的22%发生于此地带)上。总的来说,地震主要发生在洋脊和裂谷、海沟、转换断层和大陆内部的古板块边缘等构造活动带。
地震时,将引起周围介质运动,并以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量,这就是地震波。地震波是一种弹性波,它包括在地球内部传播的体波和只限于在地面附近传播的面波。
(二)震级
震级是表征地震强弱的量度,通常用字母M表示,它与地震所释放的能量有关。但由于人们所能观测到的只是传播到地表的振动,即地震仪记录到的地震波,因此仅能用振幅大小来衡量地震的等级。
按震级大小可把地震划分为以下几类。
(1)弱震
震级小于3级。如果震源不是很浅,这种地震人们一般不易觉察。
(2)有感震
震级等于或大于3级、小于或等于4.5级。这种地震人们能够感觉到,但一般不会造成破坏。
(3)中强震
震级大于4.5级、小于6级。属于可造成破坏的地震,但破坏轻重还与震源深度、震中距等多种因素有关。
(4)强震
震级等于或大于6级。其中震级大于等于8级的又称为巨大地震。
(三)地震烈度
地震烈度是指某地区地面遭受一次地震影响的强弱程度。地震震级与地震烈度是两个不同的概念。地震烈度是根据地震时人的感觉、器物的反应、建筑物破坏和地表现象等地震造成的后果进行分类的。目前,我国和世界上绝大多数国家都按12等级划分。
(四)地震作用的计算方法
地震作用和结构抗震验算是建筑抗震设计的重要环节,是确定所设计的结构满足最低抗震设防安全要求的关键步骤。
由于地震作用的复杂性和地震作用发生的强度的不确定性,以及结构和体形的差异等,地震作用的计算方法是不同的。可分为简化方法和较复杂的精细方法。包括静力法、定函数理论、反应谱法、时程分析法、非线性静力分析方法等。
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