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地震工程学概述样本
地震工程学概述
胡聿贤先生以为《地震工程学》是沟通工程地震和构造抗震学科间桥梁。
随着地震工程理论与实践发展,地震工程学所涵盖领域越来越宽。
以工程地震和工程抗震为核心地震工程学正朝着系统减灾方向迈进。
全面把握地震工程学研究领域众多细节越来越困难,学习基本性理论体系尤为重要,它是咱们在更加尖端前沿领域开展研究工作前提。
1地震灾害
2地震工程学研究内容
3地震工程学发展概况
4地震工程学特点
5地震工程学与有关学科关系
1、地震灾害
地震是人类面临重要自然灾害之一,在过去20世纪里,因地震死亡人数平均每年达到17000人,虽然不涉及唐山地震人员伤亡,平均死亡人数也达到10000人/年。
地震导致劫难是多方面,以各种方式引起构造物破坏和人员伤亡,从房屋崩塌到火灾、海啸、瘟疫、滑坡。
20世纪地震灾害导致绝对死亡人数没有减少趋势,固然考虑到人口增长,死亡人数占总人口相对比例在下降。
由于都市化进程加快,地震灾害导致经济损失和保险损失增长迅速。
1995年阪神地震导致1000亿美元损失,预示着如果地震发生在东京、洛杉矶、旧金山等其她更大都市时,损失会更大。
东日本大地震
3月11日(星期五)世界原则时05时46分23秒,即日本原则时间14时46分23秒,震中位于仙台市以东太平洋海域约130km处,距日本首都东京约373千米。
按日本气象厅震度阶级计算办法计算,本次地震震级为矩震级规模8.8级。
地震发生之初,美国地质调查局发布本次地震规模为矩震级规模7.9级,后多次将震级修正为8.1级、8.8级、8.9级,再于3月13日上午与日本气象厅共同修订至9.0级。
日本东北地区太平洋沿岸及北海道东部沿岸都受到了海啸侵袭,高度最高达40.5米。
日本气象厅对东北、关东太平洋沿海地区发出大海啸警报。
宫城县、岩手县、福岛县等地遭到地震过后海啸,沿海地区遭到毁灭性破坏。
截至日本时间12月29日,地震导致至少15,846人死亡、3,320人失踪、伤者6,011人,遭受破坏房屋1,135,446栋,为日本二战后伤亡最惨重自然灾害。
损失总额约1.36万亿人民币。
(东日本地震已发现15848具遗体,3305人仍下落不明)
汶川地震
5月12日14时28分04秒,四川汶川、北川,发生8级强震。
这是新中华人民共和国成立以来破坏性最强、波及范畴最大一次地震。
本次地震重创约50万平方公里中华人民共和国大地!
为表达全国各族人民对四川汶川大地震遇难同胞深切哀悼,国务院决定,5月19日至21日为全国哀悼日。
自起,每年5月12日为全国防灾减灾日。
汶川地震宏观烈度与等震线
5月12日14时28分,四川汶川发生8.0级地震,截至9月25日12时,已确认374643人受伤,69227人遇难,失踪17923人。
遇难和失踪人员达到87150人。
1997.1-.2.11不不大于7级地震-中华人民共和国地震网
世界地震带
地震震中分布集中地带,称为地震带。
从世界范畴看,有些地区没有或很少有地震,有些地区则地震频繁而强烈。
地震带往往与活动性很强地质构造带一致。
据世界震中分布规律,大体可以划分如下几种地震带:
(1)环太平洋地震带全世界约80%浅源地震,90%中源地震和几乎所有深源地震都发生在这一带。
所释放地震能量约占全世界能量80%,但其面积仅占世界地震总面积一半。
此地震带,在太平洋西部大抵从阿留申群岛,向西沿堪察加半岛、千岛群岛,至日本诸岛、琉球群岛,至国内台湾岛,过菲律宾群岛、伊里安岛,南至新西兰为止。
在太平洋东部,大体从阿拉斯加西岸,向南经加里福尼亚、墨西哥(在中美有一分支,称为加勒比或安烈斯环)、秘鲁,沿智利至南美极南端。
这一带也是知名火山带,它与中、新生带褶皱带和新构造强烈活动带是一致。
(2)地中海—喜马拉雅地震带这是一条横跨欧亚大陆,并涉及非洲北部,大体呈东西方向地震带,总长约15000km、宽度各地不一,在大陆某些常有较大宽度,并有分支现象。
太平洋地震带外几乎别的较大浅源地震和中源地震都发生在这一带。
释放能量占全世界地震释放总能量15%。
此地震带西起葡萄牙、西班牙和北非海岸,东去经意大利、希腊、土耳其、伊朗至帕米尔北边,进入国内西北和西南地区;南边沿喜马拉雅山山麓和印度北部,又经苏门答腊、爪哇至伊里安,与环太平洋带相接。
这一带也有许多火山分布。
(3)大洋中脊(海岭)地震带
①大西洋中脊(海岭)地震带自斯匹次卑尔根岛经冰岛向南沿亚速尔群岛、圣保罗岛等至南桑德韦奇群岛、色维尔岛,沿大西洋中脊分布,向东与印度洋南某些叉海岭地震带相连。
②印度洋海岭地震带由亚丁湾开始,沿阿拉伯—印度海岭,南延至中印度洋海岭;向北在地中海与地中海—南亚地震带相连;向南到南印度洋分为两支,东支向东南经澳大利亚南部,在新西兰与环太平洋带相接;西支向西南绕过非洲南部与大西洋中脊地震带相接。
③东太平洋中隆地震带从中美加拉帕戈斯群岛起向南至复活节岛一带,分为东西二支,东支向东南在智利南部与环太平洋地震带相接;西支向西南在新西兰以南与环太平洋地震带和印度洋海岭地震带相连。
以上三带皆以浅源地震为主。
(4)大陆断裂谷地震带分布于某些区域性断裂带或地堑构造带,重要有东非大断裂带,红地堑,亚丁湾及死海,贝加尔湖以及太平洋夏威夷群岛等。
此带重要为浅源地震。
中华人民共和国重要地震带
国内位于世界两大地震带——环太平洋地震带与欧亚地震带之间,受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块挤压,地震断裂带十分发育。
20世纪以来,中华人民共和国共发生6级以上地震近800次,遍及除贵州、浙江两省和香港特别行政区以外所有省、自治区、直辖市。
中华人民共和国地震活动频度高、强度大、震源浅,分布广,是一种震灾严重国家。
19以来,中华人民共和国死于地震人数达55万之多,占全球地震死亡人数53%;1949年以来,100多次破坏性地震袭击了22个省(自治区、直辖市),其中涉及东部地区14个省份,导致27万余人丧生,占全国各类灾害死亡人数54%,地震成灾面积达30多万平方公里,房屋崩塌达700万间。
地震及其她自然灾害严重性构成中华人民共和国基本国情之一。
中华人民共和国地震重要分布在五个区域:
台湾地区、西南地区、西北地区、华北地区、东南沿海地区和23条地震带上。
国内地震活动重要分布在五个地区23条地震带上。
这五个地区是:
①台湾省及其附近海域;②西南地区,重要是西藏、四川西部和云南中西部;③西北地区,重要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓;④华北地区,重要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、山东中部和渤海湾;⑤东南沿海广东、福建等地。
国内台湾省位于环太平洋地震带上,西藏、新疆、云南、四川、青海等省区位于喜马拉雅-地中海地震带上,其她省区处在有关地震带上。
中华人民共和国地震带分布是制定中华人民共和国地震重点监视防御区重要根据。
世界十大自然灾害(据联合国,1947-1980)
热带气旋(飓风、台风)、地震、洪涝、雷暴与龙卷风、雪灾、
火山爆发、热浪、雪崩、滑坡、潮汐与海啸
中华人民共和国是受灾最严重国家之一
人员损失巨大(7/17次5万人,4/4次20万人)
分布广
成灾比率高
近年来三大自然灾害
地震、风灾、温室效应(极端气候)
2、地震工程学发展概况
地震工程学发展是随着人们对地震灾害结识不断进一步和科学技术进步而推动,经济和生命代价也勉励人们不断提高抵抗自然灾害能力,在顺应自然前提下达到征服自然,较少损失,减轻灾害。
可以说地震不断发生推动了地震工程学学科发展。
(1)20世纪前地震事件
历史上最早一条关于地震记载在公元前1831年(1652年),“夏帝发七年泰山震”(胡聿贤)
132年汉代人张衡(78-139)创造侯风地动仪;
1556年1月23日(明嘉靖34年12月)陕西关中大地震,“……压死官吏军民奏报有名者八十二万有余”
1755年11月1日,葡萄牙里斯本发生地震,法国、瑞士、意大利北部乃至欧洲大部地区均有震感,地震引起了火灾、海啸等次生灾害,60000~100000死亡。
从科学观点看,地震后房屋构造设计有所变化。
1755年11月18日,马萨诸塞州首府波士顿附近发生地震;
1811-18,NewMadridCounty,Missouri,USA,发生震群型地震;
1857年1月9日,加利福尼亚发生地震;
1886年查尔斯顿地震,铁轨弯曲,火车被掀翻;地基土液化
(2)20世纪初期地震事件
194月18,旧金山地震
加里福尼亚洲历史上最严重地震,也是地震工程学发展史上最重要地震之一。
地震导致了被观测到最长断层破碎带(430公里),最大水平位移达到6.4米,跨越断层道路中断,水管破裂。
地震及引起火灾导致余人死亡,财产损失达5.24亿美元。
由于水管破裂,无法保证消防用水供应,大火燃烧了3天,旧金山地区28000栋房屋被毁,80%是由于火灾所致。
人们不但关注地震对构造物影响,同样关注火灾对构造材料影响,详细灾害调查表白:
体型较好建筑物没有严重受损,如果有较好防火性能,则能在地震和火灾后幸存。
该地震给人们留下了一下经验:
1.钢及钢筋混凝土房屋在较大地震中受损较轻微;
2.“大地震将会在50-1重现,期间没有地震发生;火灾将导致严重损失;
3.加州房屋抗震设计规范并未因而次地震事件而修改,抗震设计;
该地震导致:
1.启动了地震作用(效应)方面当代研究和记载;
2.瑞德弹性回跳学说产生,20世纪60年代成为板块构造学说一某些;
3.地震周期概念.(活跃期、安静期)
4.美国地震学会成立–(BSSA)
1912月28,意大利墨西拿地震
19发生在意大利西西里岛第二大都市墨西拿一场7.5级大地震,地震引起近海掀起局部浪高达12米海啸。
是欧洲有史以来死亡人数最多地震和海啸。
地震发生在本地时间1912月28日凌晨5时25分。
震源位于墨西拿附近海底,地震波及了墨西拿海峡对岸雷焦卡拉布里亚。
两座都市均被毁,大地下陷了0.6米,墨西拿人口一半约7.5万人丧生。
巨大人员伤亡,促使政府指派9位有经验工程师和5位专家研究地震,制定工程抗震设计建议。
1.启动了实用构造抗震设计时代;
2.第一部采用等效静力法进行抗震设计建议(第1层设计水平力为1/12楼层以上建筑物重量;2、3层设计水平力为1/8楼层以上建筑重量);
1923年9月1日,日本关东地震
日本处在四大板块(欧亚、太平洋、菲律宾、北美)交汇处,地震活动频繁。
1923年9月1日11:
58am,关东地震发生。
尽管相模湾海滨以及房总半岛也遭受地震、3-6米海啸,以及地面抬高2米等灾害重创,但横滨和东京等城区受灾最为严重.
地震发生在中午做饭时间,因而引起大火,同步由于炎热,干燥和大风等天气条件,加之水管破裂,消防用水短缺,因而引起了严重火灾。
关东大地震启动了地震工程研究新时代:
1.初期基本隔震技术–柱底采用球形摇轴支座(RiuitchiOka,岡隆一)
2.柔性建筑物得到承认.(KenzaburoMashima,眞島健三郎)
砌体构造抗震性能最差,另一方面是钢筋混凝土构造,钢构造和木构造都具备较好抗震性能。
3.Dr.TachuNaito(内藤多仲)赞同采用刚性建筑物,她以为抗震设计三个重要因素是:
构造刚度,合理横向力分派,减小弹性振子自振周期,使其不大于地震也许周期.
关东大地震后,建筑规范随后得到改进,并在横滨和东京重建中生效。
1.限制木构造建筑物最大高度,增长支撑;
2.砌体构造需要增长胸墙;
3.钢构造建筑增设附加支架或支撑,以增长柱与梁连接刚度;
4.改进钢筋混凝土构造细部设计.
1925年圣芭芭拉地震,1933年长滩地震
圣芭芭拉地震发生于6:
42am,人们大多没上班,因而尽管重要商业街
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